第4章顯卡

1、2024/3/21,1/24,輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)硬件的必要組成部分，它是用來顯示以及保存計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的結(jié)果。因此，輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)價(jià)值的生動(dòng)體現(xiàn)，它使系統(tǒng)能與外部世界溝通，為用戶大幅度地提高工作效率提供了可靠保障。 由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備產(chǎn)品也越來越多。目前主要的輸出設(shè)備有顯卡、顯示器、聲卡、音箱、打印機(jī)、投影儀、繪圖儀、影像輸出系統(tǒng)、語音輸出系統(tǒng)、磁盤記錄等。下面我們來詳細(xì)介紹以這些常用輸出設(shè)備。本章學(xué)習(xí)

2、要點(diǎn):4.1 顯卡 4.2 顯示器 4.3 聲卡 4.4 音箱 4.5 打印機(jī) 4.6 投影儀,第4章 計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備,,2024/3/21,2/24,計(jì)算機(jī)中常見的接口有顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、電視卡、視頻捕捉卡及RAID卡等。這些接口卡與特定的設(shè)備相連，雖然目前許多高度集成的主板基本上不再使用接口卡，但是集成的設(shè)備在成本及其性能上都有所欠缺，因此接口卡還是不可少的。,2024/3/21,3/24

3、,顯示器是將電子信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)（圖像，文字）的輸出設(shè)備顯卡是連接顯示器和主機(jī)的橋梁，提供顯示器顯示所需的顯示信號(hào)，并控制顯示器的顯示方式。顯卡分獨(dú)立顯卡和主板集成式顯卡兩種。,顯示系統(tǒng)概述,,2024/3/21,4/24,顯卡全稱顯示接口卡,又稱為顯示適配器,顯示器配置卡簡(jiǎn)稱為顯卡，是個(gè)人電腦最基本組成部分之一?！　★@卡的用途是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所需要的顯示信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)，并向顯示器提供行掃描信號(hào)，控制顯示器的正確顯示。顯卡作為電

4、腦主機(jī)里的一個(gè)重要組成部分，承擔(dān)輸出顯示圖形的任務(wù)，對(duì)于喜歡玩游戲和從事專業(yè)圖形設(shè)計(jì)的人來說顯卡非常重要。民用顯卡圖形芯片供應(yīng)商主要包括AMD（ATi）和Nvidia兩家。 顯卡從使用功能上分普通顯卡和專業(yè)圖形顯卡兩種。 普通顯卡就是普通臺(tái)式機(jī)內(nèi)所采用的顯卡產(chǎn)品，又分主板集成顯卡和獨(dú)立顯卡兩種形式。 專業(yè)顯示卡是指應(yīng)用于圖形工作站上的顯示卡，它是圖形工作站的核心，只有獨(dú)立顯卡一種形式。 普通顯卡主要

5、針對(duì)Direct 3D加速，而專業(yè)顯示卡則是針對(duì)OpenGL來加速的。,4.1 顯 卡 概 述,,2024/3/21,5/24,4.1.1 顯卡的作用,需要顯示的數(shù)據(jù)必須通過 4 個(gè)步驟，最后才會(huì)到達(dá)顯示屏：　　1、從總線進(jìn)入圖形處理器（GPU）－將CPU送來的數(shù)據(jù)送到GPU（圖形處理器）里面進(jìn)行處理?！　?、從 顯卡芯片組進(jìn)入顯存－將芯片處理完的數(shù)據(jù)送到顯存?！　?、從顯存進(jìn)入數(shù)轉(zhuǎn)換器（RAMDAC），進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

6、　　4、從 RAMDAC 進(jìn)入顯示器 －將轉(zhuǎn)換完的模擬信號(hào)送到顯示屏?！　★@示效能是系統(tǒng)效能的一部份，其效能的高低由以上四步所決定，它與顯示卡的效能不太一樣，顯示卡的效能由中間兩步所決定，第一步是由 CPU進(jìn)入到顯示卡里面，最后一步是由顯示卡直接送資料到顯示屏上。,,2024/3/21,6/24,1、主板集成式顯示卡 集成顯卡是指芯片組集成了顯示芯片的顯卡，使用這種芯片組（整合型芯片）的主板(整合型主板)可以不需要獨(dú)立顯卡實(shí)現(xiàn)

7、普通的顯示功能，以滿足一般的應(yīng)用，性價(jià)比高。 集成的顯卡特點(diǎn)為：一般使用主內(nèi)存作為顯存，在運(yùn)行需要大量占用顯存的程序時(shí)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響會(huì)比較明顯，系統(tǒng)內(nèi)存的頻率通常比獨(dú)立顯卡的顯存低很多，因此集成顯卡的性能比獨(dú)立顯卡差很多。  不能對(duì)顯卡進(jìn)行硬件升級(jí)；其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)功耗有所減少，不用花費(fèi)額外的資金購(gòu)買顯卡。      有些集成的顯卡的芯片組還可以支持單獨(dú)的顯卡插槽，而有些則不再

8、支持專門的顯卡插槽，集成顯卡和獨(dú)立顯卡不能同時(shí)工作。,4.1.2 顯卡的結(jié)構(gòu),,2024/3/21,7/24,2、獨(dú)立顯卡的結(jié)構(gòu),顯卡主要由顯示芯片、顯存和顯示輸出接口（VGA接口，DVI接口）等幾部分組成。,PCB印制電路板,,DVI端口,VGA端口,視頻端口,PCI-E/,2024/3/21,8/24,1.AGP接口,AGP（Accelerated Graphics Port）為加速圖形端口，是一種為了提高視頻帶寬而設(shè)計(jì)的總線標(biāo)

9、準(zhǔn)。AGP標(biāo)準(zhǔn)使用64位總線，其工作頻率為66MHz， 分AGP 1.0標(biāo)準(zhǔn)（分為1X和2X兩種模式，數(shù)據(jù)傳輸帶寬分別為266MB/s和533MB/s，工作電壓為3.3V ）、 AGP 2.0標(biāo)準(zhǔn)（增加了4X模式，數(shù)據(jù)傳輸帶寬為1066MB/s，并將工作電壓降低到了1.5V ）、 AGP 3.0標(biāo)準(zhǔn)（增加了8X模式，并將工作電壓降到0.8V，數(shù)據(jù)傳輸帶寬達(dá)到了2.1G，向下兼容AGP 4X，但不兼容AGP 1X和AGP 2X）。,4.

10、1.3 顯卡的總線接口,,2024/3/21,9/24,2.PCI Express x16接口1.1版及2.0版,PCIExpress是目前顯卡普遍采用的總線接口標(biāo)準(zhǔn)，接口位寬為X16，頻率為2.5GHz，采用串行架構(gòu)，1.1版每個(gè)位都獨(dú)占250MB/秒的數(shù)據(jù)傳輸率，將能夠提供4GB/s的帶寬(250MB/s×16=4000MB/s)，AGP 8X能夠提供的2.1GB/s的帶寬。PCI Express支持高級(jí)電源管理、熱插

11、拔、數(shù)據(jù)同步傳輸，為優(yōu)先傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行帶寬優(yōu)化。   在兼容性方面，PCI Express在軟件層面上兼容目前的PCI技術(shù)和設(shè)備，支持PCI設(shè)備和內(nèi)存模組的初始化，也就是說目前的驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)無需推倒重來，就可以支持PCI Express設(shè)備。 PCI Express2.0標(biāo)準(zhǔn)為單向5.0Gbps，雙向10Gbps。與PCI Express1.1向上兼容，能夠直接連接PCI Express 1.1的機(jī)器。能從軟

12、件動(dòng)態(tài)地變更傳送速率，在不需要最高速度的情況下能夠節(jié)約消耗功率。不僅能夠使用以往的在擴(kuò)展槽中插入卡的連接方法，也能夠通過「PCI Express Cable」方式用10m長(zhǎng)的金屬線進(jìn)行連接。,2024/3/21,10/24,4.1.4 顯卡的主要參數(shù),1.顯示芯片（型號(hào)、版本級(jí)別、開發(fā)代號(hào)、制造工藝、核心頻率） 2.顯存（類型、位寬、容量、封裝類型、速度、頻率） 3.技術(shù)（象素渲染管線、頂點(diǎn)著色引擎數(shù)、3D API、RAMDA

13、C頻率及支持MAX分辨率） 4.PCB板（PCB層數(shù)、顯卡接口、輸出接口、散熱裝置）,,2024/3/21,11/24,1.顯示芯片,,顯示芯片，又稱圖型處理器 - GPU，常見的生產(chǎn)顯示芯片的廠商：Intel、ATI、nVidia、VIA（S3）、SIS、Matrox、3D Labs。 Intel、VIA（S3）、SIS 主要生產(chǎn)集成芯片；ATI、nVidia 以獨(dú)立芯片為主，是目前市場(chǎng)上的主流，ATI現(xiàn)在已經(jīng)被AMD收購(gòu)

14、。Matrox、3D Labs 則主要面向?qū)I(yè)圖形市場(chǎng)。 ATi公司的主要品牌為Radeon(鐳)系列，其型號(hào)有Radeon (HD 2400/HD 2600/HD 2900/HD 3400/HD 3600/HD 3800/HD 4350/HD 4550/HD 4600/HD 4650/HD 4670/HD 4770/HD 4800/HD 4850 X2/HD 4890/HD 4870 X2) 性能依次由低到高。性能依次由低到高

15、。 nVIDIA公司的主要品牌為GeForce （精視）系列，其型號(hào)主要有GeForce9400GT/9500GT/9600GSO/9600GT/9800GT/9800GTX+/9800GX2/GTX260/GTX260+/GTX280/GTX275/GTX285/GTX295等，性能依次由低到高。 顯示芯片的開發(fā)代號(hào)和制造工藝決定了不同的顯卡的性能、價(jià)格、市場(chǎng)等的定位。散熱方式有：風(fēng)扇、散熱片、熱管、液冷。 顯卡

16、的性能由顯示芯片的核心頻率、顯存、像素管線、像素填充率等等多方面的情況所決定的。,2024/3/21,12/24,版本級(jí)別: 除了上述標(biāo)準(zhǔn)版本之外，還有些特殊版，特殊版一般會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)版的型號(hào)后面加個(gè)后綴，常見的有： ATi: 　　SE (Simplify Edition 簡(jiǎn)化版) 通常只有64bit內(nèi)存界面,或者是像素流水線數(shù)量減少。 Pro (Professional Edition 專業(yè)版) 高頻版，一般比標(biāo)版在管線數(shù)

17、量/頂點(diǎn)數(shù)量還有頻率這些方面都要稍微高一點(diǎn)。 　　XT (eXTreme 高端版) 是ATi系列中高端的，而nVIDIA用作低端型號(hào)。 　　XT PE (eXTreme Premium Edition XT白金版) 高端的型號(hào)。 　　XL (eXtreme Limited 高端系列中的較低端型號(hào))ATI最新推出的R430中的高頻版 　　XTX (XT eXtreme 高端版) X1000系列發(fā)布之后的新的命名規(guī)則。 　　CE

18、(Crossfire Edition 交叉火力版) 交叉火力。 　　VIVO (VIDEO IN and VIDEO OUT) 指顯卡同時(shí)具備視頻輸入與視頻捕捉兩大功能。 　　HM (Hyper Memory)可以占用內(nèi)存的顯卡,2024/3/21,13/24,nVIDIA: 　　ZT 在XT基礎(chǔ)上再次降頻以降低價(jià)格。 　　XT 降頻版，而在ATi中表示最高端。 　　LE (Lower Edition 低端版) 和XT基本一樣

19、，ATi也用過。 　　SE 和LE相似基本是GS的簡(jiǎn)化版最低端的幾個(gè)型號(hào)　　MX 平價(jià)版，大眾類。 　　GS 普通版或GT的簡(jiǎn)化版。 　　GE 也是簡(jiǎn)化版，略微強(qiáng)于GS一點(diǎn)點(diǎn),影馳顯卡用來表示"骨灰玩家版"的東東　　GT 常見的游戲芯片。比GS高一個(gè)檔次,因?yàn)镚T沒有縮減管線和頂點(diǎn)單元。 　　GTS介于GT和GTX之間的版本GT的加強(qiáng)版　　GTX (GT eXtreme)代表著最強(qiáng)的版本 簡(jiǎn)化后成為成為

20、GT　　Ultra 在GF8系列之前代表著最高端，但9系列最高端的命名就改為GTX 。 　　GT2 eXtreme 雙GPU顯卡。 　　TI (Titanium 鈦)以前的用法一般就是代表了nVidia的高端版本。 　　Go 用于移動(dòng)平臺(tái)。 　　TC (Turbo Cache)可以占用內(nèi)存的顯卡　　GX2（GT eXtreme２）指兩塊顯卡以SLI并組的方式整合為一塊顯卡，不同于SLI的是只有一個(gè)接口。如9800GX2 79

21、50GX2 　　自G100系列之后，NVIDIA重新命名顯卡后綴版本，使產(chǎn)品線更加整齊　　GTX高端/性能級(jí)顯卡 GTX295 GTX275 GTX285 GTX280 GTX260　　GT代表主流產(chǎn)品線 GT120 GT130 GT140 GTS250(9500GT 9600GT 9800GT 9800GTX+ )　　G低端入門產(chǎn)品 G100 G110 (9300GS 9400GT ),2024/3/21,14/24,2.顯

22、存,類型：目前市場(chǎng)上的主流是DDR2和DDR3兩種。位寬：顯存位寬是顯存在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)所能傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)，這是顯存的重要參數(shù)之一。目前市場(chǎng)上的顯存位寬有128位、256位和512位幾種，習(xí)慣上叫的128位顯卡、256位顯卡和512位顯卡。512位寬的顯存更多應(yīng)用于高端顯卡。顯存帶寬＝顯存頻率X顯存位寬/8，在顯存頻率相當(dāng)?shù)那闆r下，顯存位寬將決定顯存帶寬的大小。容量：目前主流的顯存容量128MB、256MB、512MB、1G等。

23、顯存的理論工作頻率計(jì)算公式：額定工作頻率（MHz）＝1000/顯存速度×n（n因顯存類型不同而不同，如果是SDRAM顯存，則n=1；DDR顯存則n=2；DDRII顯存則n=4）。頻率：顯存頻率隨著顯存的類型、性能的不同而不同：目前無論中、低端顯卡，還是高端顯卡大部分都采用DDR2、 DDR3、DDR4或DDR5。2009年，市場(chǎng)上的主流是DDR2、DDR3 。(ATi則有部分顯卡是GDDR4，GDDR5)其所能提供的顯存

24、頻率也差異很大，主要有、500MHz、600MHz、650MHz、800MHz或900MHz，乃至更高。,,2024/3/21,15/24,顯卡的性能指標(biāo)涉及如下27個(gè)內(nèi)容：1.產(chǎn)品類型 2.總線接口類型 3.顯示接口 4.顯示芯片 5. 核心代號(hào) 6.核心頻率7.顯示芯片位寬 8.顯示芯片制作工藝 9.顯存類型10.顯存容量 11.顯存時(shí)鐘周期 12.顯存位寬1

25、3.顯存頻率 14.顯存帶寬 15.顯存封裝 16.頂點(diǎn)著色單元17.像素渲染管線 18.最大分辨率19.像素填充率 20.RAMDAC頻率 21.3D API22.公版頻率 23.PCI Express接口 24.HDMI接口25.散熱方式 26.OpenGL 27.DirectX 但常使用到的主要性能指標(biāo)包括顯存參數(shù)、分辨率、色深、刷新率等

26、。,4.1.5 顯卡的性能指標(biāo),,2024/3/21,16/24,1．顯存參數(shù) 顯存的類型有DDRRAM和DDR2 SDRAM以及DDR3RAM。 顯存的速度一般以ns(納秒)為單位，常見的顯存有7ns、6ns、5.5ns、5ns、4ns甚至3.8ns的顯存。其對(duì)應(yīng)的額定工作頻率分別是143MHz、166MHz、183MHz、200MHz和250MHz、 300MHz、350MHz等。 顯存的容量單位為MB，一般顯存大

27、小為64MB、128MB、 256MB，512MB等。2．分辨率 分辨率也叫解析度，指顯示卡在顯示器屏幕上所描繪的點(diǎn)的數(shù)量，用“橫向點(diǎn)數(shù)×縱向點(diǎn)數(shù)”的方式來表示。比如1024×768就表示在橫向上有1024個(gè)點(diǎn)，縱向上有768個(gè)點(diǎn)。,,4.1.5 顯卡的性能指標(biāo),2024/3/21,17/24,3．色深 色深是指在某一分辨率下，描述每一個(gè)像素點(diǎn)的色彩所使用的數(shù)據(jù)的寬度，單位是“位”(bit)。它決定

28、了每個(gè)像素點(diǎn)可以有的色彩的種類。比如8位色深，像素點(diǎn)所能使用的顏色就有2的8次方即256種。不過，通常都直接把乘方的結(jié)果叫成顏色數(shù)，來代替色深作為挑選顯示卡的指標(biāo)，比如256色，增強(qiáng)色(16位色深，65536顏色數(shù)，也叫64K色)，真彩色(24位色深，16777216顏色數(shù)，也稱16兆色)和32位色等。顏色數(shù)越多，所描述的顏色就越接近于真實(shí)的顏色。4．刷新率 刷新率指圖像在顯示器上的更新速度，也就是圖像每秒鐘在屏幕上出現(xiàn)的幀數(shù)

29、，刷新率越高，屏幕上的圖像的閃爍感就越小，圖像就越穩(wěn)定，視覺效果就越好。當(dāng)刷新率超過75HZ以上，人眼就不會(huì)感到有閃爍感。 并不是所有的顯卡都能夠在最高分辨率下達(dá)到75Hz以上的刷新頻率，它取決于顯卡的RAMDAC的速度，而且顯示器也可能因?yàn)閹挷粔蚨_(dá)不到要求。,2024/3/21,18/24,5.3D顯示卡的技術(shù)指標(biāo)及其意義,對(duì)于3D顯示卡，除了上述指標(biāo)外，針對(duì)三維圖像生成速度相對(duì)2D較慢的特點(diǎn)，更突出了對(duì)速度的描述，常見3

30、D顯卡的技術(shù)指標(biāo)有：(1)AGP紋理(2)三角形生成數(shù)量(3) 像素填充率和紋理貼圖量(4)支持的各種圖形處理技術(shù)(5)32位彩色渲染(6)32位Z緩沖(7)支持的API,2024/3/21,19/24,4.1.6 顯卡選購(gòu)指南,顯卡廠家在高中低端都擁有豐富的產(chǎn)品線，不同檔次的用戶都有多種顯卡產(chǎn)品可以選擇。在選購(gòu)顯卡時(shí)應(yīng)注意以下選購(gòu)原則及注意事項(xiàng)：1、選購(gòu)的目的2、要與CPU配套3、要與主板提供的插槽標(biāo)準(zhǔn)匹配4、查

31、看顯卡的做工與用料。,,2024/3/21,20/24,正確選擇電容和集成塊,從介質(zhì)材料上來說，顯卡用的電容有兩種：鋁電解電容和鉭電解電容(S型)或固體鉭電容(SF型)。從電容安裝形式上來看又有DIP(雙列直插式)和SMD(貼片式)兩種。　　目前采用DIP鋁電解電容(黑色圓柱狀)、SMD鋁電解電容(銀白色圓柱狀)和SMD、鉭電容(黃色和黑色長(zhǎng)方形小顆粒)的顯卡居多。從性能上講，DIP鋁電解電容存在漏電流系數(shù)大，加工顯卡費(fèi)時(shí)，加工精度低

32、等缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是成本較低。鉭電容溫度系數(shù)小、電量精確，可以工作在很高的溫度上，但是鉭電容在大電流充放電時(shí)易爆，極性很強(qiáng)等、電容電容量不可能做得很大，如GeForce顯卡上用的主電容容量都很大，因此就只能使用SMD鋁電解電容?！　《鄶?shù)顯卡上的調(diào)壓集成塊只有一顆，主要是給顯示芯片提供所需電壓的變壓集成塊。好的變壓集成塊體積較大、較厚，上面印刷標(biāo)識(shí)會(huì)很清晰。劣質(zhì)變壓集成塊則小、薄，標(biāo)識(shí)非常模糊?！　∵€有些廠商會(huì)給顯卡的顯存部分也增加一顆變壓

33、集成塊，通過變壓集成塊直接輸出顯存電壓，避免由主板直接供電給顯存，對(duì)顯存性能產(chǎn)生的影響?！　★@卡的電阻、電感、晶振等元件也或多或少的影響了顯卡的質(zhì)量，也要注意它們的質(zhì)量。,,2024/3/21,21/24,顯卡選購(gòu)目的定位,品 牌 七彩虹 雙敏 影馳 銘瑄 藍(lán)寶石 昂達(dá) 微星 麗臺(tái) 迪蘭恒進(jìn) 華碩 翔升 Inno3D 太陽花 祺祥 盈通 小影霸 旌宇 耕昇 斯巴達(dá)克 富士康 鑫益嘉 Calibre PNY 艾爾莎 索泰 超圖 丹丁

34、 東翎 耕昇 旌宇 精英 梅捷 銘鑫 啟亨 映泰 杰微 金鷹 綠影 青云 銀狐 正揚(yáng) 等價(jià) 格 500元以下  500-700元  700-1000元  1000-1500 元 1500-2000元  2000元以上顯 存 256MB  320MB  512MB  7