PC介绍之显卡

一、什么是显卡？

  显示接口卡（Video card，Graphics card）、显示器配置卡简称为显卡，是个人电脑基本组成部分之一。

  用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件。

  民用显卡芯片供应商主要包括AMD（原ATI）和NVIDIA(英伟达)两家。

二、显卡分类

显卡按照分类存在位置分为集成显卡和独立显卡两大类。

1.集成显卡

显卡目前有两种存在形式。

  一种是指主板芯片组集成了显卡芯片，使用这种芯片组的主板就可以不需要独显就实现显示功能，满足一般的应用需求。集成显卡的主板一般不带有显存，使用系统的一部分内存作为显存，一般可以在BIOS里面调整，一般在BIOS里面调节上线是256M。

  目前这种主板集成显卡已经被淘汰。

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  一种是指处理器内部集成了显卡芯片，即“核显”。一般分为AMD现在的“APU”和英特尔的“核芯显卡”。显存同样从内存分享而来，由于核显性能的飞跃，现在的核显对内存性能的依赖很严重，还会较大程度的影响CPU的性能。

2.独立显卡

  独立显卡，简称“独显”，是指一块独立于主板的板卡存在，需要插在主板的相应接口上的显卡。独立显卡具备单独的显存，不占用系统的内存（但当独立显存不够用时可以共享内存作为显存），而且技术上领先于集成显卡，能够提供更好的显示效果和运行性能。

  独显由于拥有独立的一套运行环境，使得其核心运算有很大的发挥控件，因而性能相对于集成显卡来说有较大的飞跃。不过对于低端入门独显来说，并非一定比集显的性能要好。这种情况出现的原因是因为核显性能的飞跃。不过，较高性能的核显对应的CPU型号也属于高端，价格上也是比较昂贵的。

(1)显示核心(GPU)

  GPU全程是Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时。如果说CPU是整个机器的心脏，那么GPU就是整个显卡的心脏，那么GPU就是整个显卡的心脏。显卡负责的图形处理全部依靠这个颗小小的GPU。一般来说，衡量GPU工作能力的参数有两个：流处理器数量和核心工作频率。其他特性：光栅单元(ROPS),L1缓存，核心面积，制造工艺。

  GPU有不同的架构，其包含的参数直接决定了显卡的性能的高低。主要参数是流处理器和显存控制器，与GPU代号有关。

(2)显卡PCB

  印刷线路板(PCB, Printed Circuit Board)主要功能是提供电子元器件之间的相互连接。如果一张显卡连最基本的电路都设计不好的话，即使有再好的电容、显存颗粒等等可能也无法稳定的运行，更不要说超频。所以PCB对显卡来说是非常重要的。一般来说，PCB的层数越多，长度越长，容纳的电气元件越多，电路越复杂，用料越多，显卡性能越好。

  PCB上主要查看的是用料的高低。可以通过粗略查看电子元件的密度，显卡供电相数来判断同型号显卡的好快。

(3)显存

  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被提取的渲染数据。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。显存的参数有：显存类型、容量、位宽、频率(延迟)

  从某种意义上讲，显存类型是当下选择显卡需要加大关注的地方。目前最好的显存类型是GDDR5，等效频率最高，其次是GDDR3，最后是目前最常见的DDR3。

注意： GDDR3和DDR3不是一样的，前者是专属显存，是基于DDR2内存改造而成，而DDR3是普通的内存，年代比GDDR3要新，但延迟和频率比不过GDDR3。之所以DDR3大量应用，是因为成本很低，为了缩减成本，用DDR3不足为奇。

容量

一般来说够用即可，根据自己的需求场合来选购，没必要单纯追求显存大。

• 1680*1050分辨率，1G显存
• 1440*900及其一下，512M就可以
• 1920*1080，至少1.5G显存。

对于某些场合，如极端游戏来说，2G显存可能都在1080P下不够用，所以要选购更大的显存容量。

这里介绍一下，动态共享显存技术。是将内存划分为显存，以便当显卡独立显存不够用的时候临时占用。N卡(即NVIDIA显卡)将此技术称为TC(Turbo Cache)、A卡称为HM，这也就是市面上经常听见显卡是TC1024M或者HM1024M的，这时候所谓的显存大小就是共享后独立显存和共享显存容量之和，买显卡的时候需要注意，基本上很多商家都是不标注的。

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就越大，这是显存的重要参数之一。位宽是由每个颗粒的位宽和使用数量决定的，比如每个颗粒32bit宽，使用8颗并联就是256bit位宽了(其实容量就是这样决定的，128M*8=1024M)。位宽的作用就是增大
带宽。

引申：
晶圆，一般有6英寸、8英寸及12英寸规格不等，晶片就是基于晶圆生产出来的。晶圆上一个小块，一个小块，就是晶片晶圆体，也名Die，经过封装之后就成为一个闪存颗粒。

显存频率

频率，显存的实际频率，等效频率是两个概念。

由于现在显存都基于DDR系列内存改造，DDR因为能在时钟的上升沿和下降沿都能传送数据，所以比SDR同频效率高了一倍，因而就有了等效频率这一说法。GDDR3和DDR3都是等效两倍，而GDDR5是2倍于GDDR3的数据预取量和DQ并行总线，使得GDDR5显存的实际速度又快了一倍，等效4倍。这也就是为什么GDDR5频率很高，只是等效频率高了，实际频率和GDDR3差不远(实际频率取决于物理特性，即颗粒的的固有频率所决定)。

引申:
SDR为SDRAM,即Synchronous DRAM（同步动态随机存储器），曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型，即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。既然是“同步动态随机存储器”，那就代表着它的工作速度是与系统总线速度同步的。SDRAM内存又分为PC66、PC100、PC133等不同规格，而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度，比如PC100，那就说明此内存可以在系统总线为100MHz的电脑中同步工作。

带宽

除容量外、类型、位宽和频率能共同决定一个重要的参数-----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 = 等效频率 X 显存位宽 / 8s

带宽越大，意味着对GPU数据吞吐的能力越大，举个例子，水管的大小就是带宽，水流就是GPU的数据，水流小没有限制，大了水管小就会出现瓶颈了。因此，对带宽的要求就是：够用即可。

带宽的高低并不能直接对比不同型号的显卡高低。

(4)散热

显卡散热一般是风冷主动散热，就是在散热片上加装风扇，被动散热指的是没有风扇，依靠自然气流散热。

散热的好坏可以通过散热面积大小，铜管直径和数量，风扇类型和数量来判断。

主动散热用到的风扇有两种，普通散热风扇和涡轮风扇。前者一般转速低进风量较小，通常会配多个风扇在高端显卡上；而后者转速较高，进风量较大，一般一个显卡只用一个涡轮风扇，但噪音较大。通常只有公版高端卡才会用涡轮。

被动散热一般鳍片比较宽厚，覆盖面积大，应用于发热比较小的低端显卡。

当然还有一种就是水冷散热，这个就是属于DIY，不做介绍。

(5)金手指

显卡的金手指(connecting finger)是显卡与插槽的连接部件，所有的信号都是通过金手指进行传送的。金手指由众多金黄色的导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”。金手指的形状代表了该显卡的插槽类型，目前显卡都是PCI-E 16X接口的，过去的显卡有AGP和PCI接口的。

(6)供电接口

PCI-E 16X接口对显卡提供了75W供电，能满足中低端显卡的需求。但高端显卡供电不够，只能需要电源对其独立供电，于是就有了供电接口。理论上6PIN接口能提供75W的供电，8PIN接口提供150W。

(7)显示接口

显示接口是指显卡与显示器、电视机等图像输出设备连接的接口。下面介绍目前常见的显示四个接口。

(8)多卡互联技术

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