電腦顯示卡

電腦顯示卡

顯示卡作為電腦主機里的一個重要組成部分,對於喜歡玩遊戲和從事專業圖形設計的人來說顯得非常重要。目前民用顯示卡圖形晶片供應商主要包括ATI和nVIDIA兩家。 顯示卡的基本構成:顯示卡主要的組成部分有GPU(在散熱片下面)、顯存、BIOS、PCB、供電電路、輸出接口、散熱片和散熱風扇、晶振等。還包括頻寬,位寬,顯存類型和顯存大小,核心頻率,SP單元,等重要部件。   顯示卡就是用來處理顯示畫面的,顯示卡越好,畫面就越流暢,畫面質量就會越好 ,簡單的說:顯示卡是處理畫面的。電腦顯示卡分集成的、獨立的

基本內容

顯示卡全稱顯示接口卡(Video card,Graphics card),又稱為顯示適配器(Video adapter),顯示器配置卡簡稱為顯示卡,是個人電腦最基本組成部分之一。顯示卡的用途是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動,並向顯示器提供行掃描信號,控制顯示器的正確顯示,是連線顯示器和個人電腦主機板的重要元件,是“人機對話”的重要設備之一。顯示卡作為電腦主機里的一個重要組成部分,承擔輸出顯示圖形的任務,對於從事專業圖形設計的人來說顯示卡非常重要。 民用顯示卡圖形晶片供應商主要包括AMD(ATI)和Nvidia(英偉達)兩家。

2013-2018年中國電腦顯示卡市場深度調研與投資戰略研究報告》中數據顯示:隨著筆記本/台式機的逐步細分,人們對於電腦的使用需求也會更加明確。中高端獨顯可能會偏重遊戲發燒友等對GPU性能較高的用戶。核心顯示卡則是大部分電腦用戶的選擇。

從顯示卡市場顯示卡產品的發展可以看到未來的顯示卡產品的發展。作為國內的品牌商,要建立自身的品牌,創造自己的品牌價值,在上游廠商NVIDIA或AMD在晶片端決定產品規格性能的同時,更多的功能會被引入,如I-DSS變頻技術、GPU自動溫控報警等等,同時在質保時間上為消費者提供更好的技術保證,當然最重要的是可以看到未來顯示卡廠商對用戶的服務一定會更為完善貼心。

未來的顯示卡,是不斷滿足用戶追求的產品;未來的顯示卡廠商,也將是品牌化、企業化越來越強的廠商。

基本結構

GPU(類似於主機板的CPU)

GPU全稱是Graphic Processing Unit,中文翻譯為“圖形處理器”。NVIDIA公司在發布GeForce 256圖形處理晶片時首先提出的概念。GPU使顯示卡減少了對CPU的依賴,並進行部分原本CPU的工作,尤其是在3D圖形處理時。GPU所採用的核心技術有硬體T&L(幾何轉換和光照處理)

、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等,而硬體T&L技術可以說是GPU的標誌。GPU的生產主要由nVidia與ATI兩家廠商生產。

顯存(類似於主機板的記憶體)

顯存是顯示記憶體的簡稱。顧名思義,其主要功能就是暫時將儲存顯示晶片要處理的數據和處理完畢的數據。圖形核心的性能愈強,需要的顯存也就越多。以前的顯存主要是SDR的,容量也不大。市面上的顯示卡大部分採用的是GDDR3顯存,現在最新的顯示卡則採用了性能更為出色的GDDR4或GDDR5顯存。顯存主要由傳統的記憶體製造商提供,比如三星、現代、Kingston等。

顯示卡BIOS(類似於主機板的BIOS)

顯示卡BIOS主要用於存放顯示晶片與驅動程式之間的控制程式,另外還存有顯示卡的型號、規格、生產廠家及出廠時間等信息。打開計算機時,通過顯示BIOS 內的一段控制程式,將這些信息反饋到螢幕上。早期顯示BIOS 是固化在ROM 中的,不可以修改,而多數顯示卡則採用了大容量的EPROM,即所謂的Flash BIOS,可以通過專用的程式進行改寫或升級。

顯示卡PCB板(類似於主機板的PCB板)

就是顯示卡的電路板,它把顯示卡上的其它部件連線起來。功能類似主機板。

顯示卡的分類

集成顯示卡

集成顯示卡是將顯示晶片、顯存及其相關電路都做在主機板上,與主機板融為一體;集成顯示卡的顯示晶片有單獨的,但大部分都集成在主機板的北橋晶片中;一些主機板集成的顯示卡也在主機板上單獨安裝了顯存,但其容量較小,集成顯示卡的顯示效果與處理性能相對較弱,不能對顯示卡進行硬體升級,但可以通過CMOS調節頻率或刷入新BIOS檔案實現軟體升級來挖掘顯示晶片的潛能。 集成顯示卡的優點:是功耗低、發熱量小、部分集成顯示卡的性能已經可以媲美入門級的獨立顯示卡,所以不用花費額外的資金購買顯示卡。 集成顯示卡的缺點:不能換新顯示卡,要說必須換,就只能和主機板,CPU一次性的換。

獨立顯示卡

獨立顯示卡是指將顯示晶片、顯存及其相關電路單獨做在一塊電路板上,自成一體而作為一塊獨立的板卡存在,它需占用主機板的擴展插槽(ISA、PCI、AGP或PCI-E)。 獨立顯示卡的優點:單獨安裝有顯存,一般不占用系統記憶體,在技術上也較集成顯示卡先進得多,比集成顯示卡能夠得到更好的顯示效果和性能,容易進行顯示卡的硬體升級。 獨立顯示卡的缺點:系統功耗有所加大,發熱量也較大,需額外花費購買顯示卡的資金。

獨立顯示卡接口標準

PCI接口

PCI(Peripheral Component Interconnect)接口由英特爾(Intel)公司1991年推出的用於定義局部匯流排的標準。此標準允許在計算機內安裝多達10個遵從PCI標準的擴展卡。 最早提出的PCI匯流排工作在33MHz頻率之下,傳輸頻寬達到133MB/s(33MHz * 32bit/s),基本上滿足了當時處理器的發展需要。隨著對更高性能的要求,1993年又提出了64bit的PCI匯流排,後來又提出把PCI 匯流排的頻率提升到66MHz。PCI接口的速率最高只有266MB/S,1998年之後便被AGP接口代替。不過仍然有新的PCI接口的顯示卡推出,因為有些伺服器主機板並沒有提供AGP或者PCI-E接口,或者需要組建多屏輸出,選購PCI顯示卡仍然是最實惠的方式。

AGP接口

AGP(Accelerate Graphical Port,加速圖像處理連線埠)接口是Intel公司開發的一個視頻接口技術標準, 是為了解決PCI匯流排的低頻寬而開發的接口技術。它通過將圖形卡與系統主記憶體連線起來,在CPU和圖形處理器之間直接開闢了更快的匯流排。其發展經歷了AGP1.0(AGP1X/2X)、AGP2.0(AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)。最新的AGP8X其理論頻寬為2.1Gbit/秒。到2009年,已經被PCI-E接口基本取代(2006年大部分廠家已經停止生產)。

PCI Express接口

PCI Express(簡稱PCI-E)是新一代的匯流排接口,而採用此類接口的顯示卡產品,已經在2004年正式面世。早在2001年的春季“英特爾開發者論壇”上,英特爾公司就提出了要用新一代的技術 取代PCI匯流排和多種晶片的內部連線,並稱之為第三代I/O匯流排技術。隨後在2001年底,包括Intel、AMD、DELL、IBM在內的20多家業界主導公司開始起草新技術的規範,並在2002年完成,對其正式命名為PCI Express。

雙卡技術

SLI和CrossFire分別是Nvidia和ATI兩家的雙卡或多卡互連工作組模式.其本質是差不多的.只是叫法不同 SLI Scan Line Interlace(掃描線交錯)技術是3dfx公司套用於Voodoo 上的技術,它通過把2塊Voodoo卡用SLI線物理連線起來,工作的時候一塊Voodoo卡負責渲染螢幕奇數行掃描,另一塊負責渲染偶數行掃描,從而達到將兩塊顯示卡“連線”在一起獲得“雙倍”的性能。 SLI中文名速力,到2009年SLI工作模式與早期Voodoo有所不同,改為螢幕分區渲染。 CrossFire,中文名交叉火力,簡稱交火,是ATI的一款多重GPU技術,可讓多張顯示卡同時在一部電腦上並排使用,增加運算效能,與NVIDIA的SLI技術競爭。CrossFire技術於2005年6月1日,在Computex Taipei 2005正式發布,比SLI遲一年。從首度公開截至2009年,CrossFire開放授權INTEL平台較高晶片組,945、965、P35、P31、P43、P45、X38、X48.。AMD自家的770X 790X 790FX 790GX。 3、系統支持。 4、驅動支持。

並行工作

無論是Nvidia還是ATI,均可用自己最新的集成顯示卡和獨立顯示卡進行混合併行使用,但是由於驅動原因,Nvidia的MCP78隻能和低端的8400GS,8500GT混合SLI,ATi的780G,790GX ATI部分新產品支持不同型號顯示卡之間進行交火, 比如HD3870X2 與HD3870組建交火系統, 或者HD4870與HD4850之間組建交火系統。這種交火需要硬體以及驅動的支持,並不是所有型號之間都可以。HD4870與HD4850交火已取得不錯的成績。

軟體配置

DirectX

DirectX並不是一個單純的圖形API,它是由微軟公司開發的用途廣泛的API(Application Programming Interface,應用程式編程接口),它包含有Direct Graphics(Direct 3D+Direct Draw)、Direct Input、Direct Play、Direct Sound、Direct Show、Direct Setup、Direct Media Objects等多個組件,它提供了一整套的多媒體接口方案。只是其在3D圖形方面的優秀表現,讓它的其它方面顯得暗淡 無光。DirectX開發之初是為了彌補Windows 3.1系統對圖形、聲音處理能力的不足,已發展成為對整個多媒體系統的各個方面都有決定性影響的接口。最新版本為DirectX 11。 Direct3D(簡稱D3D) DirectX是微軟開發並發布的多媒體開發軟體包,其中有一部分叫做Direct3D。大概因為是微軟的手筆,有的人就說它將成為3D圖形的標準。

OpenGL

OpenGL是OpenGraphicsLib的縮寫,是一套三維圖形處理庫,也是該領域的工業標準。計算機三維圖形是 指將用數據描述的三維空間通過計算轉換成二維圖像並顯示或列印出來的技術。OpenGL就是支持這種轉換的程式庫,它源於SGI公司為其圖形工作站開發的IRIS GL,在跨平台移植過程中發展成為OpenGL。SGI在1992年7月發布1.0版,後成為工業標準,由成立於1992年的獨立財團OpenGL Architecture Review Board (ARB)控制。SGI等ARB成員以投票方式產生標準,並製成規範文檔(Specification)公布,各軟硬體廠商據此開發自己系統上的實現。只有通過了ARB規範全部測試的實現才能稱為OpenGL。1995年12月ARB批准了1.1版本,最新版規範是在SIGGRAPH2007公布的OpenGL 3.0。

常見品牌

顯示卡業的競爭也是日趨激烈。各類品牌名目繁多,以下是一些常見的牌子,僅供參考: 藍寶石 、華碩、迪蘭恆進、麗台、索泰、訊景、技嘉、映眾 、微星、艾爾莎、富士康、捷波、磐正 、映泰 、耕升、旌宇、影馳 、銘瑄、翔升、盈通 、祺祥、七彩虹、斯巴達克、雙敏、精雷、昂達 其中藍寶石 、華碩是在自主研發方面做的不錯的品牌,藍寶只做A卡,華碩的A卡和N卡都是核心合作夥伴,相對於七彩虹這類的通路品牌,擁有自主研發的廠商在做工和特 色技術上會更出色一些,而通路顯示卡的價格則要便宜一些(註:七彩虹、雙敏、盈通、銘瑄和昂達都由同一個廠家代工,所以差別只在顯示卡貼紙和包裝而已,大家選購時需要注意),每個廠商都有自己的品牌特色,像華碩的“為遊戲而生”,七彩虹的“遊戲顯示卡專家”都是大家耳熟能詳的。

顯示卡主要參數

1、顯示晶片(晶片廠商、晶片型號、製造工藝、核心代號、核心頻率、SP單元、渲染管線、版本級別) 2、顯示卡記憶體(顯存類型、顯存容量、顯存頻寬(顯存頻率×顯存位寬÷8)、顯存速度、顯存顆粒、最高解析度、顯存時鐘周期、顯存封裝) 3、技術支持(像素填充率、頂點著色引擎、3D API、RAMDAC頻率) 4、顯示卡PCB板(PCB層數、顯示卡接口、輸出接口、散熱裝置)

顯示的工作原理

數據(data) 一旦離開CPU,必須通過4個步驟,最後才會到達顯示屏:

1、從匯流排(bus)進入GPU (Graphics Processing Unit,圖形處理器):將CPU送來的數據送到北橋(主橋)再送到GPU(圖形處理器)裡面進行處理。

2、從 video chipset(顯示卡晶片組)進入video RAM(顯存):將晶片處理完的數據送到顯存。

3、從顯存進入Digital Analog Converter (= RAM DAC,隨機讀寫存儲模—數轉換器):從顯存讀取出數據再送到RAM DAC進行數據轉換的工作(數位訊號轉模擬信號)。

4、從 DAC 進入顯示器 (Monitor):將轉換完的模擬信號送到顯示屏。

顯示效能是系統效能的一部份,其效能的高低由以上四步所決定,它與顯示卡的效能(video performance) 不太一樣,如要嚴格區分,顯示卡的效能應該受中間兩步所決定,因為這兩步的資料傳輸都是在顯示卡的內部。第一步是由 CPU(運算器和控制器一起組成的計算機的核心,稱為微處理器或中央處理器)進入到顯示卡裡面,最後一步是由顯示卡直接送資料到顯示屏上。

顯示晶片

簡介

又稱圖型處理器-GPU,它在顯示卡中的作用,就如同CPU在電腦中 的作用一樣。更直接的比喻就是大腦在人身體裡的作用。 常見的生產顯示晶片的廠商:Intel、AMD、nVidia、VIA(S3)、SIS、Matrox、3D Labs。 Intel、VIA(S3)、SIS 主要生產集成晶片; ATI、nVidia 以獨立晶片為主,是市場上的主流。 Matrox、3D Labs 則主要面向專業圖形市場。

型號

ATI公司的主要品牌 Radeon(鐳龍) 系列,其型號由早期的 7000/7200/7500/8500/9000/9200/9550/9600/9700/9800/X300/X600/X700/X800/X1300/X1600/X1800/X1900/X1950/HD 2400/HD 2600/HD 2900) 到近期的 Radeon (HD6990/HD3400/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/HD5750/HD5770/HD5850/HD5870/HD5970) 。 nVIDIA公司的主要品牌 GeForce(精視)系列,其型號由早期的 GeForce 256、GeForce2 (100/200/400)、GeForce3(200/500)、GeForce4(420/440/460/4000/4200/4400/4600/4800) 到GeForce FX(5200/5500/5600/5700/5800/5900/5950)、 GeForce(6100/6150/6200/6400/6500/6600/6800/)、Geforce(7100/7300/7600/7800/7900/7950)、GeForce (8400/8500/8600/8700/8800) 再到近期的GeForce(9400GT/9500GT/9600GSO/9600GT/9800GT/9800GTX+/9800GX2/GTX260/GTX260+/GTX280/GTX275/GTX285/GTX295/GTX470/GTX480/GTX490預計於Computex 2010期間進行內部展示)。

版本級別

除了上述標準版本之外,還有些特殊版,特殊版一般會在標準版的型 號後面加個後綴,常見的有: ATI: SE (Simplify Edition 簡化版) 通常只有64bit記憶體界面,或者是像素流水線數量減少。 Pro (Professional Edition 專業版) 高頻版,一般比標版在管線數量/頂點數量還有頻率這些方面都要稍微高一點。 XT (eXTreme 高端版) 是ATi系列中高端的,而nVIDIA用作低端型號。 XT PE (eXTreme Premium Edition XT白金版) 高端的型號。 XL (eXTreme Limited 高端系列中的較低端型號)ATI最新推出的R430中的高頻版 XTX (XT eXtreme 高端版) X1000系列發布之後的新的命名規則。 CE (Crossfire Edition 交叉火力版) 交叉火力。 VIVO (VIDEO IN and VIDEO OUT) 指顯示卡同時具備視頻輸入與視頻捕捉兩大功能。 HM (Hyper Memory)可以占用記憶體的顯示卡 nVIDIA: ZT 在XT基礎上再次降頻以降低價格。 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,ATi也用過。 SE 和LE相似基本是GS的簡化版最低端的幾個型號 MX 平價版,大眾類。 GS 普通版或GT的簡化版。 GE 也是簡化版不過略微強於GS一點點,影馳顯示卡用來表示"骨灰玩家版"的東東 GT 常見的遊戲晶片。比GS高一個檔次,因為GT沒有縮減管線和頂點單元。 GTS介於GT和GTX之間的版本GT的加強版 GTX (GT eXtreme)代表著最強的版本 簡化後成為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顯示卡。 TI (Titanium 鈦)以前的用法一般就是代表了nVidia的高端版本。 Go 用於移動平台。 TC (Turbo Cache)可以占用記憶體的顯示卡 GX2(GT eXtreme2)指兩塊顯示卡以SLI並組的方式整合為一塊顯示卡,不同於SLI的是只有一個接口。如9800GX2 7950GX2 自G200系列之後,NVIDIA重新命名顯示卡後綴版本,使產品線更加整齊 GTX高端/性能級顯示卡GTX580GTX480 GTX295 GTX470 GTX285 GTX280 GTX460 GTX275 GTX260+ GTX260 GTS代表主流產品線GTS450 GTS250(9800GTX+ ) GT代表入門產品線 GT120 GT130 GT140 GT200 GT220 GT240 G低端入門產品 G100 G110 G210 G310(9300GS 9400GT )

開發代號

所謂開發代號就是顯示晶片製造商為了便於顯示晶片在設計、生產、銷售方面的管理和驅動架構的統一而對一個系列的顯示晶片給出的相應的基本的代號。開發代號作用是降低顯示晶片製造商的成本、豐富產品線以及實現驅動程式的統一。一般來說,顯示晶片製造商可以利用一個基本開發代號再通過控制渲染管線數量、頂點著色單元數量、顯存類型、顯存位寬、核心和顯存頻率、所支持的技術特性等方面來衍生出一系列的顯示晶片來滿足不同的性能、價格、市場等不同的定位,還可以把製造過程中具有部分瑕疵的高端顯示晶片產品通過禁止管線等方法處理成為完全合格的相應低端的顯示晶片產品出售,從而大幅度降低設計和製造的難度和成本,豐富自己的產品線。同一種開發代號的顯示晶片可以使用相同的驅動程式,這為顯示晶片製造商編寫驅動程式以及消費者使用顯示卡都提供了方便。 同一種開發代號的顯示晶片的渲染架構以及所支持的技術特性是基本上相同的,而且所採用的製程也相同,所以開發代號是判斷顯示卡性能和檔次的重要參數。同一類型號的不同版本可以是一個代號,例如:GeForce (GTX260、GTX280、GTX295) 代號都是 GT200;而Radeon (HD4850、HD4870) 代號都是 RV770 等,但也有其他的情況,如:GeForce (9800GTX、9800GT) 代號是 G92 ;而 GeForce (9600GT、9600GSO) 代號都是 G94 等。

製造工藝

製造工藝指得是在生產GPU過程中,要進行加工各種電路和電子元件,製造導線連線各個元器件。通常其生產的精度以nm(納米)來表示(1mm=1000000nm),精度越高,生產工藝越先進。在同樣的材料中可以製造更多的電子元件,連線線也越細,提高晶片的集成度,晶片的功耗也越小。 製造工藝的微米是指IC(integrated circuit 積體電路)內電路與電路之間的距離。製造工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發展。密度愈高的IC電路設計,意味著在同樣大小面積的IC中,可以擁有密度更高、功能更複雜的電路設計。微電子技術的發展與進步,主要是靠工藝技術的不斷改進,使得器件的特徵尺寸不斷縮小,從而集成度不斷提高,功耗降低,器件性能得到提高。晶片製造工藝在1995年以後,從0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.09微米,再到主流的65 納米、55納米、40納米。

核心頻率

顯示卡的核心頻率是指顯示核心的工作頻率,其工作頻率在一定程度上可以反映出顯示核心的性能,但顯示卡的性能是由核心頻率、流處理器單元、顯存頻率、顯存位寬等等多方面的情況所決定的,因此在顯示核心不同的情況下,核心頻率高並不代表此顯示卡性能強勁。比如GTS250的核心頻率達到了750MHz,要比GTX260+的576MHz高,但在性能上GTX260+絕對要強於GTS250。在同樣級別的晶片中,核心頻率高的則性能要強一些,提高核心頻率就是顯示卡超頻的方法之一。顯示晶片主流的只有ATI和NVIDIA兩家,兩家都提供顯示核心給第三方的廠商,在同樣的顯示核心下,部分廠商會適當提高其產品的顯示核心頻率,使其工作在高於顯示核心固定的頻率上以達到更高的性能。

顯存

類型

顯示卡上採用的顯存類型主要有SDR、DDR SDRAM、DDR SGRAM、DDR2、GDDR2、DDR3、GDDR3、GDDR4、GDDR5。 DDR SDRAM 是Double Data Rate SDRAM的縮寫(雙倍數據速率) ,它能提供較高的工作頻率,帶來優異的數據處理性能。 DDR SGRAM 是顯示卡廠商特別針對繪圖者需求,為了加強圖形的存取處理以及繪圖控制效率,從同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)所改良而得的產品。SGRAM允許以方塊 (Blocks) 為單位個別修改或者存取記憶體中的資料,它能夠與中央處理器(CPU)同步工作,可以減少記憶體讀取次數,增加繪圖控制器的效率,儘管它穩定性不錯,而且性能表現也很好,但是它的超頻性能很差 。 目前的主流是GDDR3和GDDR5。

頻寬

顯存位寬是顯存在一個時鐘周期內所能傳送數據的位數,位數越大則相同頻率下所能傳輸的數據量越大。2010年市場上的顯示卡顯存位寬主要有128位、192位、256位幾種。而顯存頻寬=顯存頻率X顯存位寬/8,它代表顯存的數據傳輸速度。在顯存頻率相當的情況下,顯存位寬將決定顯存頻寬的大小。例如:同樣顯存頻率為500MHz的128位和256位顯存,它們的顯存頻寬分別為:128位=500MHz*128/8=8GB/s;而256位=500MHz*256/8=16GB/s,是128位的2倍。顯示卡的顯存是由一塊塊的顯存晶片構成的,顯存總位寬同樣也是由顯存顆粒的位寬組成。顯存位寬=顯存顆粒位寬×顯存顆粒數。顯存顆粒上都帶有相關廠家的記憶體編號,可以去網上查找其編號,就能了解其位寬,再乘以顯存顆粒數,就能得到顯示卡的位寬。其他規格相同的顯示卡,位寬越大性能越好。

容量

其他參數相同的情況下容量越大越好,但比較顯示卡時不能只注意到顯存(很多js會以低性能核心配大顯存作為賣點)。比如說384M的9600GSO就遠強於512M的9600GSO,因為核心和顯存頻寬上有差距。選擇顯示卡時顯存容量只是參考之一,核心和頻寬等因素更為重要,這些決定顯示卡的性能優先於顯存容量。但必要容量的顯存是必須的,因為在高解析度高抗鋸齒的情況下可能會出現顯存不足的情況。目前市面顯示卡顯存容量從256MB-4GB不等。

封裝類型

TSOP (Thin Small Out-Line Package) 薄型小尺寸封裝 QFP (Quad Flat Package) 小型方塊平面封裝 MicroBGA (Micro Ball Grid Array) 微型球閘陣列封裝,又稱FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array) 2004年前的主流顯示卡基本上是用TSOP和MBGA封裝,TSOP封裝居多. 但是由於nvidia的gf3、4系的出現,MBGA成為主流,mbga封裝可以達到更快的顯存速度,遠超TSOP的極限400MHZ。

速度

顯存速度一般以ns(納秒)為單位。常見的顯存速度有1.2ns、1.0ns、0.8ns等,越小表示速度越快、越好。顯存的理論工作頻率計算公式是:等效工作頻率(MHz)=1000×n/(顯存速度)(n因顯存類型不同而不同,如果是GDDR3顯存則n=2;GDDR5顯存則n=4)。

頻率

顯存頻率一定程度上反應著該顯存的速度,以MHz(兆赫茲)為單位。顯存頻率的高低和顯存類型有非常大的關係: SDRAM顯存一般都工作在較低的頻率上,此種頻率早已無法滿足顯示卡的需求。 DDR SDRAM顯存則能提供較高的顯存頻率,所以目前顯示卡基本都採用DDR SDRAM,其所能提供的顯存頻率也差異很大。目前已經發展到GDDR5,默認等效工作頻率最高已經達到4800MHZ,而且提高的潛力還非常大。 顯存頻率與顯存時鐘周期是相關的,二者成倒數關係,也就是顯存頻率=1/顯存時鐘周期。如果是SDRAM顯存,其時鐘周期為6ns,那么它的顯存頻率就為1/6ns=166 MHz;而對於DDR SDRAM,其時鐘周期為6ns,那么它的顯存頻率就為1/6ns=166 MHz,但要了解的是這是DDR SDRAM的實際頻率,而不是平時所說的DDR顯存頻率。因為DDR在時鐘上升期和下降期都進行數據傳輸,一個周期傳輸兩次數據,相當於SDRAM頻率的二倍。習慣上稱呼的DDR頻率是其等效頻率,是在其實際工作頻率上乘以2的等效頻率。因此6ns的DDR顯存,其顯存頻率為1/6ns*2=333 MHz。但要明白的是顯示卡製造時,廠商設定了顯存實際工作頻率,而實際工作頻率不一定等於顯存最大頻率,此類情況較為常見。不過也有顯存無法在標稱的最大工作頻率下穩定工作的情況。

技術

流處理器單元

在DX10顯示卡出來以前,並沒有“流處理器”這個說法。GPU內部由“管線”構成,分為像素管線和頂點管線,它們的數目是固定的。簡單來說,頂點管線主要負責3D建模,像素管線負責3D渲染。由於它們的數量是固定的,這就出現了一個問題,當某個遊戲場景需要大量的3D建模而不需要太多的像素處理,就會造成頂點管線資源緊張而像素管線大量閒置,當然也有截然相反的另一種情況。這都會造成某些資源的不夠和另一些資源的閒置浪費。 在這樣的情況下,人們在DX10時代首次提出了“統一渲染架構”,顯示卡取消了傳統的“像素管線”和“頂點管線”,統一改為流處理器單元,它既可以進行頂點運算也可以進行像素運算,這樣在不同的場景中,顯示卡就可以動態地分配進行定點運算和像素運算的流處理器數量,達到資源的充分利用。 現在,流處理器的數量的多少已經成為了決定顯示卡性能高低的一個很重要的指標,Nvidia和AMD-ATI也在不斷地增加顯示卡的流處理器數量使顯示卡的性能達到跳躍式增長,例如AMD-ATI的顯示卡HD3870擁有320個流處理器,HD4870達到800個,HD5870更是達到1600個! 值得一提的是,N卡和A卡GPU架構並不一樣,對於流處理器數的分配也不一樣。N卡每個流處理器單元只包含1個流處理器,而A卡相當於每個流處理器單元裡面含有5個流處理器,例如HD4850雖然是800個流處理器,其實只相當於160個流處理器單元,另外A卡流處理器頻率與核心頻率一致,這是為什麼9800GTX+只有128個流處理器,性能卻與HD4850相當(N卡流處理器頻率約是核心頻率的2.16倍)。

3D API

API是Application Programming Interface的縮寫,是應用程式接口的意思,而3D API則是指顯示卡與應用程式直接的接口。 3D API能讓編程人員所設計的3D軟體只要調用其API內的程式,從而讓API自動和硬體的驅動程式溝通,啟動3D晶片內強大的3D圖形處理功能,從而大幅度地提高了3D程式的設計效率。如果沒有3D API,在開發程式時程式設計師必須要了解全部的顯示卡特性,才能編寫出與顯示卡完全匹配的程式,發揮出全部的顯示卡性能。而有了3D API這個顯示卡與軟體直接的接口,程式設計師只需要編寫符合接口的程式代碼,就可以充分發揮顯示卡的性能,不必再去了解硬體的具體性能和參數,這樣就大大簡化了程式開發的效率。同樣,顯示晶片廠商根據標準來設計自己的硬體產品,以達到在API調用硬體資源時最最佳化,獲得更好的性能。有了3D API,便可實現不同廠家的硬體、軟體最大範圍兼容。比如在最能體現3D API的遊戲方面,遊戲設計人員設計時,不必去考慮具體某款顯示卡的特性,而只是按照3D API的接口標準來開發遊戲,當遊戲運行時則直接通過3D API來調用顯示卡的硬體資源。 個人電腦中主要套用的3D API有:DirectX和OpenGL。

RAMDAC頻率和支持最大解析度

RAMDAC是Random Access Memory Digital/Analog Convertor的縮寫,即隨機存取記憶體數字~模擬轉換器。 RAMDAC作用是將顯存中的數位訊號轉換為顯示器能夠顯示出來的模擬信號,其轉換速率以MHz表示。計算機中處理數據的過程其實就是將事物數位化的過程,所有的事物將被處理成0和1兩個數,而後不斷進行累加計算。圖形加速卡也是靠這些0和1對每一個象素進行顏色、深度、亮度等各種處理。顯示卡生成的信號都是以數字來表示的,但是所有的CRT顯示器都是以模擬方式進行工作的,數位訊號無法被識別,這就必須有相應的設備將數位訊號轉換為模擬信號。而RAMDAC就是顯示卡中將數位訊號轉換為模擬信號的設備。RAMDAC的轉換速率以MHz表示,它決定了刷新頻率的高低(與顯示器的“頻寬”意義近似)。其工作速度越高,頻帶越寬,高解析度時的畫面質量越好。該數值決定了在足夠的顯存下,顯示卡最高支持的解析度和刷新率。如果要在1024×768的解析度下達到85Hz的刷新率,RAMDAC的速率至少是1024×768×85Hz×1.344(折算係數)≈90MHz。2009年主流的顯示卡RAMDAC都能達到350MHz和400MHz,已足以滿足和超過大多數顯示器所能提供的解析度和刷新率。

散熱設備

顯示卡所需要的電力與150瓦特燈具所需要的電力相同,由於運作積體電路 (integrated circuits)需要相當多的電力,因此內部電流所產生的溫度也相對的提高,所以,假如這些溫度不能適時的被降低,那么上述所提到的硬設備就很可 能遭受損害,而冷卻系統就是在確保這些設備能穩定、適時的運轉,沒有散熱器或散熱片,GPU或記憶體會過熱,就會進而損害計算機或造成當機,或甚至 完全不能使用。 這些冷卻設備由導熱材質所製成,它們有些被視為被動組件,默默安靜地進行散熱的動作,有些則很難不發出噪音,如風扇。 散熱片通常被視為被動散熱,但不論所安裝的區塊是導熱區,或是內部其它區塊,散熱片都能發揮它的效能,進而幫助其它裝置降低溫度。散熱片通常與風扇一同被安裝至GPU或記憶體上,有時小型風扇甚至會直接安裝在顯示卡溫度最高的地方。 顯示卡是個極度依賴散熱管進行散熱的裝置,由華碩所製成的Raden X 1600就擁有兩個散熱管,它們可將熱能傳送至位於卡槽後方的大型散熱片進行散熱。 散熱片的表面積愈大,所進行之散熱效能就愈大(通常必須與風扇一起運作),但有時卻因空間的限制,大型散熱片無法安裝於需要散熱的裝置上;有時又因為裝置的體積太小,以至於體積大的散熱片無法與這些裝置連結而進行散熱。因此,熱管就必須在這個時候將熱能從散熱處傳送至散熱片中進行散熱。一般而言,GPU外殼由高熱能的傳導金屬所製成,熱管會直接連結至由金屬製成的晶片上,如此一來,熱能就能被輕鬆的傳導至另一端的散熱片。 市面上有許多處理器的冷卻裝置都附有熱管,由此可知,許多熱管已被研發成可靈活運用於顯示卡冷卻系統中的設備了。 大部分的散熱器只是由散熱片跟風扇組合而成,在散熱片的表面上由風扇吹散熱能,由於GPU是顯示卡上溫度最高的部分,因此顯示卡散熱器通常可以運用於GPU上,同時,市面上有許多零售的配件可供消費者進行更換或升級,其中最常見的就是VGA散熱器。

顯示卡超頻

簡介

為了更好的超頻,超頻原理不可不學。以超頻最有效果的CPU 為例,目前CPU的生產可以說是非常精密的,以至於生產廠家都無法控制每塊CPU到底可以在什麼樣的頻率下工作,廠家實際上就已經自己做了多次測試,將能工作在高頻率下的CPU標記為高頻率的,然後可以賣更高的價錢。但為了保證它的質量,這些標記都有一定的富餘,也就是說, 一塊工作在600MHZ的CPU,很有可能在800MHZ下依然穩定工作,為了發掘這些潛在的富餘部分,我們可以進行超頻。 此外,我們還可以藉助一些手段來使CPU穩定工作在更高的頻率上,這些手段主要是兩點:增加散熱效果、增加工作電壓。 對於電腦的其它配件,依然利用這樣的原理進行超頻,如顯示卡、記憶體、 甚至滑鼠等等。

超頻準備

別著急,超頻之前要做一些準備,這些準備將使你超頻可以順利進行。磨刀不誤砍柴工,多準備一點沒壞處。 CPU散熱風扇 —— 非常關鍵的超頻工具,一定要買好風扇,絕對很值得! 導熱矽脂 —— 增加CPU和風扇散熱片之間的熱傳遞,很有用的東西,價格便宜。 導熱矽膠 —— 一般用來往晶片上貼上小的散熱片,給主機板晶片降溫、顯示卡晶片降溫、給記憶體晶片降溫用。 小散熱片 —— 輔助降溫用,主要用來給發熱略大的晶片降溫。

超頻顯示卡

對於狂熱的超頻愛好者來說,任何一個超頻的機會也不容錯過,顯示卡是電腦中第二個可以超頻的對象,自然也倍受青睞,超頻顯示卡也要看顯示卡的晶片核心工藝,越先進的越耐超。 超頻顯示卡除了超頻核心頻率以外,還可以超頻顯存頻率,為什麼市面上出現了很多使用5.5ns的顯存的顯示卡呢? 就是因為顯存的反應時間越小,可超的頻率就越高,6ns顯存一般也能超到200M,5.5ns自然可超到更高。超頻顯存可能會帶來很多熱量,我們可以在顯存上貼上散熱片來緩解這個問題。

顯示卡工作的四個主要部件

顯示卡在完成工作的時候主要靠四個部件協調來完成工作,主機板連線設備,用於傳輸數據和供電,處理器用於決定如何處理螢幕上的每個像素,記憶體用於存放有關每個像素的信息以及暫時存儲已完成的圖像,監視器連線設備便於我們查看最終結果。

發展簡史

CGA顯示卡

民用顯示卡的起源可以追溯到上個世紀的八十年代了。在1981年, IBM推出了個人電腦時,它提供了兩種顯示卡,一種是"單色顯示卡(簡稱 MDA),一種是“彩色繪圖卡” (簡稱 CGA), 從名字上就可以看出,MDA是與單色顯示器配合使用的,它可以顯示80行x25列的文數字, CGA則可以用在RGB的顯示屏上, 它可以繪製的圖形和文數字資料。在當時來講,計算機的用途主要是文字數據處理,雖然MDA解析度為寬752點,高504點,不足以滿足多大的顯示要求,不過對於文字數據處理還是綽綽有餘的了。而CGA就具有彩色和圖形能力,能勝任一般的顯示圖形數據的需要了,不過其解析度只有640x350,自然不能與彩色顯示同日而語。

MGA/MCGA顯示卡

1982年,IBM又推出了MGA(Monochrome Graphic Adapter), 又稱Hercules Card (大力士卡), 除了能顯示圖形外,還保留了原來 MDA 的功能。當年不少遊戲都需要這款卡才能顯示動畫效果。而當時風行市場的還有Genoa 公司做的EGA(Enhanced Graphics Adapter),即加強型繪圖卡, 可以模擬MDA和CGA,而且可以在單色螢幕上一點一點畫成的圖形。EGA解析度為640x350,可以產生16色的圖形和文字。不過這些顯示卡都是採用數字方式的,直到MCGA(Multi-Color Graphics Array)的出現,才揭開了採用模擬方式的顯示卡的序幕。MCGA是整合在 PS/2 Model 25和30上的影像系統。它採用了Analog RGA影像信號, 解析度可高達640x480, 數位RGB和類比RGB不同的地方就像是ON-OFF式切換和微調式切換之間的差別。用類比RGB訊號的顯示屏, 會將每一個訊號的電壓值轉換成符合色彩明暗的範圍。只有類比顯示屏可以和MCGA一起使用,才可以提供最多的256種顏色, 另外IBM尚提供了一個類比單色顯示屏, 在此顯示屏上可以顯示出64種明暗度。

VGA接口顯示卡

VGA(Video Graphic Array)即顯示繪圖陣列,它IBM是在其 PS/2 的Model 50, 60和80內建的影像系統。它的數字模式可以達到720x400色, 繪圖模式則可以達到640x480x16色, 以及320x200x256色, 這是顯示卡首次可以同時最高顯示256種色彩。而這些模式更成為其後所有顯示卡的共同標準。VGA顯示卡的盛行把電腦帶進了2D顯示卡顯示的輝煌時代。在以後一段時期里,許多VGA顯示卡設計的公司不斷推陳出新, 追求更高的解析度和位色。與此同時,IBM 推出了8514/A的Monitor顯示屏規格, 主要用來支持1024x 768的解析度。 在2D時代向3D時代推進的過程中,有一款不能忽略的顯示卡就是Trident 8900/9000顯示卡,它第一次使顯示卡成為一個獨立的配件出現於電腦里,而不再是集成的一塊晶片。而後其推出的Trident 9685更是第一代3D顯示卡的代表。不過真正稱得上開啟3D顯示卡大門的卻應該是GLINT 300SX,雖然其3D功能極其簡單,但卻具有里程碑的意義。

3D AGP接口顯示卡時代

1995年,對於顯示卡來說,絕對是里程碑的一年,3D圖形加速卡正式走入玩家的視野。那個時候遊戲剛剛步入3D時代,大量的3D遊戲的出現,也迫使顯示卡發展到真正的3D加速卡。而這一年也成就了一家公司,不用說大家也知道,沒錯,就是3Dfx。1995年,3Dfx還是一家小公司,不過作為一家老資格的3D技術公司,他推出了業界的第一塊真正意義的3D圖形加速卡:Voodoo。在當時最為流行的遊戲摩托英豪里,Voodoo在速度以及色彩方面的表現都讓喜歡遊戲的用戶為之瘋狂,不少遊戲狂熱份子都有過拿一千多塊大洋到電腦城買上一塊雜牌的Voodoo顯示卡的經歷。3Dfx的專利技術Glide引擎接口一度稱霸了整個3D世界,直至D3D和OpenGL的出現才改變了這種局面。Voodoo標配為4Mb顯存,能夠提供在640×480解析度下3D顯示速度和最華麗的畫面,當然,Voodoo也有硬傷,它只是一塊具有3D加速功能的子卡,使用時需搭配一塊具有2D功能的顯示卡,相信不少老 EDO資格的玩家都還記得S3 765+Voodoo這個為人津津樂道的黃金組合。講到S3 765,就不得不提到昔日王者S3顯示卡了。 S3 765顯示卡是當時兼容機的標準配置,最高支持2MB EDO顯存,能夠實現高解析度顯示,這在當時屬於高端顯示卡的功效,這一晶片真正將SVGA發揚光大。能夠支持1024×768的解析度,並且在低解析度下支持最高32Bit真彩色ing、Doubling buffering、Shading、Atmospheric effect、Lighting,實際成為3D顯示卡的開路先鋒,成就了S3顯示卡的第二次輝煌,可惜後來在3Dfx的追趕下,S3的Virge系列沒有再繼輝煌,被市場最終拋棄。 此後,為了修復Voodoo沒有2D顯示這個硬傷,3Dfx繼而推出了VoodooRush,在其中加入了Z-Buffer技術,可惜相對於Voodoo,VoodooRush的3D性能卻沒有任何提升,更可怕的是帶來不少兼容性的問題,而且價格居高不下的因素也制約了VoodooRush顯示卡的推廣。 當然,當時的3D圖形加速卡市場也不是3Dfx一手遮天,高高在上的價格給其他廠商留下了不少生存空間,像勘稱當時性價比之王的Trident 9750/9850,以及提供了Mpeg-II硬體解碼技術的SIS6326,還有在顯示卡發展史上第一次出場的nVidia推出的Riva128/128zx,都得到不少玩家的寵愛,這也促進了顯示卡技術的發展和市場的成熟。1997年是3D顯示卡初露頭腳的一年,而1998年則是3D顯示卡如雨後春筍激烈競爭的一年。九八年的3D遊戲市場風起去涌,大量更加精美的3D遊戲集體上市,從而讓用戶和廠商都期待出現更快更強的顯示卡。 在Voodoo帶來的巨大榮譽和耀眼的光環下,3Dfx以高屋建瓴之勢推出了又一划時代的產品:Voodoo2。Voodoo2自帶8Mb/12Mb EDO顯存,PCI接口,卡上有雙晶片,可以做到單周期多紋理運算。當然Voodoo2也有缺點,它的卡身很長,並且晶片發熱量非常大,也成為一個煩惱,而且Voodoo2依然作為一塊3D加速子卡,需要一塊2D顯示卡的支持。但是不可否認,Voodoo2的推出已經使得3D加速又到達了一個新的里程碑,憑藉Voodoo2的效果、畫面和速度,征服了不少當時盛行一時的3D遊戲,比如Fifa98,NBA98,Quake2等等。也許不少用戶還不知道,2009年最為流行的SLI技術也是當時Voodoo2的一個新技術,Voodoo2第一次支持雙顯示卡技術,讓兩塊Voodoo2並聯協同工作獲得雙倍的性能。 1998年雖然是Voodoo2大放異彩的一年,但其他廠商也有一些經典之作。Matrox MGA G200在繼承了自己超一流的2D水準以外,3D方面有了革命性的提高,不但可以提供和Voodoo2差不多的處理速度和特技效果,另外還支持DVD硬解碼和視頻輸出,並且獨一無二的首創了128位獨立雙重匯流排技術,大大提高了性能,配合當時相當走紅的AGP匯流排技術,G200也贏得了不少用戶的喜愛。 Intel的I740是搭配Intel當時的440BX晶片組推出的,它支持的AGP 2X技術,標配8Mb顯存,可惜I740的性能並不好,2D性能只能和S3 Virge看齊,而3D方面也只有Riva128的水平,不過價格方面就有明顯優勢,讓它在低端市場站住了腳。 Riva TNT是nVidia推出的意在阻擊Voodoo2的產品,它標配16Mb的大顯存,完全支持AGP技術,首次支持的32位色彩渲染、還有快於Voodoo2的D3D性能和低於Voodoo2的價格,讓其成為不少玩家的新寵。而一直在蘋果世界闖蕩的ATI也出品了一款名為Rage Pro的顯示卡,速度比Voodoo稍快。

PCI Express顯示卡接口

2001年春季的IDF上Intel正式公布PCI Express,是取代PCI匯流排的第三代I/O技術,也稱為3GIO。該匯流排的規範由Intel支持的AWG(Arapahoe Working Group)負責制定。2002 年4月17日,AWG正式宣布3GIO 1.0規範草稿制定完畢,並移交PCI-SIG進行審核。開始的時候大家都以為它會被命名為Serial PCI(受到串列ATA的影響),但最後卻被正式命名為PCI Express。2006年正式推出Spec2.0(2.0規範)。 PCI Express匯流排技術的演進過程,實際上是計算系統I/O接口速率演進的過程。PCI匯流排是一種33MHz@32bit或者66MHz@64bit的並行匯流排,匯流排頻寬為133MB/s到最大533MB/s,連線在PCI匯流排上的所有設備共享133MB/s~533MB/s頻寬。這種匯流排用來應付音效卡、10/100M網卡以及USB 1.1等接口基本不成問題。隨著計算機和通信技術的進一步發展,新一代的I/O接口大量湧現,比如千兆(GE)、萬兆(10GE)的乙太網技術、4G/8G的FC技術,使得PCI匯流排的頻寬已經無力應付計算系統內部大量高頻寬並行讀寫的要求,PCI匯流排也成為系統性能提升的瓶頸,於是就出現了PCI Express匯流排。PCI Express匯流排技術在新一代的存儲系統已經普遍的套用。PCI Express匯流排能夠提供極高的頻寬,來滿足系統的需求。 截至2009年,PCI-E 3.0規範也已經確定,其編碼數據速率,比同等情況下的PCI-E 2.0規範提高了一倍,X32連線埠的雙向速率高達320Gbps。 PCI Express匯流排的技術優勢 PCI匯流排的最大優點是匯流排結構簡單、成本低、設計簡單,但是缺點也比較明顯: 1) 並行匯流排無法連線太多設備,匯流排擴展性比較差,線間干擾將導致系統無法正常工作; 2) 當連線多個設備時,匯流排有效頻寬將大幅降低,傳輸速率變慢; 3) 為了降低成本和儘可能減少相互間的干擾,需要減少匯流排頻寬,或者地址匯流排和數據匯流排採用復用方式設計,這樣降低了頻寬利用率。 PCI Express匯流排是為將來的計算機和通訊平台定義的一種高性能,通用I/O互連匯流排。 與PCI匯流排相比,PCI Express匯流排主要有下面的技術優勢: 1) 是串列匯流排,進行點對點傳輸,每個傳輸通道獨享頻寬。 2) PCI Express匯流排支持雙向傳輸模式和數據分通道傳輸模式。其中數據分通道傳輸模式即PCI Express匯流排的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道連線,x1單向傳輸頻寬即可達到250MB/s,雙向傳輸頻寬更能夠達到500MB/s,這個已經不是普通PCI匯流排所能夠相比的了。 3) PCI Express匯流排充分利用先進的點到點互連、基於交換的技術、基於包的協定來實現新的匯流排性能和特徵。電源管理、服務質量(QoS)、熱插拔支持、數據完整性、錯誤處理機制等也是PCI Express匯流排所支持的高級特徵。 4) 與PCI匯流排良好的繼承性,可以保持軟體的繼承和可靠性。PCI Express匯流排關鍵的PCI特徵,比如套用模型、存儲結構、軟體接口等與傳統PCI匯流排保持一致,但是並行的PCI匯流排被一種具有高度擴展性的、完全串列的匯流排所替代。 5) PCI Express匯流排充分利用先進的點到點互連,降低了系統硬體平台設計的複雜性和難度,從而大大降低了系統的開發製造設計成本,極大地提高系統的性價比和健壯性。從下面表格可以看出,系統匯流排頻寬提高同時,減少了硬體PIN的數量,硬體的成本直接下降。 至2008年,PCI-E接口仍然在顯示卡中使用。

NVIDIA的崛起

1999年,世紀末的顯示卡市場出現了百花齊開的局面,而且這一年也讓市場擺脫了3Dfx的一家獨霸局面,由於戰略的失誤,讓3Dfx失去了市場,它推出了Voodoo3,配備了16Mb顯存,支持16色渲染。雖然在畫質上無可挑剔,但是高昂的價格以及與市場格格不入的標準讓它難掩頹勢。世紀末的這一年,顯示卡的輝煌留給了nVidia。 在1999年,nVidia挾TNT之餘威推出TNT2 Ultra、TNT2和TNT2 M64三個版本的晶片,後來又有PRO和VANTA兩個版本。這種分類方式也促使後來各個生產廠家對同一晶片進行高中低端的劃分,以滿足不同層次的消費需要。TNT系列配備了8Mb到32Mb的顯存,支持AGP2X/4X,支持32位渲染等等眾多技術,雖然16位色下畫面大大遜色於Voodoo3,但是在32位色下,表現卻可圈可點,還有在16位色下,TNT2的性能已經略微超過Voodoo3了,不過客觀的說,在32位色下,TNT系列顯示卡性能損失相當多,速度上跟不上Voodoo3了。當然,nVidia能戰勝Voodoo3,與3Dfx公司推行的策略迫使許多廠商投奔nVidia也不無關係,促進了TNT系列的推廣。顯示卡市場上出現了nVidia與3Dfx兩家爭霸的局面。 1999年的顯示卡市場不可遺忘的還有來自Matrox MGA G400,它擁有16Mb/32Mb的顯存容量,支持AGP 2X/4X,還有支持大紋理以及32位渲染等等,都是當時業界非常流行和肯定的技術,除此之外,獨特、漂亮的EMBM硬體凹凸貼圖技術,營造出的完美凹凸感並能實現動態光影效果的技術確實讓無數遊戲玩家為了瘋狂,在3D方面,其速度和畫面基本都是介於Voodoo3和TNT2之間,並且G400擁有優秀的DVD回放能力,不過由於價格以及它注重於OEM和專業市場,因此,在民用顯示卡市場所占的比例並不大! 從1999年到2000年,nVidia終於爆發了。它在1999年末推出了一款革命性的顯示卡---Geforce 256,徹底打敗了3Dfx。代號NV10的GeForce 256支持Cube-Environment Mapping,完全的硬體T&L(Transform & Lighting),把原來有CPU計算的數據直接交給顯示晶片處理,大大解放了CPU,也提高了晶片的使用效率。GeForce256擁有4條圖形紋理信道,單周期每條信道處理兩個象素紋理,工作頻率120MHz,全速可以達到480Mpixels/Sec,支持SDRAM和DDR RAM,使用DDR的產品能更好的發揮GeForce256的性能。其不足之處就在於採用了0.22微米的工藝技術,發熱量比較高。 2000年,nVidia開發出了第五代的3D圖形加速卡---Geforce 2,採用了0.18微米的工藝技術,不僅大大降低了發熱量,而且使得GeForce2的工作頻率可以提高到200MHz。Geforce 2擁有四條圖形紋理信道,單周期每條信道處理兩個象素紋理,並且使用DDR RAM解決顯存頻寬不足的問題。在Geforce 256的基礎上,GeForce2還擁有的NSR(NVIDIA Shading Rasterizer),支持Per-Pixel Shading技術,同時支持S3TC、FSAA、Dot-3 Bump Mapping以及硬體MPEG-2動態補償功能,完全支持微軟的DirectX 7。而面對不同的市場分級,它相繼推出了低端的GF2 MX系列以及面向高端市場的GF2 Pro和GF GTS,全線的產品線讓nVidia當之無愧地成為顯示卡的霸主。 3Dfx在被nVidia收購之前還推出了Voodoo4/5,VooDoo4 4500使用一顆VSA-100晶片,VooDoo5 5500使用兩顆VSA-100晶片,而VooDoo5 6000使用四顆VSA-100晶片,可惜由於各方面的原因,Voodoo4/5並不能讓沒落的3Dfx有一絲絲起色,最終難逃被nVidia收購的命運。 而作為nVidia主要競爭對手的ATI,也在兩千年憑藉T&L技術打開市場。在經歷“曙光女神”的失敗後,ATI也推出了自己的T&L晶片RADEON 256,RADEON也和NVIDIA一樣具有高低端的版本,完全硬體T&L,Dot3和環境映射凹凸貼圖,還有兩條紋理流水線,可以同時處理三種紋理。但最出彩的是HYPER-Z技術,大大提高了RADEON顯示卡的3D速度,拉近了與GEFORCE 2系列的距離,ATI的顯示卡也開始在市場占據主導地位。 兩千年的低端市場還有來自Trident的這款Blade T64,Blade XP核心屬於Trident第一款256位的繪圖處理器,採用0.18微米的製造工藝,核心時鐘頻率為200 MHz,像素填充率GTS處於同一等級,支持Direct X7.0等等。可惜由於驅動程式以及性能等方面的原因,得不到用戶的支持。

NV/ATI上演鐵面雙雄

踏入2001年以後,如同桌面處理器市場的Intel和AMD一樣,顯示卡市場演變為nVidia與ATI兩雄爭霸的局勢。nVidia方面,憑藉剛剛推出的Geforce 3系列占據了不少市場,Geforce 3 Ti 500,Geforce 2 Ti和Geforce 3Ti,Geforce MX分別定位於高中低三線市場。與GeForce 2系列顯示卡相比,GeForce 3顯示卡最主要的改進之處就是增加了可程式T&L功能,能夠對幾乎所有的畫面效果提供硬體支持。GeForce 3總共具有4條像素管道,填充速率最高可以達到每秒鐘800 Mpixels。Geforce 3系列還擁有nfiniteFX頂點處理器、nfiniteFX像素處理器以及Quincunx抗鋸齒系統等技術。 而作為與之相抗衡的ATI Radeon 8500/7500系列,採用0.15微米工藝製造,包括6000萬個電晶體,採用了不少新技術(如Truform、Smartshader等)。並根據顯示卡的核心/顯存工作頻率分成不同的檔次——核心/顯存分別為275/550MHz的標準版,核心/顯存為250/500MHz的RADEON 8500LE,生產核心/顯存頻率分別為300/600MHz的Ultra版,以及中端的Radeon 7500,低端的Radeon 7200,7000等產品。值得一提的是Radeon 8500還支持雙頭顯示技術。 2002年,nVidia與ATI的競爭更加白熱化。為鞏固其圖形晶片市場霸主地位,nVidia推出了Geforce 4系列,分別為GeForce4 Ti4800,GeForce4 Ti 4600, GeForce4 Ti4400, GeForce4 Ti4200,GeForce4 MX 460, GeForce4 MX 440 和 GeForce4 MX 420。GeForce4 Ti系列無疑是最具性價比的,其代號是NV25,它主要針對當時的高端圖形市場,是DirectX 8時代下最強勁的GPU圖形處理器。晶片內部包含的電晶體數量高達6千3百萬,使用0.15微米工藝生產,採用了新的PBGA封裝,運行頻率達到了300MHz,配合頻率為650MHz DDR顯存,可以實現每秒49億次的採樣。GeForce4 Ti核心內建4條渲染流水線,每條流水線包含2個TMU(材質貼圖單元)。Geforce 4系列從高到低,橫掃了整個顯示卡市場。 作為反擊,ATI出品了R9700/9000/9500系列,首次支持DirectX 9,使其在與NVidia的競爭中搶得先機。而R9700更是在速度與性能方面首次超越NVidia。R9700支持AGP 8X、DirectX 9,核心頻率是300MHz,顯存時鐘是550MHz。RADEON 9700,實現了可程式化的革命性硬體架構。符合繪圖回事商品AGP 8X最新標準,配有8個平等處理的彩繪管線,每秒可處理25億個像素,4個並列的幾何處理引擎更能處理每秒3億個形跡及光效多邊形。而R9000是面向低端的產品,R9500則直挑Ti4200。 同年,SiS發布了Xabre系列。它是第一款AGP 8×顯示卡,全面支持DirectX 8.1,在發布之時是相當搶眼的。Xabre系列圖形晶片採用0.15微米工藝,具備4條像素渲染流水線,並且每條流水線擁有兩個貼圖單元。理論上可提供高達1200M Pixels/s的像素填充率和2400M Texels/s的材質填充率。隨後發布的Xabre600,採用0.13微米工藝,主頻和顯存頻率都提高了不少,性能與GeForce4 Ti4200差不多。 2003年的顯示卡市場依舊為N系與A系所統治。nVidia的Gf FX 5800(NV30)系列擁有32位著色,顏色畫面有質的提高,在基礎上推出的GeForce FX 5900,提高了電晶體數,降低了核心頻率與顯存頻率,改用了256B99v DDR以提高了顯存頻寬。後半年還推出了GF FX 5950/5700系列,以取代GF FX 5900/5600。而ATI推出了RADEON 9800/pro/SE/XT,憑藉其超強的性能以及較價的售價,再次打敗GF GX 5800。這一年市場上的主流產品還有GF FX5600,GF FX5200和RADEON 9600和RADEON 9200。 2004年也是ATI大放異彩的一年,不過其最大的功臣卻是來自於面向中低端的Radeon 9550。這款2004年最具性價比的顯示卡,讓ATI在低端市場呼風喚雨。R9550基於RV350核心,採用0.13微米製程,核心頻率為250MHz,顯存頻率為400MHz,4條渲染管道,1個紋理單元,同時兼容64bit和128bit。這款產品是9600的降頻版,但是通過改造,都可以變成R9600,性價比極強。而老對手的N卡方面,卻只推出了一款新品GF FX 5900XT/SE,而與R9550處於同一競爭線的5200,5500與5700LE系列,雖然性能不錯,可惜價格卻沒有優勢,被R9550徹底打敗。2004年讓nVidia鬱悶了一整年。 ATi從2005年開始就一直被Nvidia壓制,無論是1950XTX對抗7900GTX,2900XT對抗8800GTX,3870X2對抗9800GX2,在旗艦產品上,ATi一直屬於劣勢,但在2008年6月發生了轉機,ATi發布了RV770,無論是從市場定價還是從性能上都是十分讓人滿意的,特別是改善了A卡在AA上的性能不足,RV770的中端4850的價格更是讓Nvidia措手不及,無奈在一周內9800GTX降價1000元,但無論是性能還是價格依舊擋不住4850的攻勢,4870緊接著發布,採用DDR5顯存的RV770浮點運算能力更是達到了1TB/S,Nvidia發布的新核心GT200的旗艦版本GTX280雖然在性能上暫時取得了暫時的領先,但是和4870相比只有10%的性能差距,而且由於工藝較落後,導致成本過高,沒有性價比,就在人們以為ATi放棄旗艦,準備走性價比路線時,ATi推出了R700,也就是4870X2,並且大幅度改良了橋接晶片的性能,領先GTX280高達50-80%,而GTX280的核心面積已經大的恐怖,不可能衍生出單卡雙芯,所以ATi依靠單卡雙芯重新奪得了性能之王。但是在2009年初,Nvidia憑藉其新推出的GTX295,重新奪回顯示卡性能之王寶座。9月22日,AMD正式發布了業界第一款、也是目前唯一的DirectX 11顯示卡:ATI Radeon HD 5800系列:HD5870/5850,其中HD5870是ATI最新單核心旗艦顯示卡,HD5870顯示卡採用RV870核心,其主要競爭對手是目前最強的GTX295。在NVIDIA最新GT300顯示卡發布之後,AMD和NVIDIA在DX 11的新一輪競爭又會開始。

ATI被AMD收購

2006年 7月 24日 ATi被AMD公司以54億美元收購。現在ATI是AMD公司的一個部門。新推出3A平台的概念。

NVIDIA:未來GPU才是PC的核心部件

NVIDIA提出了“GPGPU(通用圖形處理器)” 概念,和CPU相比,GPU具有更強的浮點運算能力、更大的頻寬等諸多優勢,連電晶體數量都是GPU略勝一籌。性能和複雜性不斷提升的GPU自然不甘繼續做CPU的配角,NVIDIA執行長兼總裁黃仁勛甚至毫不掩飾地提出:“未來GPU將越來越多地取代CPU的數據處理職能,未來GPU才是計算機的核心部件!” 其他: ATI和NVIDIA這兩家世界最主要的顯示卡晶片製造商的創始人都是華

人。

顯示卡常見故障解決方法

常見故障一:開機無顯示

此類故障一般是因為顯示卡與主機板接觸不良或主機板插槽有問題造成。對於一些 集成顯示卡的主機板,如果顯存共用主記憶體,則需注意記憶體條的位置,一般在第一個 記憶體條插槽上應插有記憶體條。由於顯示卡原因造成的開機無顯示故障,開機後一般 會發出一長兩短的蜂鳴聲(對於AWARD BIOS顯示卡而言)。

常見故障二:顯示花屏,看不清字跡

此類故障一般是由於顯示器或顯示卡不支持高解析度而造成的。花屏時可切換 啟動模式到安全模式,然後再在Windows 98下進入顯示設定,在16色狀態下點選 “套用”、“確定”按鈕。重新啟動,在Windows 98系統正常模式下刪掉顯示卡驅動程式,重新啟動計算機即可。也可不進入安全模式,在純DOS環境下,編輯SYSTEM.INI檔案,將display.drv=pnpdrver改為display.drv=vga.drv後,存檔退出,再在Windows里更新 驅動程式。

常見故障三:顏色顯示不正常

此類故障一般有以下原因:

1. 顯示卡與顯示器信號線接觸不良

2. 顯示器自身故障

3. 在某些軟體里運行時顏色不正常,一般常見於老式機,在BIOS里有一項校驗顏色的選項,將其開啟即可

4. 顯示卡損壞;

5. 顯示器被磁化,此類現象一般是由於與有磁性能的物體過分接近所致,磁 化後還可能會引起顯示畫面出現偏轉的現象。

常見故障四:當機

出現此類故障一般多見於主機板與顯示卡的不兼容或主機板與顯示卡接觸不良;顯示卡與其它擴展卡不兼容也會造成當機。

常見故障五:螢幕出現異常雜點或圖案

此類故障一般是由於顯示卡的顯存出現問題或顯示卡與主機板接觸不良造成。需清 潔顯示卡金手指部位或更換顯示卡。

常見故障六:顯示卡驅動程式丟失

顯示卡驅動程式載入,運行一段時間後驅動程式自動丟失,此類故障一般是由 於顯示卡質量不佳或顯示卡與主機板不兼容,使得顯示卡溫度太高,從而導致系統運行不穩定或出現當機,此時只有更換顯示卡。

此外,還有一類特殊情況,以前能載入顯示卡驅動程式,但在顯示卡驅動程式載 入後,進入Windows時出現當機。可更換其它型號的顯示卡在載入其驅動程式後,插入舊顯示卡予以解決。如若還不能解決此類故障,則說明註冊表故障,對註冊表進 行恢復或重新安裝作業系統即可。

顯示卡故障分析與解決

一、接觸不良

肉眼可見的接觸不良,如板卡一頭高一頭底的,那是輕而易舉就可以排除的。不過有一些顯示卡的接觸不良非常的隱蔽,表面上看安裝得很好,但實際上接觸不良,導致很多莫名其妙的故障。

案例:一台毒龍650機器,是2001年春節裝的。一段時間後,開機不正常,經常在第一次開機時全黑無反應,切斷電源後再開機則成功,好像系統要“預熱”一樣。

分析:這個故障看上去是電源的問題,也確實在一些老機器上出現過更換電源解決問題的案例。但此機購置的時間較短,部件都是新的,而且經仔細檢驗過,這樣的配置同時購置的其他機器並未出現此種故障,於是從最簡單的步驟著手的原則,先檢查連線,插拔一遍後開機,無效;從CMOS里的電源設定作了調整,設定出廠默認值,無效;經詢問得知,此機前幾天曾被打開機箱清除灰塵。至此,估計是某元件鬆動導致了接觸不良或是短路。

解決:開機的時候仔細觀察,發現面板的指示燈不是馬上亮的,而是過了5秒鐘後才亮,電源燈、硬碟燈和光碟機面板燈都正常,只是好像系統無信號送到顯示器,而且系統無報警聲-由於第二次開機能正常使用,所以排除了黑屏是記憶體沒插好的原因。一般系統開機黑屏是記憶體和顯示卡兩大因素造成,主機板損壞的可能性很小,所以我判斷可能會是顯示卡接觸不良導致的故障。於是,重新插拔後,又將CMOS跳線放電。重新開機後,一次成功,後改回CMOS設定,經試用正常,至此,問題解決。

二、電源功率或設定的影響

現在的主機板提供的高級電源管理功能很多,有節能、睡眠、ON NOW等等,但有些顯示卡和主機板的某些電源功能有衝突,會導致進入Windows時花屏的現象。

案例:上述機器,在調試過程中開始懷疑是電源的故障,改動了CMOS中電源的設定,特別是VIDEO相關的設定,開機進入Windows後Windows98變成了256色,還提示要安裝新的驅動程式。該機已經正常使用Windows98半年了,顯然是基本設定錯誤導致的故障,而不能按Windows提示的“安裝新的驅動程式”來排除。

分析和解決:由於當時是改動了CMOS電源選項後馬上進入Windows出問題的,所以沒費力就知道是電源選項的影響。但如果是其他情況下出現的,可能就比較難想到這方面去。建議在顯示不正常的時候,注意一下CMOS電源方面的影響,如果是改動了設定的,把它調整為出廠時的默認值;如果是剛裝機就出現問題的,可以把出廠的默認值中的節能、ON NOW什麼花哨功能禁止試試。 另外因為AMD的CPU耗電量較大,一些電源質量不好或時功率不夠的“龍”、“鳥”機器上面,添加購置了新硬碟或其他耗電較大的設備後,可能也會導致顯示卡的供電不夠,大家可以用排除和替換法檢驗。

三、刷新BIOS後的影響

幾乎每個月,出現顯示卡的廠商都會在網上發布新的BIOS供DIY們刷新自己的顯示卡,以獲得新功能和修正BIOS的BUG。但也有不少人在刷新了之後,玩某些遊戲時會當機或是自動跳回桌面,,更有用名牌廠家的BIOS刷壞自己的顯示卡的案例。如果刷新之後Windows的多數任務正常,只是某個驅動程式如PHOTOSHOP出錯,你很難想到是刷新BIOS的影響,所以排除故障可能會走彎路。

建議:你的顯示卡工作正常的話,最好不要亂“升級”。因為顯示卡的BIOS各個版本對電腦的主機板、電源有一定的相適應(兼容)特性,如果目前的部件是和睦相處的話,還是不要亂改好。那些所謂刷新後的新功能,其實大多數是噱頭而已。主機板的BIOS也是一樣,除非是出於為了支持新的CPU和大硬碟的考慮,沒事亂刷有點冒險,不值得。 另外,顯示卡的固定螺絲不用擰得太緊太死,適中即可,因為顯示卡里開機箱的擋板還有一點距離,如果擰螺絲太緊會強行把顯示卡的一頭微微拉離插槽,可能會導致接觸不良。那就和固定螺絲的意願背道而馳了。

附錄小技巧:一般診斷顯示卡與記憶體故障的區別 顯示卡和記憶體有問題,電腦開機都是黑屏的,如何區分呢?要注意的要點有:

1、注意電腦有無小喇叭的報警聲,如果是有報警聲的,顯示卡的問題可能會大一點,而且我們可以從報警聲的長短和次數來判斷具體的故障(這方面的資料很多了,主機板也可能會附帶說明書,請大家自己找來參考)。

2、如果黑屏無報警聲,多半是記憶體根本沒插好或壞了。沒有記憶體電腦根本開不了機的,當然也不會報警。

3、注意面板的顯示燈狀態,如果無報警聲又檢查過記憶體了,可能會是顯示卡接觸不良的問題,往往伴隨硬碟燈常亮;還可以看顯示器的狀態燈,如果黑屏伴隨顯示器上各狀態調節的指示燈在同時不停地閃爍,可能會是連線顯示卡到顯示器的電纜插頭鬆了,或是顯示卡沒在插槽內插緊。

安裝顯示卡驅動程式常見故障大全

1、顯示卡驅動故障的問題

問:重新安裝作業系統之後,發現在“硬體設備管理器”裡面的“其他設備”里“視頻控制器(VGA兼容)前是個黃色的問號。同學說這個現象是因為顯示卡沒有安裝驅動程式所造成的,可是我的主機板和顯示卡是集成的,並不知道集成顯示卡的型號。

我用了Everest軟體測試顯示卡型號但檢測不出來。後來找到主機板說明書,上面寫著採用VIA K8M400晶片組,請問該晶片組的顯示卡驅動在哪裡可以下載?

答:這是個很經典的問題,有些硬體因為太老,導致無法對主機板進行識別,但知道了主機板晶片組型號,那么驅動程式也不成問題了。

2、顯示卡驅動引起的重啟故障

這可能是安裝完Windows XP後,沒有使用其自帶的顯示卡驅動程式,而是重新安裝了硬碟上的顯示卡驅動程式,由於這個驅動是Windows 2000專用的,而我認為Windows 2000和Windows XP都是基於NT核心的32位作業系統。並且有些文章上講過,當一些顯示卡如果找不到Windows XP專用的驅動程式時,可以嘗試著用Windows 2000/NT的來代替,在我使用後雖然能夠運行大部分的程式和遊戲,但最終還是因為驅動上的一些細小區別而導致了以上的故障。看來安裝顯示卡驅動程式也要對症下藥!

3、安裝顯示卡程式當機

這是因為Modem和顯示卡之間產生衝突造成的。應該在安裝Modem驅動程式之前安裝音效卡正常工作。如果問題仍然無法解決,可以先打開機箱,將內置Modem從主機板上拔下來,然後安裝Windows98作業系統,再安裝顯示卡、音效卡驅動程式。接著退出作業系統並關機,將Modem插到主機板上,重新啟動計算機,系統會提示發現新硬體,根據提示安裝Modem的驅動程式,最後重新啟動計算機即可。

4、分辯率只能調節到640X480

這可能是因為Windows 2000作業系統中關於顯示器的驅動程式安裝不正確導致的。解決步驟為:

(1)用滑鼠右鍵單擊桌面,在彈出的快捷選單中選擇“屬性”選項,在彈出的“屬性”對話框的“設定”選項卡中,單擊“高級”按鈕。

(2)在“監視器”選項卡中單擊“屬性”按鈕,在彈出的對話框的“驅動程式”選項卡中單擊“更新驅動程式”按鈕,在出現的嚮導對話框中按照提示逐步進入安裝驅動程式即可。

查看音效卡和顯示卡的驅動型號的方法

買電腦時一般都會送驅動盤的,那裡面都是各種驅動,顯示卡應該是單獨的一個驅動盤,主要的驅動無非有這幾種:音效卡,顯示卡,網卡,音效卡和網卡驅動一般在

主機板驅動盤裡,如果沒有驅動盤那在重灌系統前要準備好各種驅動,可以用超級兔子備份驅動或者上網下載對應型號的驅動(右擊我的電腦屬性,硬體,設備管理器里查看,音效卡就是有小喇叭的,網卡就是“網路適配器”,顯示卡是最後一個,記住型號上網下個保存在除C糟以外的盤裡即可,注意不要放桌面,桌面也屬於C糟!

(附:怎么查看音效卡,顯示卡驅動型號方法2:開始,運行,輸入dxdaig,確定,聲音里可查看音效卡型號,顯示里卡查看顯示卡型號)

首先了解下沒裝驅動的症狀:沒裝音效卡驅動當然會沒聲音,沒裝顯示卡驅動畫面會比較模糊,不是很清晰,打開一視窗,拖動時會有波浪感,不流暢,沒裝網卡驅動,右擊網上鄰居屬性,裡面沒有本地連線,桌面右下角的系統列上也沒有小電腦圖示;

下面開始安裝,安裝驅動的方式有很多:

1.方法一:放入光碟,找到sound(AC97或HD AUDIO)資料夾都是音效卡驅動,進資料夾找到setup.exe就是安裝程式,然後像裝軟體一樣安裝下就可以了,音效卡裝好後重起右下角出現小喇叭並有聲音;安裝顯示卡驅動一般是單獨的盤,常見名字ATI,GeForce,NVIDIA,video card等,找到setup.exe安裝下就可以咯,安裝好後重起電腦,畫面清晰,拖動視窗流暢;網卡驅動檔案名稱一般為WLAN,Intel PRO,Realtek RTL等等就是網卡驅動,老辦法,找到setup.exe安裝下即可,安裝完後出現本地連線;

2.方法二:放入驅動光碟,打開設備管理器,右擊有黃色感嘆號的更新驅動程式,選擇自動安裝一般即可,或者選擇自動安裝下面的,確定,系統會自動搜尋驅動盤裡的驅動安裝,如果是保存在其他盤的驅動可以選擇下驅動存放的路徑,然後確定,讓它自動搜尋安裝,當然也可以直接像裝軟體那樣直接安裝各種需要的驅動即可!最後提醒下大家最好不要使用網上的各種萬能驅動,使用對應型號的驅動是最好的,實在找不到對應驅動時再使用萬能驅動!切記!以上只是本人的一些經驗,希望給電腦新手朋友帶來幫助,可能有不足之處,但看過都應該能基本掌握常見驅動的安裝!

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