电脑硬件资料大全显卡篇.docx

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电脑硬件资料大全显卡篇

五/显卡篇

1/适用类型

台式机显卡—普通显卡

　　普通显卡就是普通台式机内所采用的显卡产品，也就是DIY市场内最为常见的显卡产品。

之所以叫它普通显卡是相对于应用于图形工作站上的专业显卡产品而言的，。

普通显卡更多注重于民用级应用，更强调的是在用户能接受的价位下提供更强大的娱乐、办公、游戏、多媒体等方面的性能；而专业显卡则强调的是强大的性能、稳定性、绘图的精确等方面。

目前设计制造普通显卡显示芯片的厂家主要有NVIDIA、ATI、SIS等，但主流的产品都是采用NVIDIA、ATI的显示芯片。

工作站显卡—专业显示卡

　　专业显示卡是指应用于图形工作站上的显示卡，它是图形工作站的核心。

从某种程度上来说，在图形工作站上它的重要性甚至超过了CPU。

与针对游戏、娱乐和办公市场为主的消费类显卡相比，专业显示卡主要针对的是三维动画软件（如3DSMax、Maya、Softimage|3D等）、渲染软件（如LightScape、3DSVIZ等）、CAD软件（如AutoCAD、Pro/Engineer、Unigraphics、SolidWorks等）、模型设计（如Rhino）以及部分科学应用等专业应用市场。

专业显卡针对这些专业图形图像软件进行必要的优化，都有着极佳的兼容性。

　　普通家用显卡主要针对Direct3D加速，而专业显示卡则是针对OpenGL来加速的。

OpenGL（OpenGraphicsLibrary开放图形库）是目前科学和工程绘图领域无可争辩的图形技术标准。

OpenGL最初由SGI公司提出，在Win95、98及WindowsNT/Windows2000中均得到支持。

OpenGL注重于快速绘制2D和3D物体用于CAD、仿真、科学应用可视化和照片级真实感的游戏视景中。

它是一个开放的三维图形软件包，它独立于窗口系统和操作系统，能十分方便地在各平台间移植，它具有开放性、独立性和兼容性三大特点。

　　专业显示卡在多边形产生速度或是像素填充率等指标上都要优于普通显卡，同时在调整驱动程序以及提供绘图的精确性方面也要强很多。

与普通显卡注重的生产成本不同，专业显卡更强调性能以及稳定性，而且受限于用户群体较少，产量很小，因此专业显卡的价格都极为昂贵，不是普通用户所能承受的。

　　目前专业显卡厂商有3DLabs、NVIDIA和ATI等几家公司，3DLabs公司主要有“强氧（OXYGEN）”和“野猫（Wildcat）”两个系列的产品，是一家专注于设计、制造专业显卡的厂家。

NVIDIA公司一直在家用显卡市场的中坚力量，专业显卡领域是近几年才开始涉足，但凭借其雄厚的技术力量，其Quadro系列显卡在专业市场也取得了很大的成功。

ATI公司同样也是涉足专业显卡时间不长，它是在收购了原来“帝盟（DIAMOND）”公司的FireGL分部后，才开始推出自己的专业显卡，目前FireGL同样也有不俗的表现。

市场还有艾尔莎、丽台等公司也在生产专业显卡，但其并不自主开发显示芯片，而都采用上面三家公司的显示芯片，生产自有品牌的专业显卡。

2/接口类型

　　接口类型是指显卡与主板连接所采用的接口种类。

显卡的接口决定着显卡与系统之间数据传输的最大带宽，也就是瞬间所能传输的最大数据量。

不同的接口决定着主板是否能够使用此显卡，只有在主板上有相应接口的情况下，显卡才能使用，并且不同的接口能为显卡带来不同的性能。

目前各种3D游戏和软件对显卡的要求越来越高，主板和显卡之间需要交换的数据量也越来越大，过去的显卡接口早已不能满足这样大量的数据交换，因此通常主板上都带有专门插显卡的插槽。

假如显卡接口的传输速度不能满足显卡的需求，显卡的性能就会受到巨大的限制，再好的显卡也无法发挥。

显卡发展至今主要出现过ISA、PCI、AGP、PCIExpress等几种接口，所能提供的数据带宽依次增加。

其中2004年推出的PCIExpress接口已经成为主流，以解决显卡与系统数据传输的瓶颈问题，而ISA、PCI接口的显卡已经基本被淘汰。

详见主板篇。

3/最大分辨率

显卡的最大分辨率是指显卡在显示器上所能描绘的像素点的数量。

大家知道显示器上显示的画面是一个个的像素点构成的，而这些像素点的所有数据都是由显卡提供的，最大分辨率就是表示显卡输出给显示器，并能在显示器上描绘像素点的数量。

分辨率越大，所能显示的图像的像素点就越多，并且能显示更多的细节，当然也就越清晰。

最大分辨率在一定程度上跟显存有着直接关系，因为这些像素点的数据最初都要存储于显存内，因此显存容量会影响到最大分辨率。

在早期显卡的显存容量只具有512KB、1MB、2MB等极小容量时，显存容量确实是最大分辨率的一个瓶颈；但目前主流显卡的显存容量，就连64MB也已经被淘汰，主流的娱乐级显卡已经是128MB、256MB或512MB，某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存，在这样的情况下，显存容量早已经不再是影响最大分辨率的因素，之所以需要这么大容量的显存，不过就是因为现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储更多的数据罢了。

现在决定最大分辨率的其实是显卡的RAMDAC频率，目前所有主流显卡的RAMDAC都达到了400MHz，至少都能达到2048x1536的最大分辨率，而最新一代显卡的最大分辨率更是高达2560x1600了。

另外，显卡能输出的最大显示分辨率并不代表自己的电脑就能达到这么高的分辨率，还必须有足够强大的显示器配套才可以实现，也就是说，还需要显示器的最大分辨率与显卡的最大分辨率相匹配才能实现。

例如要实现2048x1536的分辨率，除了显卡要支持之外，还需要显示器也要支持。

而CRT显示器的最大分辨率主要是由其带宽所决定，而液晶显示器的最大分辨率则主要由其面板所决定。

目前主流的显示器，17英寸的CRT其最大分辨率一般只有1600x1200，17英寸和19英寸的液晶则只有1280x1024，所以目前在普通电脑系统上最大分辨率的瓶颈不是显卡而是显示器。

要实现2048x1536甚至2560x1600的最大分辨率，只有借助于专业级的大屏幕高档显示器才能实现，例如DELL的30英寸液晶显示器就能实现2560x1600的超高分辨率。

4/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和高档显卡的512MB，某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存了。

在显卡最大分辨率方面，最大分辨率在一定程度上跟显存有着直接关系，因为这些像素点的数据最初都要存储于显存内，因此显存容量会影响到最大分辨率。

在早期显卡的显存容量只具有512KB、1MB、2MB等极小容量时，显存容量确实是最大分辨率的一个瓶颈；但目前主流显卡的显存容量，就连64MB也已经被淘汰，主流的娱乐级显卡已经是128MB、256MB或512MB，某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存，在这样的情况下，显存容量早已经不再是影响最大分辨率的因素。

在显卡性能方面，随着显示芯片的处理能力越来越强大，特别是现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储的数据也越来越多，所需要的显存容量也是越来越大，显存容量在一定程度上也会影响到显卡的性能。

例如在显示核心足够强劲而显存容量比较小的情况下，却有大量的大纹理贴图数据需要存放，如果显存的容量不足以存放这些数据，那么显示核心在某些时间就只有闲置以等待这些数据处理完毕，这就影响了显示核心性能的发挥从而也就影响到了显卡的性能。

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。

例如市售的某些配备了512MB大容量显存的Radeon9550显卡在显卡性能方面与128MB显存的Radeon9550显卡在核心频率和显存频率等参数都相同时是完全一样的，因为Radeon9550显示核心相对低下的处理能力决定了其配备大容量显存其实是没有任何意义的，而大容量的显存反而还带来了购买成本提高的问题。

5/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。

6/显示芯片制作工艺

　　显示芯片的制造工艺与CPU一样，也是用微米来衡量其加工精度的。

制造工艺的提高，意味着显示芯片的体积将更小、集成度更高，可以容纳更多的晶体管，性能会更加强大，功耗也会降低。

　　和中央处理器一样，显示卡的核心芯片，也是在硅晶片上制成的。

采用更高的制造工艺，对于显示核心频率和显示卡集成度的提高都是至关重要的。

而且重要的是制程工艺的提高可以有效的降低显卡芯片的生产成本。

目前的显示芯片制造商中，NVIDIA公司已全面采用了0.13微米的制造工艺，就是其FX5900显示核心之所以能集成一亿两千五百万个晶体管的根本原因。

而ATI公司主要还是在使用0.15微米的制造工艺，比如其高端的镭9800XT和镭9800Pro显卡，部分产品采用更先进的0.13微米制造工艺，比如其镭9600显卡。

　　微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断改进，使得器件的特征尺寸不断缩小，从而集成度不断提高，功耗降低，器件性能得到提高。

显示芯片制造工艺在1995年以后，从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.11微米一直发展到目前最新的90纳米，而未来则会以80纳米作为一个过渡，然后进一步发展到65纳米。

总的说来，显示芯片在制造工艺方面基本上总是要落后于CPU的制造工艺一个时代，例如CPU采用0.13微米工艺时显示芯片还在采用0.18微米工艺和0.15微米工艺，CPU采用90纳米工艺时显示芯片则还在使用0.13微米工艺和0.11微米工艺，而现在CPU已经采用65纳米工艺了而显示芯片则刚进入90纳米工艺。

　　提高显示芯片的制造工艺具有重大的意义，因为更先进的制造工艺会在显示芯片内部集成更多的晶体管，使显示芯片实现更高的性能、支持更多的特效；更先进的制造工艺会使显示芯片的核心面积进一步减小，也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的显示芯片产品，直接降低了显示芯片的产品成本，从而最终会降低显卡的销售价格使广大消费者得利；更先进的制造工艺还会减少显示芯片的功耗，从而减少其发热量，解决显示芯片核心频率提升的障碍.....显示芯片自身的发展历史也充分的说明了这一点，先进的制造工艺使显卡的性能和支持的特效不断增强，而价格则不断下滑，例如售价为1500左右的中端显卡GeForce7600GT其性能就足以击败上一代售价为5000元左右的顶级显卡GeForce6800Ultra。

　　采用更低制造工艺的显示芯片也不是一定代表有更高的性能，因为显示芯片设计思路也各不同相同，并不能单纯已制造工艺来衡量其性能。

最明显的就是NVDIVA的GeForceFX5950和ATI的Radeon9800XT，9800XT采用0.15微米制造工艺，而FX5950采用更为先进的0.13微米制造工艺，但在性能表现上，Radeon9800XT则要略胜一筹。

7/显示芯片位宽

　　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。

目前已推出最大显示芯片位宽是512位，那是由Matrox（幻日）公司推出的Parhelia-512显卡，这是世界上第一颗具有512位宽的显示芯片。

而目前市场中所有的主流显示芯片，包括NVIDIA公司的GeForce系列显卡，ATI公司的Radeon系列等，全部都采用256位的位宽。

这两家目前世界上最大的显示芯片制造公司也将在未来几年内采用512位宽。

　　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。

8/显存位宽

　　显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数，位数越大则瞬间所能传输的数据量越大，这是显存的重要参数之一。

目前市场上的显存位宽有64位、128位和256位三种，人们习惯上叫的64位显卡、128位显卡和256位显卡就是指其相应的显存位宽。

显存位宽越高，性能越好价格也就越高，因此256位宽的显存更多应用于高端显卡，而主流显卡基本都采用128位显存。

　　大家知道显存带宽＝显存频率X显存位宽/8，那么在显存频率相当的情况下，显存位宽将决定显存带宽的大小。

比如说同样显存频率为500MHz的128位和256位显存，那么它俩的显存带宽将分别为：

128位＝500MHz*128∕8=8GB/s，而256位＝500MHz*256∕8=16GB/s，是128位的2倍，可见显存位宽在显存数据中的重要性。

　　显卡的显存是由一块块的显存芯片构成的，显存总位宽同样也是由显存颗粒的位宽组成，。

显存位宽＝显存颗粒位宽×显存颗粒数。

显存颗粒上都带有相关厂家的内存编号，可以去网上查找其编号，就能了解其位宽，再乘以显存颗粒数，就能得到显卡的位宽。

这是最为准确的方法，但施行起来较为麻烦。

9/显存时钟周期

　　显存时钟周期就是显存时钟脉冲的重复周期，它是作为衡量显存速度的重要指标。

显存速度越快，单位时间交换的数据量也就越大，在同等情况下显卡性能将会得到明显提升。

显存的时钟周期一般以ns（纳秒）为单位，工作频率以MHz为单位。

显存时钟周期跟工作频率一一对应，它们之间的关系为:

工作频率＝1÷时钟周期×1000。

那么显存频率为166MHz，那么它的时钟周期为1÷166×1000＝6ns。

对于DDRSDRAM或者DDR2、DDR3显存来说，描述其工作频率时用的是等效输出频率。

因为能在时钟周期的上升沿和下降沿都能传送数据，所以在工作频率和数据位宽度相同的情况下，显存带宽是SDRAM的两倍。

换句话说，在显存时钟周期相同的情况下，DDRSDRAM显存的等效输出频率是SDRAM显存的两倍。

例如，5ns的SDRAM显存的工作频率为200MHz，而5ns的DDRSDRAM或者DDR2、DDR3显存的等效工作频率就是400MHz。

常见显存时钟周期有5ns、4ns、3.8ns、3.6ns、3.3ns、2.8ns、2.0ns、1.6ns、1.1ns，甚至更低。

10/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，但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。

比如9600PRO的核心频率达到了400MHz，要比9800PRO的380MHz高，但在性能上9800PRO绝对要强于9600PRO。

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。

11/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和高档显卡的512MB，某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存了。

在显卡最大分辨率方面，最大分辨率在一定程度上跟显存有着直接关系，因为这些像素点的数据最初都要存储于显存内，因此显存容量会影响到最大分辨率。

在早期显卡的显存容量只具有512KB、1MB、2MB等极小容量时，显存容量确实是最大分辨率的一个瓶颈；但目前主流显卡的显存容量，就连64MB也已经被淘汰，主流的娱乐级显卡已经是128MB、256MB或512MB，某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存，在这样的情况下，显存容量早已经不再是影响最大分辨率的因素。

在显卡性能方面，随着显示芯片的处理能力越来越强大，特别是现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储的数据也越来越多，所需要的显存容量也是越来越大，显存容量在一定程度上也会影响到显卡的性能。

例如在显示核心足够强劲而显存容量比较小的情况下，却有大量的大纹理贴图数据需要存放，如果显存的容量不足以存放这些数据，那么显示核心在某些时间就只有闲置以等待这些数据处理完毕，这就影响了显示核心性能的发挥从而也就影响到了显卡的性能。

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。

例如市售的某些配备了512MB大容量显存的Radeon9550显卡在显卡性能方面与128MB显存的Radeon9550显卡在核心频率和显存频率等参数都相同时是完全一样的，因为Radeon9550显示核心相对低下的处理能力决定了其配备大容量显存其实是没有任何意义的，而大容量的显存反而还带来了购买成本提高的问题。

12/显存频率

　　显存频率是指默认情况下，该显存在显卡上工作时的频率，以MHz（兆赫兹）为单位。

显存频率一定程度上反应着该显存的速度。

显存频率随着显存的类型、性能的不同而不同，SDRAM显存一般都工作在较低的频率上，一般就是133MHz和166MHz，此种频率早已无法满足现在显卡的需求。

DDRSDRAM显存则能提供较高的显存频率，主要在中低端显卡上使用，DDR2显存由于成本高并且性能一般，因此使用量不大。

DDR3显存是目前高端显卡采用最为广泛的显存类型。

不同显存能提供的显存频率也差异很大，主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等，高端产品中还有800MHz、1200MHz、1600MHz，甚至更高。

　　显存频率与显存时钟周期是相关的，二者成倒数关系，也就是显存频率＝1/显存时钟周期。

如果是SDRAM显存，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166MHz。

而对于DDRSDRAM或者DDR2、DDR3，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166MHz，但要了解的是这是DDRSDRAM的实际频率，而不是我们平时所说的DDR显存频率。

因为DDR在时钟上升期和下降期都进行数据传输，其一个周期传输两次数据，相当于SDRAM频率的二倍。

习惯上称呼的DDR频率是其等效频率，是在其实际工作频率上乘以2，就得到了等效频率。

因此6ns的DDR显存，其显存频率为1/6ns*2=333MHz。

具体情况可以看下边关于各种显存的介绍。

　　但要明白的是显卡制造时，厂商设定了显存实际工作频率，而实际工作频率不一定等于显存最大频率。

此类情况现在较为常见，如显存最大能工作在650MHz，而制造时显卡工作频率被设定为550MHz，此时显存就存在一定的超频空间。

这也就是目前厂商惯用的方法，显卡以超频为卖点。

此外，用于显卡的显存，虽然和主板用的内存同样叫DDR、DDR2甚至DDR3，但是由于规范参数差异较大，不能通用，因此也可以称显存为GDDR、GDDR2、GDDR3。

13/显存带宽

　　显存带宽是指显示芯片与显存之间的数据传输速率，它以字节/秒为单位。

显存带宽是决定显卡性能和速度最重要的因素之一。

要得到精细（高分辨率）、色彩逼真（32位真彩）、流畅（高刷新速度）的3D画面，就必须要求显卡具有大显存带宽。

目前显示芯片的性能已达到很高的程度，其处理能力是很强的，只有大显存带宽才能保障其足够的数据输入和输出。

随着多媒体、3D游戏对硬件的要求越来越高，在高分辨率、32位真彩和高刷新率的3D画面面前，相对于GPU，较低的显存带宽已经成为制约显卡性能的瓶颈。

显存带宽是目前决定显卡图形性能和速度的重要因素之一。

　　显存带宽的计算公式为：

显存带宽＝工作频率×显存位宽/8。

目前大多中低端的显卡都能提供6.4GB/s、8.0GB/s的显存带宽，而对于高端的显卡产品则提供超过20GB/s的显存带宽。

在条件允许的情况下，尽可能购买显存带宽大的显卡，这是一个选择的关键。

14/显存类型

　　显存是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。

　　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。

　　显卡的工作原理是：

在显卡开始工作（图形渲染建模）前，通常是把所需要的材质和纹理数据传送到显存里面，开始工作时候（进行建模渲染），这些数据通过AGP总线进行传输，显示芯片将通过AGP总线提取存储在显存里面的数据，除了建模渲染数据外还有大量的顶点数据和工作指令流需要进行交换，这些数据通过RAMDAC转换为模拟信号输出到显示端，最终就是我们看见的图像。

　　显示芯片性能的日益提高，其数据处理能力越来越强，使得显存数据传输量和传输率也要求越来越高，显卡对显存的要求也更高。

对于现在的显卡来说，显存是承担大量的三维运算所需的多边形顶点数据以及作为海量三维函数的运算的主要载体，这时显存的交换量的大小，速度的快慢