什么是显卡工作原理及模式


[IT搜购网 原创] 2019-08-12 10:43:37 编辑:

工作原理及模式

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显卡是插在主板上的扩展槽里的(现在一般是PCI-E插槽,此前还有AGPPCIISA等插槽)。它主要负责把主机向显示器发出的显示信号转化为一般电器信号,使得显示器能明白个人计算机在让它做什么。显卡的主要芯片叫“显示芯片”(Video chipset,也叫GPUVPU,图形处理器或视觉处理器),是显卡的主要处理单元。显卡上也有和计算机存储器相似的存储器,称为“显示存储器”,简称显存 [1] 
早期的显卡只是单纯意义的显卡,只起到信号转换的作用;目前我们一般使用的显卡都带有3D画面运算和图形加速功能,所以也叫做“图形加速卡”或“3D加速卡”。PC上最早的显卡是IBM在1981年推出的5150个人计算机上所搭载的MDACGA两款2D加速卡。
显卡通常由总线接口、PCB板、显示芯片、显存、RAMDACVGA BIOS、VGA功能插针、D-sub插座及其他外围组件构成,现在的显卡大多还具有VGADVI显示器接口或者HDMI接口及S-Video端子和Display Port接口。

总线接口类型

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ISA显卡

ISA显卡是以前最普遍使用的VGA显示器所能支持的古老显卡。

VESA显卡

VESA是“VideoElectronicStandardsAssociation”(视频电子工程标准协会)的缩写,由多家计算机芯片制造商于1989年联合创立。1994年底,VESA发表了64位架构的“VESA Local Bus”标准,80486的个人计算机大多采用这一标准的显卡。

PCI显卡

PCI(Peripheral Component Interconnect)显卡,通常被使用于较早期或精简型的计算机中,此类计算机由于将AGP标准插槽移除而必须仰赖PCI接口的显卡。目前已知被多数的使用于486PentiumII早期的时代。但直到显示芯片无法直接支持AGP之前,仍有部分厂商持续制造以AGP转PCI为基底的显卡。目前已知最新型的PCI接口显卡,是GeForce GT 610 PCI(SPARKLE制)型号为 GRSP610L1024LC 以及 ATI HD 4350 PCI(HIS制)和HIS HD 5450 PCI(HIS制)HIS 5450 Silence 512MB DDR3 PCI DVI/HDMI/VGA 产品编号 H545H512P。

AGP显卡

AGPAcceleratedGraphicsPort)是英特尔(Intel)公司在1996年开发的32位总线接口,用以增进计算机系统中的显示性能。分有AGP 1X、AGP 2X、AGP 4X及最后的AGP 8X,带宽分别为266MB/s、533MB/s、1066MB/s、以及2133 MB/s。其中AGP 4X以后已跟之前电压不兼容。其中3DLABS的“Wildcat4 7210”是最强的专业级AGP图形加速卡,而ATI公司的RadeonHD 4670、HD3850,是当年 (2007) 性能最强的消费级AGP图形加速卡。

PCI Express显卡

PCI Express(亦称PCI-E)是显卡最新的图形接口,用来取代AGP显卡,面对日后3D显示技术的不断进步,AGP的带宽已经不足以应付庞大的数据运算。目前性能最高的PCI-Express显卡是nVidia公司的“NVIDIA Titan V ”和AMD公司的“Radeon Pro Duo(Fiji)”。现时,2007年后出产的显卡可支持双显卡技术(nVIDIA的SLi及nvlink和AMD的CrossFire)。

外接PCI Express显卡

USBThunderbolt高带宽线材连接到外接PCI Express显卡盒,需要用独立电源供应。

显示器接口

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以下为常用的显示器接口:
  • ADC - 苹果显示器端子
  • D-sub-大多数人都称呼VGA端子,但目前多数的显示卡已经取消此接口,只保留DVI及HDMI
  • 13W3- 类比视讯接口,在早期图形工作站中普遍使用。
  • DVI- 数字视讯接口,与D-sub接头共存于现时市场中,可以转接成D-sub接头
  • mini-DVI- 苹果所使用,就是DVI的缩小版,可以转成DVI或D-sub
  • HDMI- 新型影音家电接口,现在的显卡普遍使用,可以转为DVI接头
  • DisplayPort- 与HDMI竞争的新型接口
  • LFH-DMS-59接口前身
  • DMS-59- 一种可同时输出两组类比与两组数字信号的接口
  • Thunderbolt-一种由苹果和英特尔共同开发的高速数据接口,向下兼容Mini DisplayPort设备,新一代使用USB 3.1 Type 
    英文原名Core graphics card,核心图形卡,意思是集成在核心中的显卡。
    核心显卡是新一代的智能图形核心,它整合在智能处理器当中,依托处理器强大的运算能力和智能能效调节设计,在更低功耗下实现同样出色的图形处理性能和流畅的应用体验。
    需要注意的是,核心显卡虽然与传统意义上的集成显卡并不相同,工作方式的不同决定了它的性能比早期的集成显卡有所提升,但是它仍然是一种集成显卡,集成在核心中的显卡。
    低功耗是核心显卡的最主要优势,还有就是体积小,一般用于笔记本电脑上。
    核心显卡是Intel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,核心显卡和传统意义上的集成显卡(也就是板载显卡)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;板载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,核心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,并把板载显卡中的“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。

    发展

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    核心显卡伴随着Intel智能处理器来到我们身边,发
    WiDi无线显示传输技术WiDi无线显示传输技术
    挥着日趋强大的图形处理作用。
    我们正在使用的智能处理器中,核心显卡采用了45nm制程工艺,处理核心则采用了32nm制程工艺,因此两者仅是安置在同一基板上,并非真正意义上封装在同一核心内。但随着技术的发展,在Intel下一代智能处理器SandyBridge中,图形核心亦将采用先进的32nm制程工艺,真正与处理核心整合为一体,提供高效的图形处理性能,并支持显卡切换、DX11、SM4.0、OpenGL2.0、以及全高清Full HD MPEG2/H.264/VC-1格式解码等一系列优势技术。
    此外,Intel智能处理器独有的Turbo Boost智能加速技术未来也将作用于核心显卡上,它不仅会改善处理器的运算性能,也会提供对内置图形核心的动态超频能力,因此新一代核心显卡的性能将会大幅提升,甚至可以满足主流游戏的应用需求。

    技术优势

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    低功耗

    低功耗是核心显卡的最主要优势,由于新的精简架构及整合设计,核心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

    核心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。核心显卡可支持DX10、DX11.1、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心显卡的处理能力,令其完全满足于普通用户的需求。

    WiDi

    WiDi(WirelessDisplay)无线高清技术是Intel核心显卡独有的一项应用扩展技术,它基于802.11n WiFi技术,笔记本端无需增加任何特别硬件,只要用一台专用接收器连接电视,即可将笔记本的显示内容无线发送到电视上。
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