显卡知识大课堂

显卡知识大课堂显卡显卡全称显示接口卡(Video card，Graphics card)，又称为显示适配器(Video adapter)，显示器配置卡简称为显卡，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，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。

●显卡工作原理数据(data) 一旦离开CPU，必须通过4个步骤，最后才会到达显示屏：1、从总线(bus)进入GPU (Graphics Processing Unit，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 video chipset(显卡芯片组)进入video RAM(显存)：将芯片处理完的数据送到显存。

3、从显存进入Digital Analog Converter (= RAM DAC，随机读写存储模—数模转换器)：将显示显存读取出数据再送到RAM DAC进行数据转换的工作(数字信号转模拟信号)。

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(video performance) 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。

●显卡基本结构显卡主要由显示芯片(GPU)、显存、PCB板(包括供电及其他集成电路元件)、显卡BIOS 组成。

集成显卡集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上，与主板融为一体;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，不能对显卡进行硬件升级，但可以通过CMOS调节频率或刷入新BIOS文件实现软件升级来挖掘显示芯片的潜能。

独立显卡独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上，自成一体而作为一块独立的板卡存在，它需占用主板的扩展插槽(ISA、PCI、AGP或PCI-E)。

Tips：如何查看显卡参数？通过业界通用的GPU-Z软件，我们可以直观的看到显卡的一些主要的规格参数：GPU-Z下载地址：/gpuz/通过上图对比我们可以发现主要的显卡规格参数有很多，其实重要的就只有其中几个，大家针对这几个重要参数进行显卡的全面认识（可以参照《识别显卡教程》），其他的非重点参数我们简单了解就行了。

●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。

GPU其实就是拿来处理图形的显卡的中央处理器(CPU)，我们知道电脑的性能很大程度取决于CPU，当然显卡的性能也是同样道理，CPU有双核乃至四核、六核的概念，而显卡方面一般非专业显卡最多是双核心的版本，当然核心越多性能越强劲，功耗也越大。

●显示芯片显示芯片是显卡的核心芯片，它的性能好坏直接决定了显卡性能的好坏，它的主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。

显示主芯片的性能直接决定了显示卡性能的高低。

不同的显示芯片，不论从内部结构还是其性能，都存在着差异，而其价格差别也很大。

显示芯片在显卡中的地位，就相当于电脑中CPU的地位，是整个显卡的核心。

因为显示芯片的复杂性，目前设计、制造显示芯片的厂家只有NVIDIA、ATI、SIS、3DLabs等公司。

家用娱乐性显卡都采用单芯片设计的显示芯片，而在部分专业的工作站显卡上有采用多个显示芯片组合的方式。

核心频率显卡的核心频率是指显示核心的工作频率，其工作频率在一定程度上可以反映出显示核心的性能。

核心频率就像CPU的主频一样，但并不是越高就越好，比如奔四就比酷睿i3的要高，但实际性能差很多。

另外显卡的性能是由核心频率、显存、像素管线、像素填充率等等多方面的情况所决定的，因此在显示核心不同的情况下，核心频率高并不代表此显卡性能强劲。

在同样级别的芯片中，核心频率高的则性能要强一些，提高核心频率就是显卡超频的方法之一。

显示芯片主流的只有ATI和NVIDIA两家，两家都提供显示核心给第三方的厂商，在同样的显示核心下，部分厂商会适当提高其产品的显示核心频率，使其工作在高于显示核心固定的频率上以达到更高的性能。

核心位宽显示芯片位宽是指显示芯片内部数据总线的位宽，也就是显示芯片内部所采用的数据传输位数，目前主流的显示芯片基本都采用了256位的位宽，采用更大的位宽意味着在数据传输速度不变的情况，瞬间所能传输的数据量越大。

就好比是不同口径的阀门，在水流速度一定的情况下，口径大的能提供更大的出水量。

显示芯片位宽就是显示芯片内部总线的带宽，带宽越大，可以提供的计算能力和数据吞吐能力也越快，是决定显示芯片级别的重要数据之一。

显示芯片位宽增加并不代表该芯片性能更强，因为显示芯片集成度相当高，设计、制造都需要很高的技术能力，单纯的强调显示芯片位宽并没有多大意义，只有在其它部件、芯片设计、制造工艺等方面都完全配合的情况下，显示芯片位宽的作用才能得到体现。

流处理器(SP单元)SP(Stream Processor，流处理器)单元是NVIDIA对其统一架构GPU内通用标量着色器的称谓。

S P单元是全新的全能渲染单元，由以前的顶点着色器和像素着色器结合而成的新一代显卡核心架构，是继Pixel Pipelines(像素管线)和Vertex Pipelines(顶点管线)之后新一代的显卡渲染技术指标。

SP单元既可以完成VS(Vertex Shader，顶点着色器)运算，也可以完成PS(Pixel Shader，像素着色器)运算，而且可以根据需要组成任意VS/PS比例，从而给开发者更广阔的发挥空间。

简而言之，过去按照固定的比例组成的渲染管线/顶点单元渲染模式如今被SP单元组成的任意比例渲染管线/顶点单元渲染模式替代。

SP单元是组成渲染管线的一部分，一条完整的渲染管线包括流处理器和纹理贴图处理器。

这是DirectX 10引入的新概念统一渲染架构(DirectX 10在XP上还不能装，但是一些软件有这功能)。

采用统一渲染架构能有效而充分的利用显卡闲置资源，不再需要上一代显卡依靠渲染管线执行命令排队并逐个执行。

N vidia GeForce 8800GTX是世界上第一块支持DirectX 10的PC桌面显卡，核心代号G80，同时也是结束显卡管线概念的第一块线卡，引入新的SP单元的概念，是显卡发展史上一次重大的革新。

SP单元直接影响处理能力，因为SP单元是显卡的核心，也可称作大脑。

SP单元个数越多则处理能力越强，一般成正比关系，但这仅限于NVIDIA自家的核心或者AMD自家的核心比较范畴。

NVIDIA和AMD的SP单元比较可采取近似比较，即NVIDIA的1个SP单元相当于AMD的4个SP单元(随着发展可能会有所不同)。

流处理器直接将多媒体的图形数据流映射到流处理器上进行处理，有可编程和不可编程两种。

世面上年公布的名为Cheops中的流处理器，是针对某一个特定的视频处理功能而设计的一种不可编程的流处理器。

但为了得到一定的灵活性，系统中也包含一个通用的可编程处理器。

从1996年到2001年，MIT和Standford针对图像处理的应用，研制了名为Imagine 的可编程流处理器。

Imagine流处理器没有采用Cache，而是采用一个SRF(Stream Register File，流寄存器文件)，作为流(主)存储器与处理器寄存器之间的缓冲存储器，来解决存储器带宽问题的。

流存储器与SRF之间的带宽是2GB/s，SRF与处理器寄存器之间的带宽是32GB/s，ALU Cluster(ALU簇)内寄存器与ALU之间的带宽是544GB/s，三种带宽的比例关系为1:16:272。

显存显存全称显卡内存，和我们计算机里的内存功能基本相同。

其主要功能是用于负责存储显示芯片所处理的各种数据，其容量越大贴图精度也会越高，因而从某种意义上来讲显存增大性能也会得到显著提升。

显存，也被叫做帧缓存，它的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。

如同计算机的内存一样，显存是用来存储要处理的图形信息的部件。

我们在显示屏上看到的画面是由一个个的像素点构成的，而每个像素点都以4至32甚至64位的数据来控制它的亮度和色彩，这些数据必须通过显存来保存，再交由显示芯片和CPU调配，最后把运算结果转化为图形输出到显示器上。

显存和主板内存一样，执行存贮的功能，但它存贮的对像是显卡输出到显示器上的每个像素的信息。

显存是显卡非常重要的组成部分，显示芯片处理完数据后会将数据保存到显存中，然后由RAMDAC（数模转换器）从显存中读取出数据并将数字信号转换为模拟信号，最后由屏幕显示出来。

显存类型显存是主板上显卡上的关键核心部件之一，它的优劣和容量大小会直接关系到显卡的最终性能表现。

可以说显示芯片决定了显卡所能提供的功能和其基本性能，而显卡性能的发挥则很大程度上取决于显存。

无论显示芯片的性能如何出众，最终其性能都要通过配套的显存来发挥。

从早期的EDORAM、MDRAM、SDRAM、SGRAM、VRAM、DDR3等到今天广泛采用的GDDR5显存经历了很多代的进步，越新的显存类型意味着更新的制造工艺。

显存容量显存容量是显卡上本地显存的容量数，这是选择显卡的关键参数之一。

显存容量的大小决定着显存临时存储数据的能力，在一定程度上也会影响显卡的性能。

显存容量也是随着显卡的发展而逐步增大的，并且有越来越增大的趋势。

显存容量从早期的512KB、1MB、2MB 等极小容量，发展到8MB、12MB、16MB、32MB、64MB，一直到目前主流的128MB、256MB、512MB和高档显卡的1GB，某些专业显卡甚至已经具有8GB甚至更大的显存了。

值得注意的是，显存容量越大并不一定意味着显卡的性能就越高，因为决定显卡性能的三要素首先是其所采用的显示芯片，其次是显存带宽(这取决于显存位宽和显存频率)，最后才是显存容量。

一款显卡究竟应该配备多大的显存容量才合适是由其所采用的显示芯片所决定的，也就是说显存容量应该与显示核心的性能相匹配才合理，显示芯片性能越高由于其处理能力越高所配备的显存容量相应也应该越大，而低性能的显示芯片配备大容量显存对其性能是没有任何帮助的。