看图教你认识显卡

 时间:2011-10-08  贡献者:红豆无悔

导读:显卡帝教你读懂gpu架构图_轻松做达人.doc,看图教你认识显卡在电脑部件中占据着重要的地位。 ,显卡也是倍受关注的五大硬件之一。 目前主要的电脑游戏或是电脑 3D 制作都需要一块强劲的显卡, 由于和 3D 息息相关, 所以

显卡帝教你读懂gpu架构图_轻松做达人.doc
显卡帝教你读懂gpu架构图_轻松做达人.doc

看图教你认识显卡在电脑部件中占据着重要的地位。

,显卡也是倍受关注的五大硬件之一。

目前主要的电脑游戏或是电脑 3D 制作都需要一块强劲的显卡, 由于和 3D 息息相关, 所以现 在的显卡也被称为 3D 显卡。

不同的显卡性能上会有所高低, 这里说的性能就是 3D 模型渲染的速 度快慢,而很多年前大家追求的 2D 性能已经很少被关注了。

对于一块显卡,我们应该要了解些 什么呢?相信你阅读完本篇就能找出答案。

首先,让我们看看显卡的全貌。

这块显卡是国外 Chinatech 的 GeForce 6800 标准版,从外 形上看显卡正面覆盖着巨大的散热片,周围有不少很漂亮的铝壳电容。

摘掉这个巨大的散热片, 我们就可以看到显卡的真正模样了。

接下来,我们介绍一下显卡的各个部分。

显卡芯片 显卡芯片在显卡中扮演非常重要的角色, 显卡的等级直接由显卡芯片来划分, 所以很多显卡 你只需要了解它使用的显卡芯片,就能对整块显卡的性能略知一二了。

下面这幅图就是 GeForce 6800 核心(图 3),一般来说芯片都位于整个显卡的中央,根据封装不同,如 TPBGA、FC-BGA 等,在外观上也有不小的差异。

大部分的核心上都有代码,不少芯片上直接能够看出显卡芯片的型号。

如 Radeon 9550 核心的显 卡芯片,核心上的第一排就有 Radeon 9550 的字样,我们可以很直观地看出芯片的型号。

不过也 有的芯片只是标明了研发代码,如 nVIDIA 的 NV18、NV31,ATi 的 R340、R420 等等,这些研发代

码表示不同型号的芯片。

从 nVIDIA 的 GeForce 256 开始,显示芯片就有了新的名称——GPU,意思是图形处理器,和计算 机系统的 CPU 遥相呼应。

的参数很多, GPU 我们一般要了解的是核心频率, MHz 为单位, FX5200 以 如 的核心频率为 250MHz。

核心频率越快,GPU 的运算速度也就越快。

但在性能上还要取决于很多方 面,如渲染管道的数量,这个渲染管道就像是生产线一样,生产线越多,相同时间内生产出来的 产品就越多,性能就越好。

显存 显存,直意就是显示缓存,主要作用就是将显示芯片处理的数据临时储存起来,这些数据包 括已经处理和将要处理的数据, 所以显示芯片和显存之间的通道就十分的重要, 畅通与否直接关 系到显卡的性能。

从第二张图片所示裸露的显卡上,我们可以看到有 8 颗黑色的芯片,它们就是显卡的显存, 相当于电脑系统中内存的作用,当主芯片一定的情况下,显卡的性能高低就由显存来决定了。

显 存从封装上来说通常有三种:TQFP(Thin Quad Flat Package,小型方块平面封装)、TSOP(Thin Small Out-Line Package,薄型小尺寸封装)和 mBGA(Micro Ball Grid Array,微型球栅阵

列封装)。

TQFP 封装的显存四面都有引脚(图 5),而且表面积较大,所以很好辨认。

TSOP 封装的显存是目前最普遍使用的一种显存,它的外表成长方形,长的两边有引脚,所以也 比较好辨认。

由于受到频率的限制,高端的显卡普遍使用的是 mBGA 封装的显存,这种显存外表看起来成正方 形,而且四周都没有引脚,也十分有特色。

显存从类型上来说目前主要有以下几种:SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory, 同步动态随机存取存储器)、DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM 双倍速数据传输同步动态随 机存取存储器)、DDRⅡ/Ⅲ SDRAM。

SDRAM 简称称为 SDR,在早期的显卡和内存上都使用过,其特点就是在一个时钟周期内进行 一次数据读写,有效频率和实际频率一样。

而 DDR SDRAM 则可以在一个时钟周期内,利用波形的 上升沿和下降沿各进行一次触发,这样一来,一个时钟周期内就能进行两次数据读写,有效频率 将是实际频率的两倍。

DDRⅡ SDRAM(图 8)则是由于新款 GPU 需要高数据带宽而采用的,是 DDR SDRAM 的升级产品,与 DDR 第一代相比,DDRⅡ具有更低的功耗、更高的频率、更小的延迟时间、

当然也具备更高的带宽。

DDRⅢ和 DDRⅡ相比,也是表现在能够获得更高的频率,当然高频率带来的发热量提升,所以很 多高端的显卡上都覆盖着厚厚的散热片,而普通显存就不需要了。

显卡接口 显卡的接口很多,有输出的也有输入的,靠近机箱的一边,我们可以看到显卡有不少的外部 接口,从左往右分别是 S-Video、DVI 和 VGA 接口。

S-Video 是用来连接电视机的,目前大部分 的电视机都有 AV 口和 S-Video 口,利用连接线就能够使电脑显示的画面从电视机来输出。

DVI

接口又称为数字接口,是用来连接一些高端的液晶显示器的,数字接口和传统的模拟信号相比, 在清晰度上会有更惊人的表现,所以目前这个接口很流行。

VGA 就是传统的显示器接口,现在很 多的 CRT 显示器还在使用这个接口。

在 GPU 的下方, 有一排金色的接触点就是显卡与主机板连接的桥梁, 目前比较流行的是 AGP 接口 规范,从最早的 AGP1X、2X 到现在的 AGP4X、8X,它们的区别就是 AGP 的带宽。

但过不了多久, 新的接口规范就要普及了,这就是 PCI-E 接口规范,它能够达到 16X 的位宽,所以能够满足越来 越多的数据交换的需求。

为了保证显卡具备良好的电气连接特性, 故所有规范都将此接口进行了镀金处理, 俗称金手 指。

金手指除了要提供显卡芯片和主板之间的数据交换外,还要提供整个显卡的电能,但由于很 多高端的芯片用电量大, 单单靠金手指无法达到要求, 于是就有了外接主机电源上的标准 4 芯或

非标准 6 芯电源接口;当然目前中低档的显卡还不需要这个接口。

显卡的分立元件 显卡除了显卡芯片、显存以外还有不少的分立元件,如电阻、电容、线圈和 Mos 管等等。

通 过这些元件才将核心与显存组合成一个整体。

1.GPU 核心电压转换电路,一般是由 1 个电源芯片+2 个 MOS 管+6 个贴片大电容+大个的 黑色方体电感所组成,电源芯片一般有两路输出或是一路输出,根据不同的设计有不同的方案, 一路输出就单单给 GPU 供电,两路则还要承担显存的供电任务。

2.显卡的 BIOS 芯片,通常是一颗闪存,它存储了显卡的一些基本的配置信息及驱动程序, 如我们经常说的核心频率和显存频率,默认值就存放在 BIOS 芯片中,所以如果我们不改变 BIOS 内容,即使我们在操作系统中超频使用显卡了,重启之后还会恢复到原来的默认值。

3.显存电压转换电路,一般是由 1 个稳压芯片+2 个贴片电解电容组成,为显存提供所需 电能。

也有的设计是利用给 GPU 供电的另一路来供电的,效果也十分不错。