第5章显示卡ppt课件

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1、第第5 5章章 显示卡显示卡 显示设备是微机系统中重要的图形图像输出设备，包括显示卡和显示器。显示设备是微机系统中重要的图形图像输出设备，包括显示卡和显示器。显示设备作用是接纳由主机发出的控制显示系统任务的指令和显示内容，显示设备作用是接纳由主机发出的控制显示系统任务的指令和显示内容，经过经过CPUCPU进展相应的处置运转后，把运转过程和结果经过显示屏呈现给用户，进展相应的处置运转后，把运转过程和结果经过显示屏呈现给用户，运用户直观了解计算机的运转形状和处置结果。运用户直观了解计算机的运转形状和处置结果。5.1 5.1 显示设备简介显示设备简介 5.2 5.2 显示卡显示卡 显示卡简称显卡，又

2、称视频卡、视频适配器、图形卡、图形适配器或显示显示卡简称显卡，又称视频卡、视频适配器、图形卡、图形适配器或显示适配器等。适配器等。显卡任务在主板与显示器之间，作用是控制图像输出，担任把显卡任务在主板与显示器之间，作用是控制图像输出，担任把CPUCPU送来的送来的图像数据处置成显示器接纳的格式，再送到显示器构成图像。图像数据处置成显示器接纳的格式，再送到显示器构成图像。显卡是继显卡是继CPUCPU之后开展最快的一个部件，曾经成为决议微机整体性能的一之后开展最快的一个部件，曾经成为决议微机整体性能的一个重要要素。个重要要素。1 1显卡简介显卡简介第第5 5章章 显示卡显示卡2 2显卡的分类、构造、

3、任务原理和主要参数显卡的分类、构造、任务原理和主要参数 微机里有各种各样的扩展卡，其中必不可少的是显卡，显卡是显示器和主微机里有各种各样的扩展卡，其中必不可少的是显卡，显卡是显示器和主机通讯的控制电路和接口。机通讯的控制电路和接口。显示器必需依托显卡提供的显示信号才干显示各种字符和图像。显示器必需依托显卡提供的显示信号才干显示各种字符和图像。1 1显卡的分类显卡的分类 I I按显卡的运用领域分类按显卡的运用领域分类 一类是普通用户、游戏发烧友、商业用户；另一类是专业图形任务者。一类是普通用户、游戏发烧友、商业用户；另一类是专业图形任务者。因此显卡也分成普通显卡和专业显卡。因此显卡也分成普通显卡

4、和专业显卡。普通显卡注重于民用级运用，在用户能接受的价钱范围内提供更强大的文普通显卡注重于民用级运用，在用户能接受的价钱范围内提供更强大的文娱、办公、游戏、多媒体等方面的性能。娱、办公、游戏、多媒体等方面的性能。专业显卡指运用于图形任务站上的显卡，在图形任务站中，它的重要性甚专业显卡指运用于图形任务站上的显卡，在图形任务站中，它的重要性甚至超越至超越CPUCPU。第第5 5章章 显示卡显示卡 IIII按显卡的总线接口类型分类按显卡的总线接口类型分类 总线接口类型指显卡与主板衔接所采用的总线接口种类，接口的变化，总线接口类型指显卡与主板衔接所采用的总线接口种类，接口的变化，会给显卡性能带来革命性

5、的改动。会给显卡性能带来革命性的改动。显卡开展至今主要阅历了显卡开展至今主要阅历了ISAISA、EISAEISA、VESAVESA、PCIPCI、AGPAGP、PCI ExpressPCI Express等几种接口。如今最常见的如下：等几种接口。如今最常见的如下：PCIPCI接口显卡接口显卡AGPAGP接口显卡接口显卡PCI-E X16PCI-E X16接口显卡接口显卡第第5 5章章 显示卡显示卡 IIIIII按显卡的规范分类按显卡的规范分类 显卡的规范阅历显卡的规范阅历4 4代：代：MDAMDA、CGACGA、EGAEGA、VGA/SVGAVGA/SVGA。目前一切显卡均满足。目前一切显卡均

6、满足SVGASVGA接口规范。接口规范。MDA MDA是是IBM PCIBM PC时代的单色显示器。时代的单色显示器。MDAMDA、CGACGA、EGAEGAVGA/SVGAVGA/SVGA CGA CGA是是IBM PCIBM PC时代的彩色显示器。时代的彩色显示器。EGA EGA是是IBM PCIBM PC时代的加强型彩色显示器的接口规范。时代的加强型彩色显示器的接口规范。VGA VGA是在是在EGAEGA的根底上的规范彩色显示器接口的规范。的根底上的规范彩色显示器接口的规范。SVGA SVGA是是VGAVGA的替代品。的替代品。每一代的改动，都会伴随着最大分辨率和颜色数的改动。每一代的改

7、动，都会伴随着最大分辨率和颜色数的改动。第第5 5章章 显示卡显示卡 图形分图形分2D2D图形、图形、3D3D图形、图形、2D+3D2D+3D图形，对应显卡就是图形，对应显卡就是2D2D显卡、显卡、3D3D显卡、显卡、2D+3D2D+3D显卡。显卡。V V按显示芯片分类按显示芯片分类 好像主板芯片组一样，显示芯片决议显卡的性能和档次。目前主要的消好像主板芯片组一样，显示芯片决议显卡的性能和档次。目前主要的消费厂家是费厂家是NVIDIANVIDIA和和ATIATI，习惯上称，习惯上称“N“N卡和卡和“A“A卡。卡。VIVI按能否是整合芯片分类按能否是整合芯片分类 根据显卡的独立性，分集成显卡和独

8、立显卡。前者是把显示芯片整合在主根据显卡的独立性，分集成显卡和独立显卡。前者是把显示芯片整合在主板芯片组中，后者是完全独立的一块板卡。板芯片组中，后者是完全独立的一块板卡。IVIV按显卡的按显卡的2D/3D2D/3D加速功能分类加速功能分类 2 2显卡的构造显卡的构造 显卡的主要部件有显示芯片、显卡的主要部件有显示芯片、RAMDACRAMDAC、显示内存、显卡、显示内存、显卡BIOSBIOS、VGAVGA插座等。插座等。第第5 5章章 显示卡显示卡 I I显示芯片显示芯片 又称又称GPUGPU图形处置器，是显卡的中心芯片，直接决议显卡的性能，图形处置器，是显卡的中心芯片，直接决议显卡的性能，担

9、任把各种从总线担任把各种从总线AGPAGP、PCI-EPCI-E等传输过来的数据在等传输过来的数据在GPUGPU内进展构建、渲内进展构建、渲染等任务，最后经过显卡传输接口显示在屏幕上。染等任务，最后经过显卡传输接口显示在屏幕上。IIIIRAMDACRAMDAC RAM DAC RAM DAC随机存储器随机存储器-数模转换器，作用是将显存中的数字信数模转换器，作用是将显存中的数字信号转换成能用于显示的模拟信号，转换越快，图像越稳定，刷新频率越号转换成能用于显示的模拟信号，转换越快，图像越稳定，刷新频率越高只针对高只针对VGAVGA接口。接口。第第5 5章章 显示卡显示卡 IIIIII显示内存显示

10、内存 与主板内存功能一样，用于显卡的内存，存放显示芯片或与主板内存功能一样，用于显卡的内存，存放显示芯片或CPUCPU处置后的处置后的显示数据。显示数据。IVIV显卡显卡BIOSBIOS 主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序，以及显卡的根本信主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序，以及显卡的根本信息型号、规格、消费厂家、出场时间等信息，开机首先看到的就是显卡息型号、规格、消费厂家、出场时间等信息，开机首先看到的就是显卡BIOSBIOS内容。内容。早期的显卡早期的显卡BIOSBIOS如今的显卡如今的显卡BIOSBIOS第第5 5章章 显示卡显示卡 V V总线接口总线接口 目前显卡总

11、线接口主要有目前显卡总线接口主要有PCIPCI、AGPAGP和和PCI-E X16PCI-E X16接口。接口。VIVI输出接口输出接口 显卡把处置好的图像数据经过输出接口与显示设备衔接。显卡把处置好的图像数据经过输出接口与显示设备衔接。最常见的输出接口是最常见的输出接口是VGAVGA和和DVIDVI a aVGAVGA视频图形阵列接口，是一个有视频图形阵列接口，是一个有1515个插孔的个插孔的D D形插座称为形插座称为D-SUBD-SUB模拟接口，分模拟接口，分3 3排，每排排，每排5 5个孔，与显示器的个孔，与显示器的D D形插头相连。形插头相连。第第5 5章章 显示卡显示卡 b bDVI

12、DVI数字视频接口，分数字视频接口，分3 3行行8 8列共列共2424个引脚，用于衔接个引脚，用于衔接LCDLCD等数字等数字显示器。显示器。目前常见的目前常见的DVIDVI接口有两种，分别是接口有两种，分别是DVI-DDVI-D与与DVI-IDVI-I，前者支持数字信号，前者支持数字信号，后者数字、模拟信号均可支持。后者数字、模拟信号均可支持。第第5 5章章 显示卡显示卡 目前市场上的目前市场上的DVIDVI线有线有18+118+1和和24+124+1以及以及18+518+5和和24+524+5这这4 4种规格。种规格。24+124+124+524+518+518+518+118+1 18

13、18针属于单通道针属于单通道DVIDVI，传输速率只需，传输速率只需2424针的一半，为针的一半，为165MHz165MHz。在画质上区别：分辨率一样，但刷新率却只需双通道的一半左右，会在画质上区别：分辨率一样，但刷新率却只需双通道的一半左右，会呵斥显示质量的下降。呵斥显示质量的下降。第第5 5章章 显示卡显示卡 情况一：情况一：VGAVGA显卡对显卡对VGAVGA显示器显示器 疑问一：显卡和显示器接口配对能否会有信号失真？疑问一：显卡和显示器接口配对能否会有信号失真？显卡处置数据均为数字信号，传给显卡处置数据均为数字信号，传给VGAVGA失真，信号质量下降；失真，信号质量下降；情况二：情况二

14、：VGAVGA显卡对显卡对DVIDVI显示器显示器 显卡处置数据均为数字信号，传给显卡处置数据均为数字信号，传给VGAVGA失真，再转到失真，再转到DVIDVI失失真，信号有下降；真，信号有下降；DVI DVI显卡对显卡对VGAVGA显示器原理同上同上显示器原理同上同上 情况三：情况三：DVIDVI显卡对显卡对DVIDVI显示器显示器 全程数字传输，无失真，画质最好。全程数字传输，无失真，画质最好。第第5 5章章 显示卡显示卡 VIIVIIS-VideoS-Video端子，简称端子，简称S S端子，用于向电视机输出显示信号，也叫端子，用于向电视机输出显示信号，也叫TV-OUTTV-OUT。VI

15、IIVIIIHDMIHDMI高明晰多媒体接口，属于高明晰多媒体接口，属于DVIDVI的强化接口，的强化接口，DVIDVI接口和接口和音频的整合体。传送无紧缩的音频信号和高分辨率的视频信号。音频的整合体。传送无紧缩的音频信号和高分辨率的视频信号。S S端子端子HDMIHDMI第第5 5章章 显示卡显示卡 3 3显卡的任务原理显卡的任务原理 I ICPUCPU送来的数据信息经过总线由显卡的接口进入显示芯片送来的数据信息经过总线由显卡的接口进入显示芯片GPUGPU，进展处置。进展处置。IIIIGPUGPU将过程数据或处置结果数据，放于显存。将过程数据或处置结果数据，放于显存。IIIIII最后再经过最

16、后再经过GPUGPU或或RAMDACRAMDAC数模转换处置后，输出到显示器。数模转换处置后，输出到显示器。第第5 5章章 显示卡显示卡 4 4显卡的性能目的显卡的性能目的 I I显示芯片显示芯片 又称又称GPUGPU，主要担任处置视频信号和，主要担任处置视频信号和3D3D渲染。决议显卡的性能。渲染。决议显卡的性能。a a芯片厂商芯片厂商 目前消费显卡芯片厂商主要有目前消费显卡芯片厂商主要有NVIDIANVIDIA和和ATIATI b b中心代号中心代号 中心代号是芯片厂商在设计显示芯片时，为方便消费、销售、管理及驱中心代号是芯片厂商在设计显示芯片时，为方便消费、销售、管理及驱动的一致，对一个

17、系列的显示芯片给出的代号。动的一致，对一个系列的显示芯片给出的代号。c c芯片型号芯片型号 一样中心代号的一样中心代号的GPUGPU也会不同的芯片型号。也会不同的芯片型号。例如：例如：NVIDIANVIDIA的的GeForce 7300GTGeForce 7300GT和和7600GT7600GT，采用一样显示中心代号，采用一样显示中心代号G73G73，但型号不同，这是由于内部的渲染管线、着色器等不同。但型号不同，这是由于内部的渲染管线、着色器等不同。第第5 5章章 显示卡显示卡 d d中心频率中心频率 指显示中心的任务频率，在一定程度上反映显示中心的性能。指显示中心的任务频率，在一定程度上反映

18、显示中心的性能。显卡的性能是由中心频率、显存频率、显存位宽等要素决议。显卡的性能是由中心频率、显存频率、显存位宽等要素决议。f f显示中心位宽显示中心位宽 一样显示中心，中心频率越大，性能越强；否那么无可比性。一样显示中心，中心频率越大，性能越强；否那么无可比性。e e制造工艺制造工艺 与与CPUCPU一样，以纳米衡量其加工精度。一样，以纳米衡量其加工精度。g g刷新频率刷新频率 指显示芯片内部数据总线的宽度，即传输的位数。位宽越大，瞬指显示芯片内部数据总线的宽度，即传输的位数。位宽越大，瞬间所能传输的数据量越大。间所能传输的数据量越大。是是GPUGPU向显示器传送信号，使其每秒刷新屏幕的次数

19、。向显示器传送信号，使其每秒刷新屏幕的次数。刷新频率越高，屏幕闪烁越小，图像越稳定。刷新频率越高，屏幕闪烁越小，图像越稳定。影响刷新频率的要素：影响刷新频率的要素：1 1显卡每秒能产生图像数目；显卡每秒能产生图像数目；2 2显示器每秒显示器每秒能接纳并显示图像数目。能接纳并显示图像数目。第第5 5章章 显示卡显示卡 h h最大分辨率最大分辨率 指显卡输给显示器并在显示器上所描画像素点的最大数量，分为程度行指显卡输给显示器并在显示器上所描画像素点的最大数量，分为程度行点数和垂直行点数。点数和垂直行点数。例如：分辨率例如：分辨率1024 X 7681024 X 768，即程度由，即程度由10241

20、024个点组成，垂直由个点组成，垂直由768768个点组成。个点组成。i i颜色数或颜色位数颜色数或颜色位数 指在每个像素上可以表现出的颜色种类，而颜色位数指图象数据在每个指在每个像素上可以表现出的颜色种类，而颜色位数指图象数据在每个像素上用于表示颜色的位数又称颜色深度。像素上用于表示颜色的位数又称颜色深度。两者关系：颜色数两者关系：颜色数=2=2的颜色位数次方的颜色位数次方 常见颜色数或颜色位数有：常见颜色数或颜色位数有：1 11616色色4bit4bit色色 2 2256256色色8bit8bit色色 3 364K-6553664K-65536色色16bit16bit色，加强色色，加强色

21、4 416M16M色色24bit24bit色，真彩色色，真彩色 5 54G4G色色32bit32bit色，扩展真彩色色，扩展真彩色第第5 5章章 显示卡显示卡不同分辨率对显存的要求不同分辨率对显存的要求所需显存的位数所需显存的位数=像素数分辨率像素数分辨率X X颜色位数颜色位数=列数列数X X行数行数X log2 X log2 颜色数颜色数所需显存的大小字节所需显存的大小字节=列数列数X X行数行数X log2 X log2 颜色数颜色数/8/8例如例如1 1：显示方式显示方式 640 X 480 X 256 640 X 480 X 256色色显存显存=640 X 480 X log2 256

22、/8/1024=300K=640 X 480 X log2 256/8/1024=300K例如例如2 2：1024 X 768 X 64K 1024 X 768 X 64K色色显存显存=1024 X 768 X log2 65536=1536K=1024 X 768 X log2 65536=1536K例如例如3 3：1600 X 1200 X 16M1600 X 1200 X 16M色色log2 16M=24 log2 16M=24 显存显存=1600 X 1200 X 24/8/1024=5628K=1600 X 1200 X 24/8/1024=5628K第第5 5章章 显示卡显示卡 I

23、III显存颗粒显存颗粒 显卡上的显示缓存对发扬显卡上的显示缓存对发扬GPUGPU的性能起决议性的作用。的性能起决议性的作用。指默许情况下该显存在显卡上任务时的频率，一定程度上反映了显存指默许情况下该显存在显卡上任务时的频率，一定程度上反映了显存的速度。的速度。a a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，位数越大那么瞬间所能是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数，位数越大那么瞬间所能传输的数据量越大。显存位宽越高、性能越好，价钱越贵。传输的数据量越大。显存位宽越高、性能越好，价钱越贵。b b显存频率显存频率 c c显存带宽显存带宽 显存带宽显存带宽=显存频率显存频率*显存

24、位宽显存位宽/8/8。d d显存类型显存类型 显存是显卡上的关键部件之一，它的优劣和容量直接关系到显卡的显存是显卡上的关键部件之一，它的优劣和容量直接关系到显卡的最终性能。最终性能。SDRAMSDRAM、DDRDDR、DDR2DDR2、DDR3DDR3、DDR4DDR4、DDR5DDR5，原理和内存类似。，原理和内存类似。第第5 5章章 显示卡显示卡 e e显存容量显存容量 是显卡上显存的容量，决议显存暂时存储数据的多少。是显卡上显存的容量，决议显存暂时存储数据的多少。f f显存封装显存封装 指显存颗粒采用的封装技术类型。指显存颗粒采用的封装技术类型。有有TSOPTSOP、BGABGA等等TS

25、OPTSOPBGABGA第第5 5章章 显示卡显示卡 a aPCBPCB层数层数 IIIIII接口等部件接口等部件 普通分为：信号层、电源层或接地层，层数越多普通分为：信号层、电源层或接地层，层数越多4 4层、层、6 6层、层、8 8层层等，电气性越佳，性能越好。等，电气性越佳，性能越好。b b显卡供电显卡供电 显卡频率越高，供电要求越高，高端显卡需求额外电源供电。显卡频率越高，供电要求越高，高端显卡需求额外电源供电。c c显卡接口类型显卡接口类型 显卡的总线接口决议显卡与系统之间数据传输的最大带宽，不同的显卡的总线接口决议显卡与系统之间数据传输的最大带宽，不同的接口能为显卡带来不同的性能。接

26、口能为显卡带来不同的性能。开展至今有开展至今有ISAISA、PCIPCI、AGPAGP、PCI ExpressPCI Express等。等。第第5 5章章 显示卡显示卡风扇式风扇式散热片、热管散热片、热管涡轮式风冷涡轮式风冷 d d显卡散热安装显卡散热安装 显卡散热安装的散热性能直接影响显卡的运转稳定性。显卡散热安装的散热性能直接影响显卡的运转稳定性。常见的散热安装为风冷散热、被动式散热。常见的散热安装为风冷散热、被动式散热。风冷是在散热片商加装风扇。风冷是在散热片商加装风扇。被动式是在显卡中心上安装铝合金或铜合金散热片。被动式是在显卡中心上安装铝合金或铜合金散热片。第第5 5章章 显示卡显示卡一块显卡作为主卡，其他作为副卡，副卡协同主卡进展分担任务。一块显卡作为主卡，其他作为副卡，副卡协同主卡进展分担任务。SLISLICorssFireCorssFire 5 5多显卡技术多显卡技术 NVIDIA NVIDIA的多显卡技术称的多显卡技术称SLISLI双卡并联，双卡并联，AMD-ATIAMD-ATI的多显卡技术的多显卡技术称称CorssFireCorssFire交叉火力。交叉火力。经过两块或多块经过两块或多块PCI ExpressPCI Express显卡的协同任务来提升整个系统的显显卡的协同任务来提升整个系统的显示效能的技术。示效能的技术。