解析显卡 龙飞 2000年 第21期 　　显卡是计算机内主要的板卡之一。我们知道，CPU处理的是数字信号，而显卡则承担了后续图像的处理、加工及转换为模拟信号等工作，其重要性不言而喻。由于近几年来显卡技术的飞速发展，有些技术和概念对初学者来讲过于深奥，当他们在看到有关介绍显卡的文章的时候，被里面众多的指标罗列和技术评测弄得云里雾里。这里，将为大家讲解有关显卡的一些基本指标和数据的产生和由来，让大家对显卡有个比较全面和透彻的了解。 #1　　一、显卡的基本结构和主要器件 　　显卡上主要的部件有：显示芯片、RAMDAC、显存、BIOS、VGA插座、特性连接器等。有的显卡上还有可以连接彩电的TV端子或S端子。一些近期出现的显卡由于运算速度快，发热量大，在主芯片上用导热性能较好的硅胶粘上了一个散热风扇（有的是散热片），在显卡上有一个2芯或3芯插座为其供给电源。（^21030501a^） 　　1.显示芯片 　　显示芯片是显卡的“心脏”，决定了显卡的档次和大部分性能，同时也是2D显卡和3D显卡区分的依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖CPU的处理能力，称为“软加速”。如果将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内，也即所谓的“硬件加速”功能，就构成了3D显示芯片。显示芯片通常是显卡上最大的芯片（也是引脚最多的），中高档芯片一般都有散热片或散热风扇。显示芯片上有商标、生产日期、编号和厂商名称，例如“S3”、“3dfx”、“nVidia”等。每个厂商都有不同档次的芯片，不能只看商标决定芯片档次，要结合型号来判别，芯片的档次可以简单地分为： 　　2D显卡：8900、9000、9440、9685等； 　　3D一代：S3的Virge系列、Trident的9750、9850等； 　　3D二代：Matrox的G100、3Dlabs的Permedia2、3dfx的Voodoo （3D子卡）、nVidia的Riva128及Riva128ZX、SiS的SiS6326、ATI的RagePro、Intel的i740、S3的Trio－3D等； 　　3D三代：Matrox的G200、3dfx的Voodoo 2（3D子卡）和VooDoo Banshee、 nVidia的RivaTNT、ATI的Rage128、Intel的i740Plus、S3的Savage 3D等； 　　3D四代：3dfx的Voodoo 3、nVidia的RivaTNT2、S3的Savage4、G400等； 　　3D五代：nVidia的GeForce 256、S3的Savage 2000、3dfx的Voodoo 4/5以及ATI的Rage Fury MAXX等。 　　2.RAMDAC 　　其含义是“数模转换器”，它的作用是将显存中的数字信号转换为能够用于显示的模拟信号。RAMDAC的转换速率以MHz表示，决定了刷新频率的高低（与显示器的“带宽”意义近似）。该数值决定了在足够的显存下，显卡最高支持的分辨率和刷新率。如果要在1024×768的分辨率下达到85Hz的分辨率，RAMDAC的速率至少是90MHz。现在显卡的RAMDAC至少是170MHz，高档显卡的多在230MHz以上，第四、五代3D显卡大多采用了300MHz以上的RAMDAC。为了降低成本，有些厂商将RAMDAC做到了显示芯片内，在这些显卡上找不到单独的RAMDAC芯片。 　　3.显存 　　与主板上的内存一样，显存也是用于存放数据的，只不过它存放的是显示芯片处理后的数据。3D显卡的显存较一般显卡的显存不同之处在于：3D显卡上还有专门存放纹理数据或Z－Buffer数据的显存。 　　4.BIOS 　　又称“VGA BIOS”，主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序，另外还存放有显卡型号、规格、生产厂家、出厂时间等信息。早期显卡BIOS是固化在ROM中的，不可以修改，而现在多数显卡则采用了大容量的EPROM，可以通过专用的程序进行改写升级。 　　5.总线接口： 　　显卡要插在主板上才能与主板互相交换数据。与主板连接的接口主要有ISA、EISA、VESA、PCI、AGP等几种。ISA和EISA总线带宽窄、速度慢，VESA总线扩展能力差，这三种总线已经被市场淘汰。现在常见的是PCI和AGP接口。 　　6.VGA插座： 　　它是一个有15个插孔的插座，外型有点像大写的“D”（防止插反了）。与声卡上的MIDI连接器不同的是，VGA插座的插孔分三排设置，每排5个孔，MIDI连接器有9个孔，两排设置，比前者长一点，扁一点。VGA插座是显卡的输出接口，与显示器的D形插头相连，用于模拟信号的输出。 　　显卡上的绝大多数部件已经叙述完毕，另外，不同显卡的性能指标不同，工作方式也不完全一样，有的显卡将显示芯片的功能分开，分别做成集成电路，这样显卡上的主芯片就有两个或两个以上（如VooDoo Ⅱ有两个纹理处理芯片和一个贴图处理芯片，共三个主芯片）；还有的显卡为完成某项特定功能而单独制作了一些部件（如SLI连接插座等），这些特殊的部件不胜枚举，限于篇幅还请读者仔细研究显卡说明书或到该显卡生产商的主页上获取相应信息。 #1　　二、性能各异的显存 　　由于3D的应用越来越广泛，以及高分辨率、高色深图形处理的需要，对显存速度的要求也越来越快，从早期的DRAM，一直到现在经常见到的SDRAM、SGRAM以及DDR DRAM，速度越来越快，性能越来越高。 　　1.EDO DRAM （Extended Data Out DRAM）：扩展数据输出DRAM。对DRAM的访问模式进行了一些改进，缩短内存有效访问的时间。 　　2.VRAM （Video DRAM）：视频RAM。这是专门为了图形应用优化的双端口存储器（可同时与RAMDAC以及CPU进行数据交换），能有效地防止在访问其他类型的内存时发生的冲突。 　　3.WRAM （WINDOWS RAM）：增强型VRRAM，性能比VRAM提高20％，可加速常用的如传输和模式填充等视频功能。 　　4.SDRAM （Synchronous DRAM）：同步DRAM。它与系统总线同步工作，避免了在系统总线对异步DRAM进行操作时所需的额外等待时间，可加快数据的传输速度。 　　5.SGRAM （Synchronous Graphics DRAM）：同步图形RAM，增强型SDRAM。它支持写掩码和块写。写掩码能够减少或消除对内存的读——修改——写的操作；块写有利于前景或背景的填充。SGRAM大大地加快了显存与总线之间的数据交换。 　　6.MDRAM （Multibank DRAM）：多段DRAM。MDRAM可划分为多个独立的有效区段，减少了每个进程在进行显示刷新、视频输出或图形加速时的时间损耗。 　　7.RDRAM （Rambus DRAM）：主要用于特别高速的突发操作，RDRAM的16位带宽可达1.6Gbps（EDO的极限带宽是533Mbps），32位带宽更是高达4Gbps。 　　8.DDR DRAM（Double Data Rate DRAM）：DDR DRAM是SDRAM的改进型产品，采用延迟锁相环技术，提供对于数据进行准确定位的数据选通信号，使数据无论是在时钟的上升沿还是下降沿都可以进行传输，从而在时钟频率不变的情况下，将数据传输率提高了一倍。新型显卡GeForce 256系列就广泛采用了此种显存。 #1　　三、3D显卡的3D基本功能： 　　1.Alpha Blending：Alpha混合。Alpha是3D纹理元素颜色特性中的特殊通道，利用它可对纹理（Texture）图像进行颜色混合，产生透明效果。 　　2.Billinear Filternig：双线过滤。一种纹理映射技术，能够减少在纹理缩放时由于色彩分配不均而产生的块状图。 　　3.Dithering：抖动。这是变化颜色像素（Pixel）的排列以得到一种新颜色的过程。 　　4.Flat Shading：一种基本的绘制技术，用它绘制的每个三角形内部都使用同种颜色。 　　5.Fogging：雾化。将某种颜色与背景混合从而隐藏背景以达到雾状效果。 　　6.Gouraud Shading：用三角形顶点的颜色来进行插值（Interpolation）确定三角形内部每个点的颜色。 　　7.Mipmap：MIP映射。它可以在内存中保存不同分辨率和尺寸的纹理图形，当3D对象移动时允许纹理光滑变化。 　　8.Perspective Correction：透视修正。在不同的角度和距离都能更真实地反映在3D场景中进行的光滑的纹理变化。 　　9.Point Sampled：点抽样。一种简单的纹理映射技术，用最近的纹理元素来决定当前点的颜色。 　　10.Texture Mapping：纹理映射。在3D物体上贴上位图（Bitmap）或图像，使物体具有真实感。 　　11.Transparency：透明。 　　12.Z－Buffer：它是用来存放场景像素深度的显存区。 　　13.Gamma Correction：伽马纠正。为了补偿由于显示器偏差而导致的图形失真，伽马纠正就是对图形进行亮度纠正。 #1　　四、PCI与AGP 　　3D显卡需要在显存和主存间进行大量的图形纹理数据传输处理，在640×480 /800×600的分辨率下，需要以100Mbps / 150Mbps的传输速率传送大量的位图数据，而且其它一些PC数据也要通过PCI总线，这使得最大传输速率仅有133Mbps的PCI总线不堪负重，成为3D图形处理的瓶颈。 　　AGP（Accelcrated Graphics Port）即加速图形端口。是一种为了提高视频带宽而设计的总线规范。AGP总线可以使视频信号的最大数据传输速率达到266MB／s（1X模式）、533MB／s（2×模式）、1.06GB／s（4×模式）。 　　AGP与PCI比较，除了体现在带宽的提高上，更为主要的是AGP的DIME工作方式。所谓DIME工作方式，就是允许显卡在显存容量不足的情况下，直接调用系统的主内存。DIME有三大特点：节省显存；可以实现更加细致的图形效果，其最多可以调用64MB系统主存来作为AGP显卡的材质缓存；减少主存与显卡之间的数据传输量。 　　看了上面的介绍，应当对显卡有一个基本情况的了解了吧？如果本文能使你对显卡的认识有些许的进步，将使我感到无比荣幸，这也正是我写此文的目的。