决定电脑性能的关键硬件之显卡

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2023年12月12日发(作者：)

决定电脑性能的关键硬件之显卡

显卡全称卡（Video card，Graphics card），又称为显示（Video

adapter），配置卡简称为显卡，是最大体组成部份之一。显卡的用途是将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，操纵显示器的正确显示，是连接显示器和个人的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。显卡作为电脑里的一个重要组成部份，承担输出显示的任务，关于从事专业的人来讲显卡超级重要。 民用显卡供给商要紧包括AMD（ATI）和Nvidia()两家。

大体结构，咱们来看一下一块成品显卡由哪些部份组成。

GPU（类似于主板的CPU）

GPU全称是Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处置器”。

GPU使显卡减少了对CPU的依托，并进行部份本来CPU的工作，尤其是在3D图形处置时。GPU所采纳的核心技术有T&L（几何转换和光照处置）、立方环境材质贴图和极点混合、纹理紧缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技术能够说是GPU的标志。GPU的生产要紧由与两家生产。

显存（类似于主板的内存）

显存是的简称。其要紧功能确实是临时贮存显示芯片要处置的数据和处置完毕的数据。核心的性能愈强，需要的显存也就越多。市面上的显卡大部份采纳的是GDDR3显存，此刻最新的显卡那么采纳了性能更为超卓的GDDR4或GDDR5显存。显卡BIOS（类似于主板的BIOS）

显卡要紧用于寄存显示芯片与之间的操纵程序，另外还存有显示卡的、规格、生产厂家及出厂时刻等信息。打开运算机时，通过显示BIOS

内的一段操纵程序，将这些信息反馈到屏幕上。多数显示卡那么采纳了大容量的EPROM，即所谓的Flash BIOS，能够通过专用的程序进行改写或升级。

显卡PCB板（类似于主板的PCB板）

确实是显卡的，它把显卡上的其它部件连接起来。功能类似。

显卡分类

一、集成显卡

集成显卡是将显示芯片、显存及其相关都做在主板上，与主板融为一体；集成显卡的显示芯片有单独的，但大部份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了显存，但其容量较小，集成显卡的显示成效与处置性能相对较弱，不能对显卡进行硬件升级，但能够通过CMOS调剂或刷入新BIOS实现软件升级来挖掘显示芯片的潜能。

集成显卡的优势：是功耗低、小、部份集成显卡的性能已经能够媲美入门级的，因此不用花费额外的资金购买显卡。

集成显卡的缺点：性能相对略低，不能换新显卡，要说必需换，就只能和主板一次性的换。

二、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存在，它需占用主板的（PCI、AGP或PCI-E)。

独立显卡的优势：单独安装有显存，一样不占用，在技术上也较集成显卡先进得多，比集成显卡能够取得更好的显示成效和性能，容易进行显卡的硬件升级。

独立显卡的缺点：系统功耗有所加大，发烧量也较大，需额外花费购买显卡的资金，同时（专门是对笔记本电脑）占用更多空间。

当前最先进的独立显卡别离是英伟达的GTX680和AMD的HD7970

3、核芯显卡

核芯显卡是Intel、AMD新一代图形处置核心，和以往的显卡设计不同，Intel、AMD凭借其在处置器制程上的先进工艺和新的架构设计，将图形核心与中央处置器核心整合在同一块基板上，组成一颗完整的处置器。智能处置器架构这种设计上的整合大大缩减了处置核心、图形核心、内存及内存操纵器间的数据周转时刻，有效提升处置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、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非相同。目前笔记本平台采纳的图形解决方案要紧有“独立”和“集成”两种，前者拥有单独的图形核心和独立的显存，能够知足复杂庞大的图形处置需求，并提供高效的视频编码应用；集成显卡那么将图形核心以单独芯片的方式集成在主板上，而且动态共享部份系统内存作为显存利用，因此能够提供简单的图形处置能力，和较为的编码应用。相关于前二者，核芯显卡那么将图形核心整合在处置器当中，进一步增强了图形处置的效率，并把集成显卡中的“处置器+南桥+北桥（图形核心+内存操纵+显示输出）”三芯片解决方案精简为“处置器（处置核心+图形核心+内存操纵）+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，更利于笔记本的续航时刻。 核芯显卡的优势：低功耗是核芯显卡的最要紧优势，由于新的精简架构及整合设计，核芯显卡对整体能耗的操纵加倍优良，高效的处置性能大幅缩短了运算时刻，进一步缩减了系统平台的能耗。高性能也是它的要紧优势：核芯显卡拥有诸多优势技术，能够带来充沛的图形处置能力，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、SM4.0、OpenGL2.0、和全高清Full HD

MPEG2/H.264/VC-1格式解码等技术，即将加入的性能动态调剂更可大幅提升核芯显卡的处置能力，令其完全知足于一般用户的需求。

核心显卡的缺点：配置核芯显卡的CPU通常价钱较高，同时其难以胜任大型游戏。

当前英特尔最新的核芯显卡型号是HD4000。

独立显卡接口

PCI接口

(Peripheral Component Interconnect)接口由（）公司1991年推出的用于概念局部的标准。此标准予诺在运算机内安装多达10个遵从PCI标准的。最先提出的PCI总线工作在33MHz频率之下，传输达到133MB/s(33MHz * 32bit/s)，大体上知足了那时处置器的进展需要。随着对更高性能的要求，1993年又提出了64bit的PCI总线，后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz。的速度最高只有266MB/S，1998年以后便被代替。只是仍然有新的PCI接口的显卡推出，因为有些并无提供AGP或PCI-E接口，或需要组建多屏输出，选购PCI显卡仍然是最实惠的方式。

AGP接口

(Accelerate Graphical Port，加速图像处置)接口是Intel公司开发的一个视频接口技术标准，是为了解决PCI总线的低带宽而开发的接口技术。它通过将与系统主内存连接起来，在CPU和图形处置器之间直接开辟了更快的总线。其进展经历了AGP1.0(AGP1X/2X)、AGP2.0(AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)。最新的AGP8X其理论带宽为2.1Gbit/秒。到2020年，已经被PCI-E接口大体取代（2006年大部份厂家已经停止生产）。

PCI Express接口

(简称PCI-E)是新一代的，而采纳此类接口的显卡产品，已经在2004年正式面世。早在2001年的春天“英特尔开发者论坛”上，英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接，并称之为第三代I/O总线技术。随后在2001年末，包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的标准，并在2002年完成，对其正式命名为PCI Express。

常见品牌

显卡业的竞争也是日趋猛烈。各类品牌名目繁多，以下是一些常见的牌子，仅供参考：

、、、、、、、、、、、、、、、旌宇、、、、、祺祥、、、、、、金辰光。

其中蓝宝石、华硕是在自主研发方面做的不错的品牌，蓝宝石只做A卡，华硕的A卡和N卡都是核心合作伙伴，相关于七彩虹这种的通路品牌来讲，拥有自主研发的厂商在做工方面和特色技术上会更超卓一些，而通路显卡的价钱那么要廉价一些（注：七彩虹、双敏、盈通、铭瑄和昂达都由同一个厂家，因此不同只在显卡贴纸和包装罢了，大伙儿选购时需要注意），每一个厂商都有自己的品牌特色，像华硕的“为游戏而生”，七彩虹的“游戏显卡专家”都是大伙儿耳熟能详的。

要紧参数

1．（芯片厂商、芯片型号、、、、、、版本级别）[1] 2．（、、（×÷8）、、、、、）

3．技术支持（、、、频率）

4．显卡（PCB层数、显卡接口、输出接口、散热）

显示芯片

简介

又称图型处置器-GPU。

常见的生产显示芯片的厂商：Intel、AMD、nVidia、VIA（S3）、SIS、Matrox、3D Labs。

Intel、VIA（S3）、SIS 要紧生产

ATI、nVidia 以独立芯片为主，是市场上的主流。

Matrox、3D Labs 那么要紧面向专业图形市场。

版本级别

除标准版本之外，还有些特殊版，特殊版一样会在标准版的型号后面加个后缀，常见的有：

ATI:

SE(Simplify Edition 简化版)通常只有64bit内存界面，或是像素流水线数量减少。

Pro(Professional Edition 专业版) 高频版，一样比标版在管线数量/极点数量还有频率这些方面都要略微高一点。

XT (eXTreme 高端版)是ATi系列中高端的，而nVIDIA用作低端型号。

XT PE (eXTreme Premium Edition XT白金版)高端的型号。

XL (eXTremeLimited 高端系列中的较低端型号)ATI最新推出的R430中的高频版 XTX (XT eXtreme 高端版)X1000系列发布以后的新的命名规那么。

CE (Crossfire Edition 交叉火力版)交叉火力。

VIVO (VIDEO IN and VIDEO OUT)指显卡同时具有视频输入与视频捕捉两大功能。

HM (Hyper Memory)能够占用内存的显卡

nVIDIA:

GTX高端/性能级显卡GTX590 GTX580 GTX480 GTX295 GTX470 GTX285

GTX280 GTX460 GTX275 GTX260+ GTX260

GTS代表主流产品线GTS450 GTS250(9800GTX+ )

GT代表入门产品线GT120 GT130 GT140 GT200 GT220 GT240

G低端入门产品G100 G110 G210 G310(9300GS 9400GT )

核心频率

显卡的核心频率是指的，其工作频率在必然上能够反映出显示核心的性能，但显卡的性能是由核心频率、单元、显存频率、显存位宽等等多方面的情形所决定的，因此在显示核心不同的情形下，核心频率高并非代表此显卡性能强劲。比如GTS250的核心频率达到了750MHz，要比GTX260+的576MHz高，但在性能上GTX260+绝对要强于GTS250。在一样级别的芯片中，核心频率高的那么性能要强一些，提高核心频率确实是的方式之一。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，在一样的显示核心下，部份厂商会适当提高其产品的，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。显存简介

类型

显卡上采纳的显存类型要紧有SDR、DDR SDRAM、DDR SGRAM、DDR2、GDDR2、DDR3、GDDR3、GDDR4、GDDR5、XDR2 DRAM。

目前的主流是GDDR3和GDDR5。

XDR2 DRAM：XDR2的系统架构源于，而不像XDR相关于RDRAM那样有着庞大的不同，这从它们之间的系统架构的比较中就能够够表现出来。

XDR2与XDR系统整体在架构上的不同并非大，要紧的不同体此刻相关总线的速度设计上。第一，XDR2将系统时钟的频率从XDR的400MHz提高到500MHz;第二，在用于传输寻址与操纵命令的RQ总线上，传输频率从800MHz提升至2GHz，即XDR2系统时钟的4倍；最后，数据传输频率由XDR的3.2GHz提高到8GHz，即XDR2系统时钟频率的16倍，而XDR那么为8倍，因此，Rambus将XDR2的数据传输技术称为16位数据速度（Hex Data Rate,HDR）。

Rambus表示，XDR2内存芯片的标准设计位宽为16bit（它能够像XDR那样动态调整位宽），按每一个数据引脚的传输率为8GHz，即8Gbps计算，一枚XDR2芯片的数据带宽就将达到16GB/s，与之相较，目前速度最快的GDDR3-800的芯片位宽为32bit，数据传输率为1.6Gbps，单芯片传输带宽为6.4GB/s，只是XDR2的40%，差距十分明显。

带宽 显存位宽是显存在一个内所能传送数据的，位数越大那么相同频率下所能传输的数据量越大。2020年市场上的显卡显存位宽要紧有128位、192位、256位几种。而显存带宽=显存频率X显存/8，它代表显存的。在显存频率相当的情形下，显存位宽将决定显存带宽的大小。例如：一样显存频率为500MHz的128位和256位显存，它们的显存带宽别离为：128位=500MHz*128/8=8GB/s；而256位=500MHz*256/8=16GB/s，是128位的2倍。显卡的显存是由一块块的显存芯片组成的，显存总位宽一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，能够去网上查找其编号，就能够了解其位宽，再乘以显存颗粒数，就能够取得显卡的位宽。其他规格相同的显卡，位宽越大性能越好。

容量

其他参数相同的情形下容量越大越好，但比较显卡时不能只注意到显存（很多js会以低性能核心配大显存作为）。比如说384M的9600GT就远强于512M的9600GSO，因为核心和显存带宽上有差距。选择显卡时显存容量只是参考之一，核心和带宽等因素更为重要，这些决定显卡的性能优先于显存容量。但必要容量的显存是必需的，因为在高分辨率高的情形下可能会显现显存不足的情形。目前市面显卡显存容量从256MB-4GB不等。

速度

显存速度一样以ns（纳秒）为单位。常见的显存速度有1.2ns、1.0ns、0.8ns等，越小表示速度越快、越好。显存的理论工作频率计算公式是：等效工作频率（MHz）=1000×n/（显存速度）（n因显存类型不同而不同，若是是GDDR3显存那么n=2；GDDR5显存那么n=4）。 频率

显存频率必然程度上反映着该显存的速度，以MHz（兆赫兹）为单位。显存频率的高低和显存类型有超级大的关系：

一样都工作在较低的频率上，此种频率早已无法知足显卡的需求。 DDR SDRAM显存那么能提供较高的显存频率，因此目前显卡大体都采纳DDR SDRAM，其所能提供的显存频率也不同专门大。目前已经进展到GDDR5，默许等效工作频率最高已经达到4800MHZ，而且提高的潜力还超级大。

显存频率与显存时钟周期是相关的，二者成倒数关系，也确实是显存频率（MHz）=1/显存时钟周期（NS）X1000。若是是SDRAM显存，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz；而关于DDR SDRAM，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz，但要了解的是这是DDR SDRAM的实际频率，而不是平常所说的频率。因为DDR在时钟上升期和下降期都进行数据传输，一个周期传输两次数据，相当于SDRAM频率的二倍。适应上称号的DDR频率是其等效频率，是在其实际工作频率上乘以2的等效频率。因此6ns的DDR显存，其显存频率为1/6ns*2=333

MHz。但要明白的是显卡制造时，厂商设定了显存实际工作频率，而实际工作频率不必然等于显存最大频率，此类情形较为常见。只是也有显存无法在标称的最大工作频率下稳固工作的情形。

技术架构

流处置器单元 在DX10显卡出来以前，并无“流处置器”那个说法。GPU内部由“管线”组成，分为像素管线和极点管线，它们的数量是固定的。简单来讲，极点管线要紧负责3D建模，像素管线负责3D渲染。由于它们的数量是固定的，这就显现了一个问题，当某个游戏场景需要大量的3D建模而不需要太多的像素处置，就会造成极点管线资源紧张而像素管线大量闲置，固然也有截然相反的另一种情形。这都会造成某些资源的不够和另一些资源的闲置浪费。

在如此的情形下，人们在DX10时期第一次提出了“”，显卡取消了传统的“像素管线”和“极点管线”，统一改成流处置器单元，它既能够进行极点运算也能够进行像素运算，如此在不同的场景中，显卡就能够够动态地分派进行极点运算和像素运算的，达到资源的充分利用。

此刻，流处置器的数量的多少已经成了决定显卡性能高低的一个很重要的指标，Nvidia和AMD-ATI也在不断地增加显卡的流处置器数量使显卡的性能达到跳跃式增加，例如AMD-ATI的显卡HD3870拥有320个流处置器，HD4870达到800个，HD5870更是达到1600个！

值得一提的是，N卡和A卡GPU架构并非一样，关于流处置器数的分派也不一样。N卡每一个流处置器单元只包括1个流处置器，而A卡相当于每一个流处置器单元里面含有5个流处置器，例如HD4850尽管是800个流处置器，其实只相当于160个流处置器单元，另外A卡流处置器频率与核心频率一致，这是什么缘故9800GTX+只有128个流处置器，性能却与HD4850相当（N卡流处置器频率约是核心频率的2.16倍）。

3D API

API是Application Programming Interface的缩写，是接口的意思，而3D API那么是指显卡与应用程序直接的接口。 3D API能让编程人员所设计的3D软件只要挪用其API内的程序，从而让API自动和硬件的驱动程序沟通，启动3D芯片内壮大的3D图形处置功能，从而大幅度地提高了3D程序的设计效率。若是没有3D API，在开发程序时程序员必需要了解全数的显卡特性，才能编写出与显卡完全匹配的程序，发挥出全数的显卡性能。而有了3D API那个显卡与软件直接的接口，程序员只需要编写符合接口的程序，就能够够充分发挥显卡的性能，没必要再去了解硬件的具体性能和参数，如此就大大简化了程序开发的效率。一样，显示芯片厂商依照标准来设计自己的硬件产品，以达到在API挪用硬件资源时最优化，取得更好的性能。有了3D API，即可实现不同厂家的硬件、软件最大范围兼容。比如在最能表现3D API的游戏方面，游戏设计人员设计时，没必要去考虑具体某款显卡的特性，而只是依照3D API的接口标准来开发游戏，当游戏运行时那么直接通过3D API来挪用显卡的硬件资源。

中要紧应用的3D API有：DirectX和OpenGL。

RAMDAC频率和支持最大分辨率

RAMDAC是Random Access Memory Digital/Analog Convertor的缩写，即随机存取内存数字～模拟转换器。

RAMDAC作用是将显存中的数字转换为显示器能够显示出来的模拟信号，其转换速度以MHz表示。运算机中处置数据的进程其实确实是将事物数字化的进程，所有的事物将被处置成0和1两个数，而后不断进行累加计算。图形加速卡也是靠这些0和1对每一个象素进行颜色、深度、亮度等各类处置。显卡生成的信号都是以数字来表示的，可是所有的都是以模拟方式进行工作的，数字信号无法被识别，这就必需有相应的设备将数字信号转换为模拟信号。而RAMDAC确实是显卡中将数字信号转换为模拟信号的设备。RAMDAC的转换速度以MHz表示，它决定了的高低（与显示器的“带宽”意义近似）。其工作速度越高，频带越宽，高分辨率时的画面质量越好。该数值决定了在足够的显存下，显卡最高支持的分辨率和。若是要在1024×768的分辨率下达到85Hz的刷新率，RAMDAC的速度至少是1024×768×85Hz×1.344（折算系数）≈90MHz。2020年主流的显卡RAMDAC都能达到350MHz和400MHz，已足以知足和超过大多数显示器所能提供的分辨率和刷新率。散热设备

显卡所需要的电力与150灯具所需要的电力相同，由于运作集成电路(integrated circuits)需要相当多的电力，因此内部电流所产生的温度也相对的提高，因此，假设这些温度不能适时的被降低，那么上述所提到的硬设备就极可能蒙受损害，而冷却系统确实是在确保这些设备能稳固、适时的运转，没有或散热片，GPU或内存会过热，就会进而损害运算机或造成当机，或乃至完全不能利用。这些冷却设备由导热材质所制成，它们有些被视为被动组件，默默安静地进行散热的动作，有些那么很难不发出噪音，如风扇。

散热片通常被视为被动散热，但不论所安装的区块是导热区，或是内部其它区块，散热片都能发挥它的效能，进而帮忙其它装置降低温度。散热片通常与风扇一同被安装至GPU或内存上，有时小型风扇乃至会直接安装在显卡温度最高的地址。

散热片的表面积愈大，所进行之散热效能就愈大(通常必需与风扇一路运作)，但有时却因空间的限制，大型散热片无法安装于需要散热的装置上；有时又因为装置的体积过小，以至于体积大的散热片无法与这些装置连结而进行散热。因此，热管就必需在那个时候将热能从散热处传送至散热片中进行散热。一样而言，GPU外壳由高热能的传导金属所制成，热管会直接连结至由金属制成的芯片上，如此一来，热能就能够被轻松的传导至另一端的散热片。

市面上有许多处置器的冷却装置都附有热管，由此可知，许多热管已被研发成可灵活运用于显卡冷却系统中的设备了。 大部份的散热器只是由散热片跟风扇组合而成，在散热片的表面上由风扇吹散热能，由于GPU是显卡上温度最高的部份，因此器通常能够运用于GPU上，同时，市面上有许多零售的配件可供消费者进行改换或升级，其中最多见的确实是VGA散热器。

本文标签： 显卡显存处置频率性能