1 什么是显卡?
显卡是连接主机和显示器之间的图形处理、转换和传输设备,即对图形函数进行加速处理,并将计算机系统中要输出的数字信号转换转换为显示器能够识别的模拟信号,用于实现在屏幕指定位置上快速、稳定、清晰地显示出相应的字符或图形。它直接决定了计算机系统的图形处理能力。

目前大多数主流的独立显卡都是安装在主板的PCI-E X16扩展槽内;而目前主流的集成显卡[核芯显卡]都是集成在CPU中,主板只提供了视频输出接口。
早期显卡的基本功能是将计算机处理的数字信号转换为显示器能够识别的模拟信号,而现代显卡的另一个重要作用就是对图形函数进行加速处理。
2 显卡的组成
显卡主要由显示芯片、显存、数模转换器、输出接口和显卡BIOS五部分组成。
I、显示芯片:显示芯片(GPU)又称为图形加速器或图像处理器,主要负责对系统总线送来的图形图像数据进行处理,即对图形函数进行处理和加速。从而减轻CPU的负担和提高显示速度。
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(1)系列:GeForce为大众系列;Quadra为专业显卡。
(2)前缀:GTX系列为高端游戏显卡;GTS/GT为入门或普通显卡;无前缀为入门显卡,多用于笔记本电脑。
(3)后缀:Ti为强化版;M为移动版。
(4)数字:第一位或前两位数代表显卡代数,比如GTX1080Ti中的10代表第十代、GTX980中的9代表第九代;后两位数表示显卡的等级,其中十位为“5”或以下为入门级显卡、十位为“6”或“7”为主流级显卡、十位为“8”为发烧级显卡。
II、显存:显存又称为帧缓存,主要用于存放GPU创立好的各帧图形显示数据。显卡性能的发挥很大程度上取决于显存,即显存的性能在一定程度上决定了显卡的基本性能。显存主要的性能参数指标如下:
(1)显存频率:显存在显卡上工作的频率,单位为MHz。显存频率在一定程度上反映了显存的速度,显存频率越高,显存速度就越快,显卡的性能也就越好。
(2)显存位宽:显存在一个时钟周期内所能传输数据的位数。显存位宽直接制约了显存带宽的大小,即显存带宽 = 显存位宽 × 显存频率 / 8。显存位宽越高,显存的带宽就越大,显卡的性能也就越好。
(3)显存容量:显存容量决定了显卡支持的最高分辨率和图像的色深,即显存容量 = 分辨率 × 色深。显存容量通常是由显示芯片所决定的,显存容量越高,显卡支持的分辨率也就越高。
色深:色位深度是用位数来表示的数码影像色彩数目的单位。
(4)显存类型:显卡使用的存储器的类型。
目前主流的显卡的显存通常都采用的是双倍数据速率(Graphics Double Data Rate,GDDR),主要有GDDR3、GDDR5、GDDR5X和GDDR6四代,目前最新的显卡采用的是GDDR6、主流的发烧级显卡采用的是GDDR5或GDDR5X、GDDR3则用于入门级显卡。
III、数模转换器:数模转换器(RAMDAC)的作用是将显存中的数字信号转换为显示器能够使用的模拟信号。现代VGA显卡已经将RAMDAC集成在显示芯片中。RAMDAC决定了显卡的最高分辨率和刷新率,即转换率 = 分辨率 × 刷新率 × 带宽系数,其中带宽系数是一个1.2-1.5的常量。
IV、输出接口:输出接口主要用于将显卡产生的信号传输给显示器。
【详情参见:5 主板 -> 5.2 插槽与接口 -> 6 视频接口】
V、显卡BIOS:显卡BIOS是视频图像卡基本输入/输出系统的简称,其功能类似于主板BIOS,主要用于控制和管理显卡上各部件之间的正常运行,并存储显卡的基本配置信息和驱动程序。
3 选购显卡的技巧
显卡是计算机系统中的图形图像处理设备,其质量和性能直接影响计算机系统图形处理和显示能力。在选购显卡时,要注意以下几个方面:
(1)注意显卡品牌:在购买时,应当注意显卡的品牌,尽量选择大品牌的显卡。
扩展知识:显卡的品牌
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(2)注意显卡芯片:显卡芯片是显卡核心,直接决定了显卡的性能,因此在购买前,应当查询相关资料,明确显卡芯片的具体参数。
(3)注意显存规格:在购买前,应当查询相关资料,明确显存规格的具体参数。
(4)注意显卡接口:在购买时,应当注意显卡提供了哪些类型的视频接口、采用PCI-E的哪个版本,以及电源接口的类型和针脚数。
(5)注意3D API:在购买前,应当查询相关资料,明显显卡的3D API支持哪些类型和版本。
扩展知识:3D API
Application Programming Interface(API)是指应用程序的接口,而3D API则是指显卡与应用程序之间的直接接口。
3D API能够让3D软件只需调用其API内的程序,就能自动和硬件驱动程序传输数据,从而启动3D芯片内强大的3D图形处理功能,从而大幅度地提高了3D程序的设计效率。同时使用3D软件也需要3D API的支持。
目前个人电脑中主要应用的是DirectX和OpenGL。
(1)DirectX:微软公司专为PC游戏开发的API,与Windows操作系统兼容性好,可绕过图形显示接口(GDI)直接进行支持该API的各种硬件的底层操作,大大提高了游戏的运行速度,而且目前基本上是免费使用的。由于要考虑与各方面的兼容性,DirectX用起来比较麻烦、在执行效率上也未见得最优。
(2)OpenGL:由Silicon Graphics公司开发,能够在Windows 95、Windows NT、Macos、Beos、OS/2、以及Unix上应用的API。由于OpenGL起步较早,一直用于高档图形工作站,其3D图形功能很强,超过DirectX,能最大限度地发挥3D芯片的巨大潜力。在Windows中已经全面支持DirectX和OpenGL。在OpenGL的1.2版中还增加了对3DNow!标准的支持。
3.1 显卡天梯图

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