显卡PCB详解

显卡PCB详解（来自PC测评吧）作者AvBeta [图片]

通常衡量一款显卡的好坏，大家都会说“作工很扎实、用料全固态、高速显存、多热管豪华散热器”……这些都是非常直观、表象的东西，大家一看便知，而且高品质电容、散热、显存确实能够提高显卡性能和品质。但是，这并不是最主要的，真正影响显卡整体性能的，除了GPU和显存这两大重要芯片之外，PCB应该是排在第一位的。如果一片显卡连电路都设计不好的话，配备再好的电容和散热器可能也无法稳定运行乃至超频了。

●关于PCB的基础知识：

PCB是Printed Circuit Board的英文简称，翻译过来就是印刷线路板的意思，其主要功能是提供电子元器件之间的相互连接。PCB本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线或布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。

由于目前的电子行业的工艺越发复杂、元件集成度越来越高，所以对PCB板的层数要求与日俱增。尤其是显卡，由于高中低端显卡的划分泾渭分明，因此PCB板几乎囊括了所有规格：4层、6层、8层、10层、12层、14层!

PCB层数越多自然需要更多的原材料，更重要的是工艺更复杂，复杂的工艺导致废品率较高，成本自然提高不少。对于一般的显卡来说，8层板虽然比6层板仅仅增加了2层板，但成本却提高了50%-70%。

●深入了解显卡PCB的方方面面：

今天我们要向大家介绍的，就是关于显卡PCB设计的方方面面。通过阅读本文您将会了解到以下这些方面的知识，并揭开您心目中的疑团：

可曾想过，PCB的设计制造会有多么复杂无论媒体或经销商，在介绍一款显卡的时候首先会提到它是“公版”还是“非公版”，这种说法就是针对PCB设计。所以我们首先来了解下公版和非公版的概念及优缺点。

●什么是公版和非公版PCB?

公版产品：是按照芯片厂商提供的一套完整的芯片、PCB、供电用料等设计方案而进行生产的。公版存在的最大问题就在于市售产品千篇一律，并且普遍来说超频和性能偏低、散热一般、功能简单。

非公版产品：是厂商只使用了芯片厂商的GPU，根据自己产品的需要，对公版PCB进行优化，重新设计，以达到增加功能、提升频率、强化电路等优于公版产品的目的，又或者为了达到缩减PCB 层数、PCB大小、供电元件、降低频率等提高性价比的目的。不过目前市场当中的非公版产品以后者居多。

●公版PCB的优缺点分析：

公版卡的优势

第一：NV/ATI官方设计的板型，做工用料完全不用担心，性能稳定性都经过严格测试，值得信赖;

第二：公版不一定是最强的，但很可能是成本最高的，PCB层数、用料都非常奢华;

第三：公版卡上市速度最快，如果您喜欢追新的话，那么可能只有公版这一种选择;

第四：NV/ATI高端显卡不会轻易开放生产权限，只有公版卡。

公版卡的劣势

第一：板型千篇一律，不同厂家的产品基本完全相同，没有特色、同质化严重;

第二：公版散热器效能勉强，温度/噪音表现不好(公版PCB+非公版散热器除外);

第三：公版用料奢华，成本居高不下，而且NV/ATI往往对公版卡限价，简单来说就是贵;

第四：公版卡由NV/ATI总部设计，往往采用了高端电感/电容/MOS(事实上用料冗余，没必要如此豪华)，这给不同地区的工厂采购原料造成了困难(并没有考虑到世界各地的实际情况)，因此产量有限，各大厂商也不愿使用公版设计。

●非公版PCB的演变及歧义：

早期的非公版产品当中，显卡厂商大多为了体现自己的研发实力或者其他方面，大多会开发出一些性能更好、功能更全的非公版显卡，使那时的消费者对非公版产品趋之若鹜，所以非公版显卡的出现也为显卡领域带来了更多的新鲜血液，摆脱了市场上千篇一律的产品样式。

大多数非公版都是Cost Down(降低成本、缩水)版本

但随着产能的提升，和对硬件需求的极速发展以及价格的竞争上，非公版产品的质量逐渐严重缩水，搅乱了原本以高质量高性能著称的非公版产品，因此越来越多的玩家已经逐渐远离了非公版产品，转而重新投入公版产品的怀抱。至此目前在显卡市场很难找到超越公版显卡性能以及功能的产品了。而市场中多数的非公版产品几乎已经被各种缩水版的显卡所充斥着，非公版几乎成了缩水、偷工减料的代名词。因此，“非公版”这个词也似乎被越来越多的DIY玩家所排斥，“公版”开始与高品质和优秀做工挂钩。在了解了关于公版和非公版初步的概念之后，现在我们就来探讨一些更加深入的东西，那就是关于PCB的设计目的。

●公版和非公版的设计目标不同：

NVIDIA和ATI并不直接卖显卡，它们设计PCB的目的是为了尽可能让GPU性能不会受到PCB的限制，严谨、均衡、保守是其主要特点。因此他们很少会考虑到成本、原料采购、世界各地工厂的制造能力等客观因素;

公版PCB往往是先于GPU而设计的，也就是说GPU尚未出世，公版PCB已经准备就绪了，然后再把GPU焊上去，来检验其性能表现。由于这种PCB在设计时只停留在理论阶段，对GPU的电气特性尚未吃透，因此往往用料冗余，只是在产品发布最后阶段作一些微小的改动，最终性能表现不一定最好;

而非公版在设计时就非常灵活了，此时NVIDIA/ATI已经将成品GPU及公版设计方案交付合作伙伴，厂商可以在此基础上自由发挥，优化布线和供电设计，当然也可以在条件许可的情况下降低成本。

●非公版也有好坏之分，缩水也是情有可原

所以可以这么说，非公版不一定比公版差，一些厂商精心设计的非公版PCB成本可能比公版低一些，但性能反而更好。换句话说，既然以更小的代价可以实现更多的功能和更强的性能，有什么必要大动干戈使用豪华PCB呢?

同型号显卡中，价格最低的往往就是“缩水”卡

当然也有片面追求低成本的非公版PCB，这种设计一般针对低端市场，虽然缩水严重，但也能保证在低频率下的稳定运行，我们不能一味的鄙视它，毕竟一分价钱一分货，缩水卡也有缩水卡的市场，定位和设计目标不同而已。稍有DIY知识的玩家都会以PCB层数来判定其好坏，因为10层板肯定比8层或6层板的成本高，基于一分价钱一分货的考虑，大家都形成了定势思维，其实这完全是一个误区!

●主流显卡PCB层数解析：

基本上，PCB层数是由数据线密度所决定的，这其中显存位宽和供电模快能够直接影响数据线的规模，因为高端(高位宽)的GPU针脚数更多、需要更多数量的显存颗粒、需要更加复杂的供电模快。下面就以NVIDIA/ATI的主流公版显卡来简单举例说明：

64Bit低端卡：4层PCB刀卡——HD3450、8400GS

这类入门级显卡核心非常小巧、64Bit低频GDDR2显存只要四颗就满足要求，供电十分简单，使用4层PCB只要半高设计都足矣。

128Bit中端卡：6层PCB——HD3650、8600GT

128Bit的GPU核心就比64Bit大了不少，显存虽然还是只要4颗，但GDDR3显存对供电和终结电阻的要求远高于GDDR2，因此大多中端卡都采用6层全高PCB。

当然，如果频率较低、简化供电的话，128Bit显卡很容易做成4层PCB，因此市面上低价86GT/3650大多为4层PCB设计。

256Bit中高端卡，8/10层PCB——HD3870/8800GT

HD3870为8层，8800GT为10层

显存位宽到了256Bit，显存增加到8颗，数据线再次翻番，同时GPU/显存的供电模快也要比128Bit 显卡复杂很多，此时显卡不仅PCB需要加长，而且层数也增加到8层或10层。

其实采用12层PCB的256Bit显卡也不在少数，比如X1950XTX、7900GTX这类昔日的旗舰显卡，自然是不考虑成本之作，为了保证豪华的供电以及高频率下的稳定运行，就使用了奢华的12层PCB。

256Bit以上顶级显卡，12/14层PCB——8800Ultra、HD2900XT

从上到下依次为：8800Ultra、HD2900XT、X1950XTX

继续增加显存位宽，对PCB的承受力又是一次严峻的考验，G80和R600都是怪兽级核心，供电的负担也非常沉重。NVIDIA给384Bit的8800GTX/Ultra使用了加长型的12层PCB，而AMD在512Bit 的HD2900XT上首次启用14层PCB!现在大家就可以直观的看到，14层PCB的优势就在于集成度更高，HD2900XT无论位宽还是功耗都比8800Ultra大，但是PCB反而控制得更短。

● PCB板的层数越多越好吗?

通过上面的实例分析就可以了解到，PCB设计成多少层完全是由线路复杂程度决定的，如果4层板无法排布密密麻麻的走线，那么就必须多开几层，使用6层板，此时6层板就给研发人员提供了广阔的空间，从而能够合理的细分数据线路，最大限度的降低信号串扰。

如果6层板已经足够用了，那么使用8层板就是一种浪费。PCB层数越多，可容纳的线路也越多，但不同层PCB板的交迭，加深了线路设计的难度。如不小心弄巧成拙，可能会发生8层板与6层板的功能/性能完全一样，却徒增不少成本。当然成本倒还是其次，关键更多层的PCB在沾合时对精度要求更高，而且线路损耗增大，实际上数据线在各层之间绕来绕去反而不利于信号传输。

因此，通常大家说多层PCB能够降低干扰、提高稳定性，其实也是相对而言的，要具体问题具体分析。HD3870核心频率高达800MHz、GDDR4显存达到了2250MHz，8层足够了何必用10层呢?对于8800GTX/Ultra这种顶级显卡来说，NVIDIA没必要在PCB上节约成本，12层就够了没必要用14层，因此PCB层数多少根性能好坏、做工优劣并无直接关系。上页所举的例子都是NVIDIA/ATI公版显卡，对于非公版来说，可选择方案就非常多了。由于公版卡用料冗余，所以厂商在设计非公版PCB时，大多会选择降低PCB层数，但如果把比公版PCB低的非公版都定义为缩水的话，未免有些偏颇了。

●罕见的PCB加层显卡：8层板8600GT

公版8600GT和更高频的8600GTS都是6层PCB设计，一些便宜的低频8600GT采用了4层PCB 设计，但也有些特殊的8600GT竟使用了8层PCB，我们不禁要问这有必要吗?

七彩虹8600GT mini精致版为8层PCB设计

这不是款普通显卡，为了把128Bit中端卡的PCB压缩，做成HTPC用的刀卡，由于PCB面积直接缩小一半，集成度大增，6层布线捉襟见肘，此时使用8层虽然成本增加，但有助于提高稳定性、并保证刀卡的频率不低于普通全高卡，对于HTPC用户来说无疑是极具吸引力的。

●超越公版的PCB减层显卡：8层板9600GT

前文中曾提到过，频率/功耗远高于9600GT的HD3870，都只采用了8层PCB，而公版9600GT 居然不惜工本使用10层PCB，着实让人有些意外。

公版9600GT的供电部分空空荡荡，实际上没必要使用10层PCB

实际上P456是在P393的基础上稍作修改而开发的，所以沿用了8800GTS/GT的10层PCB设计，其实对于功耗发热更低的9600GT来说，根本没有必要使用10层PCB，8层已经是绰绰有余了。

非公版9600GT的代表作：豪

华的8层PCB因此，市面上很多非公版9600GT都采用了8层PCB设计方案，这样适当的减层设计并不会对显卡的稳定性、超频、品质造成负面影响，反倒是可以增添新功能、加强供电、提高超频能力，而且合理的用料以更低的成本实现了更高的性能，是极具性价比之选。

现在我们就以七彩虹9600GT冰封骑士为例，向大家说明9600GT为什么要用8层PCB，而不用10层或6层?

●第一层：Top层(显卡正面层)

主要走显存的CMD线、PCIE信号线、所有贴片元件和芯片的焊点等。

●第二层：GND1(接地层1)

整层接地

●第三层：Int1(显存数据线层1)

主要是走显存的数据线、DQS、SLI接口和IO输出的线等。

●第四层：Vcc1(GPU供电层)

主要是电源层，主要是NVVDD(给GPU供电)，12V，3.3V等，也有少量的GPIO走线。

●第五层：Vcc2(显存供电层)

也是电源层，主要是FBVDD(给Memory供电)，12V等

●第六层：Int2(显存数据线层2)

也是走线层，主要是Memory的数据线，CLK，DQS，SLI等●第七层：Gnd2(接地层2)

同第二层相同，整层铺地线

●第八层：Bottom(显卡背面层)

主要也是走线，PCIE 的差分线、显存的CMD线、插件元件和芯片焊点等。

●小结：

通过层层分解8层PCB的布线就可以发现，供电就占用了两层，显存数据线也是两层，两层接地，再加上正反两面是必不可少的两层，PCB之间各司其职、环环相扣，8层PCB是一种相当完美的设计方案。

如果想要把96GT做成6层PCB，就必须压缩供电、显存或接地层，这样供电电流就不够纯净，显卡在高频下的稳定性和良品率会降低，而且可能无法通过EMI测试，不过一般性使用应该没什么问题。由于用户对显卡的要求越来越高，千篇一律的公版卡已经无法满足所有人的需要，而且多数厂商也不愿意使用公版PCB，因为成本高、功能少、性能也一般。因此大家就会发现这样一种现象，在一款新品(如9600GT)发布的第一个月内，基本上就是公版卡的天下，因为公版卡无需重新设计拿来就能用，可以迅速出货抢市场。而在稍后的第二个月甚至第三个月，非公版设计就如雨后春笋般冒出来，这也代表着该产品正式走入成熟期，不但性能被完全释放，而且价格也更加平易近人，是出手购买的最佳时期!

现在市面上的非公版显卡是五花八门，这对于广大用户来说既有利也有弊。好处就是有了非常多的选择方案，坏处就是不同型号的品质良莠不齐。那么，我们该如何分辨非公版显卡的层数及优劣?

●如何识别显卡PCB的层数?

理论上，PCB是多少层可以数出来的，因为PCB实际上就是绝缘层和线路层粘合压制而成的，类似于建材用的那种多层胶合板，只不过PCB通常都是偶数而胶合板是奇数。在PCB断面可以分辨出绝缘层和线路层的材质明显不同，但是6层以上的PCB粘合非常严密，肉眼基本无法分辨率，除非借助高倍放大镜或者显微镜。

既然肉眼无法分辨，就只能通过经验或者表象来“估算”了，公版PCB的层数是固定的，有些非公版只是在公版的基础上进行了小幅改进(大多针对供电模块)，如果看上去比较相似的话，其层数必然和公版完全相同。

8层PCB：显存数据线都在内层6层PCB：显存数据线在表层

通过前面对8层PCB 96GT的解剖可以看出，想要对256Bit显卡的PCB进行压缩，就不得不对显存布线下手，因此6层板的显存数据线有绝大多数分布在显卡正反两面的表层，这个一眼就能看出，很容易分辨。

对于128Bit的中端卡来说，通过显存数据线分辨PCB层数同样是一个行之有效的方法，数据线隐藏在内层的一般就是6层，表层的就是4层。

●如何判断显卡PCB的优劣?

一款PCB需要经过各种各样非常严格的测试才能得出其性能和稳定性的表现，很难通过外观辨别其优劣。但是对于普通用户来说，也只能通过其外观来鉴别。如果连外观都有问题的PCB，质量也不一定能控制好。事实上，很多低价显卡的PCB都或多或少的存在这些问题：

1)、边角上是否有毛刺：优质PCB横断面非常光滑，绝对看不出绝缘层，只有在特殊位置(一般在接口金手指附近)留有茬口;

2)、PCB板韧性：优质PCB的各层之间粘合非常紧密，相对来说不易弯曲，这个只有拿两块PCB 做对比才能感觉出来;

3)、供电模块的位置：几乎所有公版卡都将供电设计在远离接口的位置，而且元件排列整齐划一，这样可以有效降低干扰;

4)、终结电阻的数量：为了防止数据线终端反射信号，GPU和显存周围都会安置密密麻麻的小电阻，这些电阻即使省掉可能也不影响使用，但对长期运行会造成隐患，稳定性大打折扣;

5)、焊点是否良好

6)、观察板面是否平整、均匀

一块光亮整洁、板卡周边无毛刺、无颜色偏差现象、PCB焊接饱满、均匀、供电整齐划一、元件密密麻麻的PCB才是上佳之作。

●玩家也能参与PCB设计?供电相数PCB层数居然能定制!

在大家为公版还是非公版、10层8层或6层、3相还是2相供电争论得面红耳赤的时候，我们发现一种新的显卡模式惊现网络，这种称为“One-to-One定制模式”的显卡品牌iGame，能够让玩家自己“订制”显卡的PCB层数和供电相数，甚至PCB颜色、输出接口这些细微的东西都能从自己的需求出发选择!

萝卜青菜、各有所爱。世界上没有最完美的设计，只有最适合用户胃口的产品。您到底喜欢显卡采用什么样的配置呢?有兴趣的话不妨按照“九大模块可定制!iGame官网抢先揭秘”一文的方法，亲自去https://www.360docs.net/doc/0e6884601.html,定制一款，希望本文关于PCB部分的介绍能够帮助大家在今后购买显卡时做出正确的选择!

显卡结构及工作原理详细解读

什么是显卡？显卡的工作非常复杂，但其原理和部件很容易理解。在本文中，我们先来了解显卡的基本部件和它们的作用。此外，我们还将考察那些共同发挥作用以使显卡能够快速、高效工作的因素。显示卡(videocard)是系统必备的装置，它负责将CPU送来的影像资料(data)处理成显示器(monitor)可以了解的格式，再送到显示屏(screen)上形成影像。它是我们从电脑获取资讯最重要的管道。因此显示卡及显示器是电脑最重要的部份之一。我们在监视器上看到的图像是由很多个小点组成的，这些小点称为“像素”。在最常用的分辨率设置下，屏幕显示一百多万个像素，电脑必须决定如何处理每个像素，以便生成图像。为此，它需要一位“翻译”，负责从CPU获得二进制数据，然后将这些数据转换成人眼可以看到的图像。除非电脑的主板内置了图形功能，否则这一转换是在显卡上进行的。我们都知道，计算机是二进制的，也就是0和1，但是总不见的直接在显示器上输出0和1，所以就有了显卡，将这些0和1转换成图像显示出来。显卡的基本原理

显卡的主要部件是：主板连接设备、监视器连接设备、处理器和内存。不同显卡的工作原理基本相同CPU与软件应用程序协同工作，以便将有关图像的信息发送到显卡。显卡决定如何使用屏幕上的像素来生成图像。之后，它通过线缆将这些信息发送到监视器。显卡的演变自从IBM于1981年推出第一块显卡以来，显卡已经有了很大改进。第一块显卡称为单色显示适配器（MDA），只能在黑色屏幕上显示绿色或白色文本。而现在，新型显卡的最低标准是视频图形阵列（VGA），它能显示256种颜色。通过像量子扩展图矩阵（QuantumExtendedGraphicsArray，QXGA）这样的高性能标准，显卡可以在最高达2040x1536像素的分辨率下显示数百万种颜色。根据二进制数据生成图像是一个很费力的过程。为了生成三维图像，显卡首先要用直线创建一个线框。然后，它对图像进行光栅化处理（填充剩余的像素）。此外，显卡还需添加明暗光线、纹理和颜色。对于快节奏的游戏，电脑每秒钟必须执行此过程约60次。如果没有显卡来执行必要的计算，则电脑将无法承担如此大的工作负荷。显卡工作的四个主要部件显卡在完成工作的时候主要靠四个部件协调来完成工作，主板连接设备，用于传输数据和供电，处理器用于决定如何处理屏幕上的每个像素，内存用于存放有关每个像素的信息以及暂时存储已完成的图像，监视器连接设备便于我们查看最终结果。处理器和内存像主板一样，显卡也是装有处理器和RAM的印刷电路板。此外，它还具有输入/输出系统（BIOS）芯片，该芯片用于存储显卡的设置以及在启动时对内存、输入和输出执行诊断。显卡的处理器称为图形处理单元（GPU），它与电脑的CPU类似。但是，GPU是专为执行复杂的数学和几何计算而设计的，这些计算是图形渲染所必需的。某些最快速的GPU所具有的晶体管数甚至超过了普通CPU。GPU会产生大量热量，所以它的上方通常安装有散热器或风扇。

显卡工作原理

显卡工作原理显卡工作原理首先我们应该了解一下显卡的简单工作原理：首先，由CPU 送来的数据会通过AGP 或PCI-E 总线，进入显卡的图形芯片(即我们常说的GPU 或VPU)里进行处理。当芯片处理完后，相关数据会被运送到显存里暂时储存。然后数字图像数据会被送入RA 骂死我吧AC(Random Access Memory Digital Analog Converter)，即随机存储数字模拟转换器，转换成计算机显示需要的模拟数据。最后RA 骂死我吧AC 再将转换完的类比数据送到显示器成为我们所看到的图像。在该过程中，图形芯片对数据处理的快慢以及显存的数据传输带宽都会对显卡性能有明显影响。技术参数和架构解析一、核心架构：我们经常会在显卡文章中看到8 乘以1 架构、4 乘以2 架构这样的字样，它们代表了什么意思呢?8 乘以1 架构代表显卡的图形核心具有8 条像素渲染管线，每条管线具有1 个纹理贴图单元;而4 乘以2 架构则是指显卡图形核心具有4 条像素渲染管线，每条管线具有2 个纹理贴图单元。也就是说在一个时钟周期内，8 乘以1 架构可以完成8 个像素渲染和8 个纹理贴图;而4 乘以2 架构可以完成 4 个像素渲染和8 个纹理贴图。从实际游戏效果来看，这两者在相同工作频率下性能非常相近，所以常被放在一起讨论。举例来说，nVIDIA 在发布GeForce FX 5800 Ultra 的时候，对于其体系架构就没有给出详尽说明。后来人们发现官方文档中提到的每个周期处理8 个像素的说法，只是指的Z/stencil 像素，其核心架构可以看作是GeForce4 Ti 系列4 乘以2 架构的改进版本，其后发布的GeForce FX 5900 系列也是如此。ATi 的

显卡基础知识

显卡基础知识显卡基础知识显卡的工作原理 1.从总线(bus)进入GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理器)：将CPU送来的数据送到北桥(主桥)再送到GPU(图形处理器)里面进行处理。 2.从videochipset(显卡芯片组)进入videoRAM(显存)：将芯片处理完的数据送到显存。 3.从显存进入DigitalAnalogConverter(=RAMDAC，随机读写存储数—模转换器)：从显存读取出数据再送到RAMDAC进行数据转换的工作(数字信号转模拟信号)。但是如果是DVI接口类型的显卡，则不需要经过数字信号转模拟信号。而直接输出数字信号。 4.从DAC进入显示器(Monitor)：将转换完的模拟信号送到显示屏。显示效能是系统效能的一部份，其效能的高低由以上四步所决定，它与显示卡的效能(videoperformance)不太一样，如要严格区分，显示卡的效能应该受中间两步所决定，因为这两步的资料传输都是在显示卡的内部。第一步是由CPU(运算器和控制器一起组成的计算机的核心，称为微处理器或中央处理器)进入到显示卡里面，最后一步是由显示卡直接送资料到显示屏上。显卡的基本结构 GPU介绍

GPU全称是GraphicProcessingUnit，中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，由于在现代的计算机中(特别是家用系统，游戏的发烧友)图形的处理变得越来越重要，需要一个专门的图形核心处理器。NVIDIA公司在发布GeForce256图形处理芯片时首先提出的.概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬件T&L(几何转换和光照处理)、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。GPU的生产主要由 nVIDIA与AMD两家厂商生产。显存显存是显示内存的简称。其主要功能就是暂时储存显示芯片要处理的数据和处理完毕的数据。图形核心的性能愈强，需要的显存也就越多。以前的显存主要是SDR的，容量也不大。2012年市面上的显卡大部分采用的是DDR3显存，最新的显卡则采用了性能更为出色的GDDR5显存。显卡BIOS 与驱动程序之间的控制程序，另外还储存有显示卡的型号、规格、生产厂家及出厂时间等信息。打开计算机时，通过显示BIOS内的一段控制程序，将这些信息反馈到屏幕上。早期显示BIOS是固化在ROM中的，不可以修改，而截至2012年底,多数显示卡采用了大容量的EPROM，即所谓的FlashBIOS，可以通过专用的程序进行改写或升级。显卡PCB板就是显卡的电路板，它把显卡上的各个部件连接起来。功能类似主板。显卡的分类一、集成显卡

显卡帝手把手教你读懂GPU架构图

GPU架构“征途之旅”即日起航显卡GPU架构之争永远是DIY玩家最津津乐道的话题之一，而对于众多普通玩家来说经常也就看看热闹而已。大多数玩家在购买显卡的时候其实想的是这款显卡是否可以满足我实际生活娱乐中的应用要求，而不大会很深入的关注GPU的架构设计。不过，如果你想成为一个资深DIY玩家，想与众多DIY高手“高谈阔论”GPU架构设计方面的话题的时候，那么你首先且必须弄明白显卡GPU架构设计的基本思想和基本原理，而读懂GPU架构图正是这万里长征的第一步。

显卡帝手把手教你读懂GPU架构图通过本次GPU架构图的“征途之旅”，网友朋友将会和显卡帝共同来探讨和解密如下问题：一、顶点、像素、着色器是什么；二、SIMD与MIMD的架构区别；三、A/N在统一渲染架构革新中的三次交锋情况如何；四、为什么提出并行架构设计；五、A/N两家在GPU架构设计的特点及其异同点是什么。

以上目录也正是本文的大致行文思路，显卡帝希望能够通过循序渐进的分析与解读让众多玩家能够对GPU架构设计有个初步的认识，并且能够在读完本文之后能对GPU架构图进行独立认知与分析的基本能力，这将是本人莫大的欣慰。非统一架构时代的GPU架构组件解读上世纪的绝大多数显示加速芯片都不能称之为完整意义上的GPU，因为它们仅仅只有像素填充和纹理贴图的基本功能。而NVIDIA公司在1999年所发布的GeForce 256图形处理芯片则首次提出了GPU的概念。GPU所采用的核心技术有硬件T&L、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L （Transform and Lighting，多边形转换与光源处理）技术可以说是GPU问世的标志。演示硬件几何和光影（T&L)转换的Demo ● 传统的固定渲染管线渲染管线也称为渲染流水线，是显示芯片内部处理图形信号相互独立的的并行处理单元。在某种程度上可以把渲染管线比喻为工厂里面常见的各种生产流水线，工厂里的生产流水线是为了提高产品的生产能力和效率，而渲染管线则是提高显卡的工作能力和效率。什么叫一条“像素渲染管线”？简单的说，传统的一条渲染管线是由包括Pixel Shader Unit （像素着色单元）+ TMU(纹理贴图单元) + ROP（光栅化引擎）三部分组成的。用公式表达可以简单写作：PS=PSU+TMU+ROP 。从功能上看，PSU完成像素处理，TMU负责纹理

显卡的结构

显卡的结构、发展历史及发展现状摘要：随着计算机技术和通讯技术的发展，人类步入了信息时代。对生活在这样一个崭新的社会背景下的人们来说，“电脑”一词我们早已不再陌生，它已经悄悄地渗入了人类活动的各个领域。而作为大学生的我们对电脑的构造有所认识与了解是必要的，本文对显卡进行部分的介绍。显卡是目前大家最为关注的电脑配件之一了，他的性能好坏直接关系到显示性能的好坏及图像表现力的优劣等等。回首看当今的显卡市场早已非当年群雄逐鹿的局面，昔日的老牌厂商随着时间地推移纷纷相继没落或死去，留下的只有记忆中的点点滴滴和怅然的落寞。但是图形技术的不断革新，换来的是一次次的进步和不断攀越的性能高峰。电脑是人们现在必不可少的电子产品，在产品琳琅满目的商场里，关乎电脑性能的显卡是我们在挑选电脑时很头疼的问题，而大多数人对显卡的了解很少，很多人是模棱两可，本文就显卡的结构、发展历史及发展现状做一番简要的描述。希望大家看了对显卡有一定的了解。显卡的主要部件包括:显示芯片，显示内存，RAMDAC等。一般来说显卡上最大的芯片就是显示芯片，显示芯片的质量高低直接决定了显示卡的优劣，作为处理数据的核心部件，显示芯片可以说是显示卡上的CPU，一般的显示卡大多采用单芯片设计，而专业显卡则往往采用多个显示芯片。由于3D浪潮席卷全球，很多厂家已经开始在非专业显卡上采用多芯片的制造技术，以求全面提高显卡速度和档次。与系统主内存一样，显示内存同样也是用来进行数据存放的，不过储存的只是图像数据而已，我们都知道主内存容量越大，存储数据速度就越快，整机性能就越高。同样道理，显存的大小也直接决定了显卡的整体性能，显存容量越大，分辨率就越高。显示卡是系统必备的装置，它负责将CPU 送来的影像资料处理成显示器可以了解的格式，再送到显示屏上形成影像。它是我们从电脑获取资讯最重要的管道。因此显示卡及显示器是电脑最重要的部份之一。我们在监视器上看到的图像是由很多个小点组成的，这些小点称为“像素”。在最常用的分辨率设置下，屏幕显示一百多万个像素，电脑必须决定如何处理每个像素，以便生成图像。为此，它需要一位“翻译”，负责从CPU获得二进制数据，然后将这些数据转换成人眼可以看到的图像。除非电脑的主板内置了图形功能，否则这一转换是在显卡上进行的。我们都知道，计算机是二进制的，也就是0和1，但是总不见的直接在显示器上输出0和1，所以就有了显卡，将这些0和1转换成图像显示出来。不同显卡的工作原理基本相同CPU与软件应用程序协同工作，以便将有关图像的信息发送到显卡。显卡决定如何使用屏幕上的像素来生成图像。之后，它通过线缆将这些信息发送到监视器。显卡的演变自从IBM于1981年推出第一块显卡以来，显卡已经有了很大改进。第一块显卡称为单色显示适配器，只能在黑色屏幕上显示绿色或白色文本。而现在，新型显卡的最低标准是视频图形阵列，它能显示256种颜色。通过像量子扩展图矩阵这样的高性能标准，显卡可以在最高达2040x1536像素的分辨率下显示数百万种颜色。根据二进制数据生成图像是一个很费力的过程。为了生成三维图像，显卡首先要用直线创建一个线框。然后，它对图像进行光栅化处理(填充剩余的像素)。此外，显卡还需添加明暗光线、纹理和颜色。对于快节奏的游戏，电脑每秒钟必须执行此过程约60次。如果没有显卡来执行必要的计算，则电脑将无法承担如此大的工作负荷。显卡在完成工作的时候主要靠四个部件协调来完成工作，主板连接设备，用于传输数据和供电，处理器用于决定如何处理屏幕上的每个像素，内存用于存放有关每个像素的信息以及暂时存储已完成的图像，监视器连接设备便于我们查看最终结果。显卡已经有了很多年的发展历史，它经历了长久的演进过程，也经历了多家公司的兴起与衰落。从最初简单的显示功能到如今疯狂的3D速度，显卡的面貌可谓沧海桑田。无论是

显卡常用风扇结构

显卡常用风扇结构显卡要稳定工作，一款效能出色的散热器是必不可少的，散热器在显卡上充当着一个很重要的角色，现在一般显卡上的散热都是由吸热和散热2个部分组成，吸热部分就是通过铝制或铜制的金属覆盖在核心上面，把热量迅速吸收然后传到散热片上由散热风扇把热量排走，所以散热器上风扇质量的好坏就直接影响散热效能。显卡散热很重要现在显卡市场上，很多显卡散热器都采用的是滚珠风扇（单，双滚珠这里统一称为滚珠风扇），那么何谓滚珠风扇，滚珠风扇给显卡，给用户带来什么好处，在这里介绍一下一般显卡风扇上说采用的三种风扇轴承结构。第一种是最普遍采用的含油轴承风扇，使用滑动摩擦的套筒轴承，润滑油作为润滑剂和减阻剂，初期使用时运行噪音低，制造成本也低，因此也是众多厂商最常用的风扇种类。但是这种轴承容易磨损，寿命较滚珠轴承有很大差距。而且这种轴承使用时间一长，由于油封的原因逐渐挥发，而且灰尘也会进入轴承，从而引起风扇转速变慢，噪音增大等问题，严重的还会因为轴承磨损造成风扇偏心引发剧烈震动或者风扇停转，风扇停转后极大可能造成显卡核心因温度过高而烧毁。

传统油封轴承示意图

第二种是单滚珠轴承风扇，是对传统含油轴承的改进，采用滑动摩擦和滚动摩擦混合的形式，其实就是用一个滚珠轴承搭配一个含油轴承的方式来降低双滚珠轴承的成本，它的转子与定子之间用滚珠配以润滑油进行润滑。轴承使用寿命大概是40000小时左右，使用寿命较含油轴承风扇要长。

单滚珠油封轴承示意图第三种便是成本较高的双滚珠轴承风扇，该轴承属于是比较高档的轴承，采用滚动摩擦的形式，采用了两个滚珠轴承，轴承中有数颗微小钢珠围绕轴心，当扇页或轴心转动时，钢珠即跟着转动。因为都是球体，所以摩擦力较小，且不存在漏油的问题。双滚珠轴承的优点是寿命超长，大约在60000-100000小时；抗老化性能好，适合转速较高的风扇。双滚珠轴承风扇的缺点就是成本较高，从而增加散热器乃至显卡的成本，因此并没被显卡厂商大量使用。

显卡有哪些分类

显卡有哪些分类（资料来源：中国联保网）核芯显卡核芯显卡是Intel产品新一代图形处理核心，和以往的显卡设计不同，Intel凭借其在处理器制程上的先进工艺以及新的架构设计，将图形核心与处理核心整合在同一块基板上，构成一颗完整的处理器。智能处理器架构这种设计上的整合大大缩减了处理核心、图形核心、内存及内存控制器间的数据周转时间，有效提升处理效能并大幅降低芯片组整体功耗，有助于缩小了核心组件的尺寸，为笔记本、一体机等产品的设计提供了更大选择空间。需要注意的是，核芯显卡和传统意义上的集成显卡并不相同。笔记本平台采用的图形解决方案主要有“独立”和“集成”两种，前者拥有单独的图形核心和独立的显存，能够满足复杂庞大的图形处理需求，并提供高效的视频编码应用；集成显卡则将图形核心以单独芯片的方式集成在主板上，并且动态共享部分系统内存作为显存使用，因此能够提供简单的图形处理能力，以及较为流畅的编码应用。相对于前两者，核芯显卡则将图形核心整合在处理器当中，进一步加强了图形处理的效率，并把集成显卡中的“处理器+南桥+北桥（图形核心+内存控制+显示输出）”三芯片解决方案精简为“处理器（处理核心+图形核心+内存控制）+主板芯片（显示输出）”的双芯片模式，有效降低了核心组件的整体功耗，更利于延长笔记本的续航时间。核芯显卡的优点：低功耗是核芯显卡的最主要优势，由于新的精简架构及整合设计，核芯显卡对整体能耗的控制更加优异，高效的处理性能大幅缩短了运算时间，进一步缩减了系统平台的能耗。高性能也是它的主要优势：核芯显卡拥有诸多优势技术，可以带来充足的图形处理能力，相较前一代产品其性能的进步十分明显。核芯显卡可支持DX10/DX11、SM4.0、OpenGL2.0、以及全高清Full HD MPEG2/H.264/VC- 1格式解码等技术，即将加入的性能动态调节更可大幅提升核芯显卡的处理能力，令其完全满足于普通用户的需求。核芯显卡的缺点：配置核芯显卡的CPU通常价格不高，同时低端核显难以胜任大型游戏。集成显卡集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上，与其融为一体的元件；集成显卡的显示芯片有单独的，但大部分都集成在主板的北桥芯片中；一些主板集成的显卡也在主板上单独安装了显存，但其容量较小，集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱

ATI显卡核心架构

从一开始，RV770的核心具体规格就一直是个不解之迷，其中最初消息显示为480个流处理器单元，而随着时间的推移，我们最终确定RV770核心的流处理单元达到800个之多！在核心面积和晶体管数量仅提升40%的情况下，流处理器单元居然有着2.5倍的提升，这使得即使核心频率只有625MHz的RadeonHD4850，其浮点运算效率也达到了惊人的1TeraFLOP！

虽然以ATI的说法来看，RV770拥有800个之多的流处理器单元，而即使是NVIDIA最新的旗舰GeforceGTX280也仅有240个流处理器，但我们不能理解为RV770的流处理器是GT200的数倍，因为在核心架构上两者走着完全不一样的路。

在过往，像素渲染单元和顶点渲染单元都分别负责着不同的数据渲染，比如说像素渲染单元负责着包括RGB（三原色）和这三原色的信息说明等一共四个数据的运算，而顶点渲染单元则是负责三角型顶点的XYZW坐标数据的运算，我们把这些任何一个单独的数据称为标量。因为在以前往往这两种数据都是4个标量为一组的，所以像素渲染单元和顶点渲染单元都被设计成单周期同时执行一组4标量的运算，这就是旧有的SIMD架构，SIMD架构在处理4标量为一组的矢量运算时效率非常高。但随着游戏的复杂化，一组矢量未必数量一定为4的标量，那么比如在执行只有单一标量的矢量数据时，原来的SIMD架构效率就大打折扣了。虽然近代的ATI使用了“3+1”的设计，允许一次处理4个矢量运算，或者同时处理一个3矢量运算和一个单标量运算。而NVIDIA的Geforce6和Geforce7系列则除“3+1”

外还可以提供一个额外的“2+2”类型运算来提高效率，但由于的单标量运算日益频繁，加上长久以来像素渲染与顶点渲染比重的问题，所以旧有的SIMD架构终被取缔了。到了DirectX10时代的统一渲染架构，NVIDIA采用的是全标量流处理器设计MIMD，遇到单标量处理时流处理器可以提供100%的运算效率，虽然听上去很灵活，但如果遇到传统矢量运算的话，MIMD架构的效率仍然不如SIMD。而ATI 则保持过往R580的策略，在每个流处理器里面放置更多的流处理单元，这里的更多是指由原来R580的1:3比例增加至1:5。所以RV770的800个流处理器单元，其实由10个SIMD矩阵、每个矩阵16个SIMD单元拆分所得（每个SIMD内拥有5个ALU），不过这些流处理单元不象传统的SIMD架构只支持矢量运算，其也支持标量与矢量并行运算，支持5个单独标量、2+2+1标量和1组矢量+1个标量等多种模式的同时运算。和NVIDIA不同，ATI的的流处理器频率和核心频率是保持一致的，而NVIDIA的流处理器频率则是核心频率的两倍以上，综合这些区别我们很难去换算ATI与NVIDIA在架构上的强弱，更多情况下取决于游戏设计更适合那一种架构。

显卡的结构和工作原理及发展历史与现状

显卡的结构和工作原理及发展历史与现状一、显卡的基本结构 1.线路板。目前显卡的线路板一般采用的是6层或4层PCB线路板。显卡的线路板是显卡载体，显卡上的所有元器件都是集成在这上面的，所以PCB板也影响着显卡的质量。目前显卡主要采用黄色和绿色PCB 板，而蓝色、黑色、红色等也有出现，虽然颜色并不影响性能，但它们在一定程度上会影响到显卡出厂检验时的误差率。显卡的下端有一组“金手指”（显卡接口），它可以插入主板上的显卡插槽，有 ISA/PCI/AGP等规范。为了让显卡更好地固定，显卡上需要有一块固定片；为了让显卡和显示器及电视等输入输出设备相连，各种信号输出输入接口也是必不可少的。 2.显示芯片：一般来说显卡上最大的芯片就是显示芯片，它往往被散热片和风扇遮住本来面目。作为处理数据的核心部件，显示芯片可以说是显示卡上的CPU，一般的显示卡大多采用单芯片设计，而专业显卡则往往采用多个显示芯片，比如ATI RAGE MAXX和大名鼎鼎的3dfx Voodoo5系列显卡。目前常见的显卡显示芯片主要有nVidia系列及ATI系列等等，如Geforce2 GTS，Geforce2 MX，Geforce3，ATI Radeon等。显示芯片按照功能来说主要分为“2D”（如S3 64v+）“3D”(如3dfx

Voodoo)和"2D+3D"（如Geforce MX）几种，目前流行的主要是 2D+3D的显示芯片。位（bit指的是显示芯片支持的显存数据宽度，较大的带宽可以使芯片在一个周期内传送更多的信息，从而提高显卡的性能。现在流行的显示芯片多为128位和256位，也有一小部分64位芯片显卡。“位”是显示芯片性能的一项重要指标，但我们并不能按照数字倍数简单判定速度差异。 RAMDAC（数/模转换器） RAMDAC作用是将显存中的数字信号转换成显示器能够识别的模拟信号，速度用“MHz”表示，速度越快，图像越稳定，它决定了显卡能够支持的最高刷新频率。为了降低成本，大多数厂商都将RAMDAC整合到显示芯片中，不过仍有部分高档显卡采用了独立的RAMDAC芯片。 3. 显存：显存是用来存储等待处理的图形数据信息的，显存容量决定了显卡支持的分辨率、色深。屏幕分辨率越高，屏幕上显示的像素点也越多，相应所需显存容量也较大。对于目前的3D加速卡来说，需要更多的显存来存储Z-Buffer数据或材质数据等。显存可以分为两大类：单端口显存和双端口显存。前者从显示芯片读取数据及向RAMDAC 传输数据经过同一端口，数据的读写和传输无法同时进行；后者则可以同时进行数据的读写与传输。目前主要流行的显存有SDRAM、SGRAM、DDR RAM、VRAM、WRAM等。

显卡的基本结构

教你认识显卡的基本结构(多图) 显示接口卡（Video card，Graphics card），又称为显示适配器（Video adapter），台湾与香港简称为显卡，是个人电脑最基本组成部分之一。显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动显示器，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务，对于喜欢玩游戏和从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。显卡的基本结构 1）GPU（类似于主板的CPU）全称是GraphicProcessingUnit，中文翻译为"图形处理器"。NVIDIA公司在发布GeForce256图形处理芯片时首先提出的概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬件T&L(几何转换和光照处理)、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256

位渲染引擎等，而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。GPU的生产主要由nVidia与ATI两家厂商生产。 2）显存（类似于主板的内存）显示内存的简称。顾名思义，其主要功能就是暂时将储存显示芯片要处理的数据和处理完毕的数据。图形核心的性能愈强，需要的显存也就越多。以前的显存主要是SDR的，容量也不大。而现在市面上基本采用的都是DDR3规格的，在某些高端卡上更是采用了性能更为出色的DDR4或DDR5代内存。显存主要由传统的内存制造商提供，比如三星、现代、Kingston 等。 3）显卡bios（类似于主板的bios）

A卡-N卡 GPU架构解析

为什么A卡的流处理器要比N卡多很多页脚内容1

从DX10到DX10.1再到DX11，转眼间显卡已经发展到了第四代，但实际上不管ATI还是NVIDIA，它们的新一代显卡都是在最早的DX10显卡架构基础上不断优化、改进、扩充而来的。换句话说，即便是到了DX11时代，NVIDIA与ATI的性能大战依然是G80与R600架构的延续。那么，我们就很有必要对双方的GPU图形架构进行深入研究，详细分析各自的优势与劣势，并且顺便解答网友心中的疑惑：为什么A卡的流处理器要比N卡多很多？管线的由来和传统矢量运算单元的弊端页脚内容2

● “管线”的由来——1个时钟周期4次运算在图形处理中，最常见的像素都是由RGB（红绿蓝）三种颜色构成的，加上它们共有的信息说明（Alpha），总共是4个通道。而顶点数据一般是由XYZW四个坐标构成，这样也是4个通道。在3D图形进行渲染时，其实就是改变RGBA四个通道或者XYZW四个坐标的数值。为了一次性处理1个完整的像素渲染或几何转换，GPU的像素着色单元和顶点着色单元从一开始就被设计成为同时具备4次运算能力的算数逻辑运算器（ALU）。传统像素管线/Shader示意图数据的基本单元是Scalar（标量），就是指一个单独的值，GPU的ALU进行一次这种变量操作，被称做1D标量。由于传统GPU的ALU在一个时钟周期可以同时执行4次这样的并行运算，所以ALU的操作被称做4D Vector（矢量）操作。页脚内容3

SIMD架构示意图一个矢量就是N个标量，一般来说绝大多数图形指令中N=4。所以，GPU的ALU指令发射端只有一个，但却可以同时运算4个通道的数据，这就是SIMD（Single Instruction Multiple Data，单指令多数据流）架构。 ● “管线”弊端越发明显，引入混合型设计显然，SIMD架构能够有效提升GPU的矢量处理性能，由于顶点和像素的绝大部分运算都是4D Vector，它只需要一个指令端口就能在单周期内完成4倍运算量，效率达到100%。但是4D SIMD架构一旦遇到1D标量指令时，效率就会下降到原来的1/4，3/4的模块被完全浪费。为了缓解这个问题，ATI和NVIDIA 在进入DX9时代后相继采用混合型设计，比如R300就采用了3D+1D的架构，允许Co-issue操作（矢量指令和标量指令可以并行执行），NV40以后的GPU支持2D+2D和3D+1D两种模式，虽然很大程度上缓解了标量指令执行效率低下的问题，但依然无法最大限度的发挥ALU运算能力，尤其是一旦遇上分支预测的情况，SIMD在矢量处理方面高效能的优势将会被损失殆尽。页脚内容4

显卡详细参数对比和分析(新)

显卡详细参数对比和分析影响显卡性能的参数主要有：1.流处理器、2.核心频率、3.显存位宽、4.显存类型、5.显存容量这五项。许多商家在宣传中总喜欢强调显存容量这一项，似乎显存容量越大显卡性能越好，这是十分片面的，经常会误导消费者。在笔者看来，最重要的参数应该是显存位宽。如果把显存容量比喻成一瓶水的话，那么显存位宽就相当于瓶口的大小——倘若瓶口过小，那么瓶里的水再多也是无济于事的，这也就是我们常说的瓶颈效应、木桶效应等等。换句话说，当其它参数完全相同时，256MB/128bit 显卡的性能会比512MB/64bit显卡要强的多。 GeForce GT 130M 显卡的详细参数

除了显存位宽之外，流处理器的多少也会对性能起到至关重要的作用。从GeForce 8000M系列和Radeon HD 2000系列开始，两大厂商都开始采用统一渲染架构，取代效率低下的像素渲染管线和顶点着色引擎。如果把像素渲染管线和顶点着色引擎比喻成生产线上做不同工作的两种工人的话，那么流处理器就是可以同时做这两件事的复合型人才。通过对比，我们可以清晰地看出新老两代显卡的取代关系，比如GT 130M是9600M GT 的升级版，HD 4650用于取代HD 3650等等。值得一提的是，这一次N卡的变动相对较小，内核架构没有发生变化（今后可能会将制程更新为55nm）；而A卡则大幅增加了流处理器数量，性能提升幅度十分令人期待。 3DMark06及热门游戏测试除了以上我们罗列的这些型号之外，新一代的主流移动显卡还包括GT160M、G 110M、HD 4670、HD 4570等等。以HD 4570为例，它和HD 4550的核心代号完全相同，仅仅是将核心频率从500MHz提升到675MHz而已；但需要注意的是，部分厂商可能会为这些显卡搭配频率较低的DDR2显存，这会令它们的性能降低15%~25%左右。不过我们还是欣喜地看到，大部分的新一代移动显卡都配备了GDDR3显存——或许是DDR2的库存差不多清空了，也可能是厂商听到了网友们的呼声......毕竟DDR2显存频率平均只有800MHz，而GDDR3则平均为1600MHz，对整体性能的影响是不容忽视的。

GPU架构与技术详解

GPU架构与技术详解来源: https://www.360docs.net/doc/0e6884601.html,时间: 2010-06-22 作者: apollo GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，由于在现代的计算机中（特别是家用系统，游戏的发烧友）图形的处理变得越来越重要，需要一个专门的图形的核心处理器。我们从GPU的发展历程来看看显卡GPU的架构和技术的发展。整合VCD/DVD/HD/BD解压卡在了解了CPU的发展历程之后，我们再来看看GPU的发展过程，其实GPU 很多重大改进都与CPU的技术架构相类似。比如最开始我们介绍了古老的CPU协处理器，下面再介绍一个被遗忘的产品——解压卡，资历较老的玩家应该记得。十多年前，电脑的CPU主频很低，显卡也多为2D显示用，当VCD兴起的时候，好多电脑（主频为100MHz以下）无法以软解压的方式看VCD影片，根本运行不起来! ISA接口的VCD解压卡这时，VCD解压卡就出现了，此卡板载专用的解码处理器和缓存，实现对VCD的硬解码，不需要CPU进行解码运算，所以，即使在386的电脑上也可以看VCD了。

PCI接口的DVD解压卡随后，显卡进入了3D时代，并纷纷加入支持VCD的MPEG解码，而且CPU的主频也上来了，无论CPU软解还是显卡辅助解码都可以流畅播放视频，所以VCD解压卡就退出了市场！但DVD时代来临后，分辨率提高很多，而且编码升级至MPEG2，对于CPU和显卡的解码能力提出了新的要求，此时出现了一些DVD解压卡，供老机器升级之用，但由于CPU更新换代更加频繁，性能提升很大，DVD解压卡也是昙花一现，就消失无踪了。

显卡结构与工作原理解读

显卡结构与工作原理解读显卡结构与工作原理解读 2011年03月30日学无止境，把这几年收藏的文章都晒出来，大家共享吧! 声明：早期转载的文章未标明转载敬请原谅，以后将陆续改过来，向原创者致敬！ C++ , Direct3D, OpenGL, GPU,OGRE,OSG,STL, Lua, Python, MFC, Win32 (有问题可留言，部分网页看不到图片可网页另存为到本地再打开即可看到) 痞子龙3D编程 QQ技术交流群:32103634

什么是显卡? 显卡的工作非常复杂，但其原理和部件很容易理解。在本文中，我们先来了解显卡的基本部件和它们的作用。此外，我们还将考察那些共同发挥作用以使显卡能够快速、高效工作的因素。

显示卡(videocard)是系统必备的装置，它负责将 CPU 送来的影像资料(data)处理成显示器(monitor) 可以了解的格式，再送到显示屏 (screen) 上形成影像。它是我们从电脑获取资讯最重要的管道。因此显示卡及显示器是电脑最重要的部份之一。我们在监视器上看到的图像是由很多个小点组成的，这些小点称为"像素"。在最常用的分辨率设置下，屏幕显示一百多万个像素，电脑必须决定如何处理每个像素，以便生成图像。为此，它需要一位"翻译"，负责从CPU获得二进制数据，然后将这些数据转换成人眼可以看到的图像。除非电脑的主板内置了图形功能，否则这一转换是在显卡上进行的。我们都知道，计算机是二进制的，也就是0和1，但是总不见的直接在显示器上输出0和1，所以就有了显卡，将这些0和1转换成图像显示出来。显卡的基本原理显卡的主要部件是:主板连接设备、监视器连接设备、处理器和内存。不同显卡的工作原理基本相同CPU与软件应用程序协同工作，以便将有关图像的信息发送到显卡。显卡决定如何使用屏幕上的像素来生成图像。之后，它通过线缆将这些信息发送到监视器。显卡的演变自从IBM于1981年推出第一块显卡以来，显卡已经有了很大改进。第一块显卡称为单色显示适配器(MDA)，只能在黑色屏幕上显示绿色或

显卡的结构和工作原理及发展历史与现状

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显卡的结构和工作原理及发展历史与现状一、显卡的基本结构 1.线路板。目前显卡的线路板一般采用的是6层或4层PCB线路板。显卡的线路板是显卡载体，显卡上的所有元器件都是集成在这上面的，所以PCB板也影响着显卡的质量。目前显卡主要采用黄色和绿色PCB板，而蓝色、黑色、红色等也有出现，虽然颜色并不影响性能，但它们在一定程度上会影响到显卡出厂检验时的误差率。显卡的下端有一组“金手指”（显卡接口），它可以插入主板上的显卡插槽，有ISA/PCI/AGP等规范。为了让显卡更好地固定，显卡上需要有一块固定片；为了让显卡和显示器及电视等输入输出设备相连，各种信号输出输入接口也是必不可少的。 2.显示芯片：一般来说显卡上最大的芯片就是显示芯片，它往往被散热片和风扇遮住本来面目。作为处理数据的核心部件，显示芯片可以说是显示卡上的CPU，一般的显示卡大多采用单芯片设计，而专业显卡则往往采用多个显示芯片，比如ATI RAGE MAXX和大名鼎鼎的3dfx Voodoo5系列显卡。目前常见的显卡显示芯片主要有nVidia系列及ATI系列等等，如Geforce2 GTS，Geforce2 MX，Geforce3，ATI Radeon等。显示芯片按照功能来说主要分为“2D”（如S3 64v+）“3D”(如3dfx Voodoo)和"2D+3D"（如Geforce MX）几种，目前流行的主要是2D+3D 的显示芯片。

位（bit指的是显示芯片支持的显存数据宽度，较大的带宽可以使芯片在一个周期内传送更多的信息，从而提高显卡的性能。现在流行的显示芯片多为128位和256位，也有一小部分64位芯片显卡。“位”是显示芯片性能的一项重要指标，但我们并不能按照数字倍数简单判定速度差异。 RAMDAC（数/模转换器） RAMDAC作用是将显存中的数字信号转换成显示器能够识别的模拟信号，速度用“MHz”表示，速度越快，图像越稳定，它决定了显卡能够支持的最高刷新频率。为了降低成本，大多数厂商都将RAMDAC整合到显示芯片中，不过仍有部分高档显卡采用了独立的RAMDAC芯片。 3. 显存：显存是用来存储等待处理的图形数据信息的，显存容量决定了显卡支持的分辨率、色深。屏幕分辨率越高，屏幕上显示的像素点也越多，相应所需显存容量也较大。对于目前的3D加速卡来说，需要更多的显存来存储Z-Buffer数据或材质数据等。显存可以分为两大类：单端口显存和双端口显存。前者从显示芯片读取数据及向RAMDAC传输数据经过同一端口，数据的读写和传输无法同时进行；后者则可以同时进行数据的读写与传输。目前主要流行的显存有SDRAM、SGRAM、DDR RAM、VRAM、WRAM等。 4. 电容电阻：显卡采用的常见的电容类型有电解电容，钽电容等，前者发热量较大，特别是一些伪劣电解电容更是如此，它们对显卡性能影响较大，故许多名牌显卡纷纷抛弃直立的电解电容，而采用小巧的钽电容来获得性能上

显卡的构成

显卡的构成显卡的基本构成 GPU 全称是Graphic Processing Unit，中文翻译为"图形处理器"。NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬件T&l、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&l技术可以说是GPU的标志。显示卡显示卡（Display Card）的基本作用就是控制计算机的图形输出，由显示卡连接显示器，我们才能够在显示屏幕上看到图象，显示卡有显示芯片、显示内存、RAMDAC等组成，这些组件决定了计算机屏幕上的输出，包括屏幕画面显示的速度、颜色，以及显示分辨率。显示卡从早期的单色显示卡、彩色显示卡、加强型绘图显示卡，一直到VGA(Video Graphic Array)显示绘图数组，都是由IBM主导显示卡的规格。VGA在文字模式下为720*400分辨率，在绘图模式下为640*480*16色，或320*200*256色，而此256色显示模式即成为后来显示卡的共同标准，因此我们通称显示卡为VGA。而后来各家显示芯片厂商更致力将VGA的显示能力再提升，而有SVGA（SuperVGA）、XGA（eXtended Graphic Array）等名词出现，近年来显示芯片厂商更将3D功能与VGA整合在一起，即成为我们目前所贯称的3D加速卡，3D绘图显示卡。像素填充率像素填充率的最大值为3D时钟乘以渲染途径的数量。如NVIDIA的GeForce 2 GTS芯片，核心频率为200 MH z，4条渲染管道，每条渲染管道包含2个纹理单元。那么它的填充率就为4x2像素x2亿/秒=16亿像素/秒。这里的像素组成了我们在显示屏上看到的画面，在800x600分辨率下一共就有800x600=480，000个像素，以此类推1024x768分辨率就有1024x768=786，432个像素。我们在玩游戏和用一些图形软件常设置分辨率，当分辨率越高时显示芯片就会渲染更多的像素，因此填充率的大小对衡量一块显卡的性能有重要的意义。刚才我们计算了GTS的填充率为16亿像素/秒，下面我们看看MX200。它的标准核心频率为175，渲染管道只有2条，那么它的填充率为2x2 像素x1.75亿/秒=7亿像素/秒，这是它比GTS的性能相差一半的一个重要原因。

显卡的结构及工作原理

显卡的结构及工作原理显卡的结构和工作原理显卡是目前大家最为关注的电脑配件之一了，他的性能好坏直接关系到显示性能的好坏及图像表现力的优劣等等。然而许多初学者对显卡这个东西并不是十分了解的，下面笔者搜集了一批资料并以图解的形式对显卡结构做一简单的介绍，希望你看后能对显卡有一定的了解。显卡的基本结构显卡的主要部件包括:显示芯片，显示内存，RAMDAC等。显示芯片:一般来说显卡上最大的芯片就是显示芯片，显示芯片的质量高低直接决定了显示卡的优劣，作为处理数据的核心部件，显示芯片可以说是显示卡上的CPU，一般的显示卡大多采用单芯片设计，而专业显卡则往往采用多个显示芯片。由于3D浪潮席卷全球，很多厂家已经开始在非专业显卡上采用多芯片的制造技术，以求全面提高显卡速度和档次。显示内存:与系统主内存一样，显示内存同样也是用来进行数据存放的，不过储存的只是图像数据而已，我们都知道主内存容量越大，存储数据速度就越快，整机性能就越高。同样道理，显存的大小也直接决定了显卡的整体性能，显存容量越大，分辨率就越高。一：结构--全面了解显示卡(一) 一.图解显示卡。 1.线路板。显卡的线路板是显卡的母体，显卡上的所有元器件必须以此为生。目前显卡的线路板一般采用的是6层PCB线路板或4层PCB线路板，如果再薄，那么这款显卡的性能及稳定性将大打折扣。另外，大家可看见显卡的下面有一组“金手指”（显示卡接口），它有ISA/PCI/AGP等规范，它是用来将显卡插入主板上的显卡插槽内的。当然，为了让显卡和主机更好的固定，显卡上需要有一块固定片；为了让显卡和显示器及电视等输入输出设备相连，各种信号输出输入接口也是必不可少的。 2.显卡上常见的元器件。现在的显卡随着技术上的进步，其采用的元器件是越来越少越来越小巧。下面我们给大家介绍几种显卡上常见的元器件。 a.主芯片：主芯片是显示卡的灵魂。可以说采用何种主显示芯片便决定了这款显示卡性能上的高低。目前常见的显卡主芯片主要有nVidia系列及ATI系列等等，如Geforce2 GTS，Geforce2 MX，Geforce3，ATI Radeon等。此外，由于现在的显卡频率越来越高工作时发热量也越来越大，许多厂家在显卡出厂家已给其加上了一个散热风扇。 b.显存：显存也是必不可少的。现在的显卡一般采用的是SDRAM，SGRAM，DDR 三种类别的显存，以前常见的EDO等类别的显存已趋淘汰。它们的差别是--SGRAM 显存芯片四面皆有焊脚，SDRAM显存只有两边有焊脚，而DDR显存除了芯片表面标记和前两者不同外，那就是芯片厚度要比前两者明显薄。

NVIDIA显卡架构简介

An Introduction to
Modern GPU Architecture
Ashu Rege
Director of Developer Technology

Agenda
? Evolution of GPUs ? Computing Revolution ? Stream Processing ? Architecture details of modern GPUs

Evolution of GPUs

Evolution of GPUs (1995-1999)
? 1995 – NV1 ? 1997 – Riva 128 (NV3), DX3 ? 1998 – Riva TNT (NV4), DX5
? 32 bit color, 24 bit Z, 8 bit stencil ? Dual texture, bilinear filtering ? 2 pixels per clock (ppc)
Virtua Fighter
(SEGA Corporation)
? 1999 – Riva TNT2 (NV5), DX6
? ? ? ? Faster TNT 128b memory interface 32 MB memory The chip that would not die ?
NV1 50K triangles/sec 1M pixel ops/sec 1M transistors
16-bit color Nearest filtering
1995