认识显示卡 武彬 2001年 10期 自从很久以前告别了穿孔卡片和打孔纸带以后，显卡就成为了一台计算机最基础的配置之一。到了现在，没有显示卡和与它连接的显示器，我们几乎无法知道一台计算机的主机究竟在干什么。 　　#1 初步了解 　　 一说到显示卡和显示器，就不能不提到这几个名词：分辨率、色深和刷新频率。 　　 分辨率也叫解析度，指显示卡在显示器屏幕上所描绘的点的数量，用“横向点数×纵向点数”的方式来表示。比如800×600就表示在横向上有800个点，纵向上有600个点。对显示器来说，与之密切相关的指标是点距，即显示器上相邻两点之间的距离。在屏幕大小不变的情况下，点距越小，能显示的点就越多，相应的，所显示的图像的精度也就越高。 　　 色深是指某个确定的分辨率下，描述每一个像素点的色彩所使用的数据的长度，单位是“位”（bit）。它决定了每个像素点可以有的色彩的种类。比如8位色深，像素点所能使用的颜色就有2的8次方即256种。不过，我们通常都直接把乘方的结果叫成颜色数，来代替色深作为挑选显示卡的指标，比如256色，增强色（16位色深，65536颜色数，也叫64K色），真彩色（24位色深，16777216颜色数，也叫16兆色）和32位色等。颜色数越多，所描述的颜色就越接近于真实的颜色。在Photoshop等专业图形软件中，甚至采用了48位色，不过对于普通用户来讲，16兆色已经接近人眼的分辨极限。值得注意的是，由于显示卡上显存数量的限制，分辨率越高，颜色数就越少。 　　 刷新频率跟RAMDAC的工作频率有极大关系，不过由于现在的显示卡所能支持的分辨率与刷新率一般都高于显示器，所以在谈显示器时强调较多，其实任何一种分辨率与刷新率都需要显示卡和显示器的共同支持。在描绘图像时，显示器以电子束从左到右，从上到下地依次描绘，因为人眼具有“视觉暂留”的特性，加上电子束扫描速度足够快，所以我们感觉显示器上是一幅完整的图像。而刷新频率，就是指显示器每秒描绘多少次图像，也就是图像在屏幕上更新的速度，以赫兹（Hz）为单位。刷新频率越高，我们的眼睛所感觉到的闪烁就越小，眼睛也就越不容易感到疲劳。同色深一样，刷新频率也和分辨率有关系，分辨率越高，能达到的最大刷新频率也就越低。 　　#1 深入结构 　　 看到这块显卡了吧（^10030501a^1），这块丽台GeForce2 GTS采用了市面上常见显示芯片中速度一流的GeForce2 GTS芯片。现在大部分显卡的结构都和它差不多，主要由电路板、显示芯片、显示内存、BIOS、RAMDAC、AGP接口、VGA插座等组成。 　　#2 电路板： 　　 不用多说了，它和主板的作用极为相似，连接显示卡的各个部件，作为它们之间传输数据的通道。不过它上面的元器件质量值得留意一下：好一点的显示卡一般是六层板，而上面的电容是贴片的比直立的好，大家可以注意一下。 　　#2 显示芯片： 　　 也和CPU的作用很像，是显示卡的“大脑”，决定了显卡的大部分性能和整块显卡的档次。它的形象也和CPU特别相似（^10030501b^2），在图1中已经被散热片所遮盖。 　　 现在的显示芯片都同时具有2D（二维）显示和3D（三维）加速的功能。2D显示是显卡最基本的功能，指显卡能显示二维的图形、图像。3D加速能力，是指显卡具有处理三维图像的能力，可以分担CPU处理三维图像时的大部分工作，达到加快总体速度、提高画质的目的。决定显示芯片3D加速能力的主要性能参数包括三角形生成速率、像素填充率、带宽等等。 　　 现在比较流行的显示卡芯片就是NVIDIA的TNT2、Geforce系列；ATI的Radeon系列；以及Matrox的G400等等。 　　 最新的显示芯片所采用的技术都相当先进，其中的不少芯片集成的晶体管数量甚至超过了CPU，和显示内存、系统内存以及CPU的数据交换量也非常巨大，所以如何和其他部件传输数据就成了较大的问题。 　　#2 显示内存： 　　 和显示芯片之间进行数据传输最频繁的要算显存了。显存的大小和速度直接制约着显示芯片性能的发挥（^10030501c^3为常见的SGRAM和SDRAM显存，前者速度较快，四边都有引脚，很好区别）。 　　 早期的2D显卡上仅仅自带了1MB显存，而要显示一张1024×768×16位色的图片，至少需要1024×768×16/6/1024/1024=1.5MB，所以那时的显卡上往往带了一两个显存的扩展插槽，用来把显存扩展到2MB。在3D加速卡出现以后，纹理数据等其他数据也需要存放在显存中，所以显存越来越大，由1MB、2MB到4MB、8MB……现在的显示卡一般都自带16MB或32MB的显存，一些高端产品甚至多达64MB、128MB。再加上各种纹理压缩技术的采用，基本能满足3D游戏对显存的要求了。 　　 显存的速度也是一个大问题。最早的2D显卡自身的处理速度较慢，普通的EDO 内存已经能够满足要求了，在3D加速卡出现后，显存也普遍换成了SGRAM、VRAM、WRAM等专业显存。不过，这些显存价格相对昂贵，所以后来越来越快的SDRAM大量进入显存市场，使显卡成本降了下来。现在的中低端显卡一般都是使用SDRAM做显存，不过不少高端产品也采用了更快的SGRAM、DDRAM、RDRAM显存。显存的速度很好辨认，和内存一样，直接查看显存颗粒上所标的型号的最后几位，就可以看出来了。如标有-6就说明这块显卡上所使用的显存速度为6纳秒（ns），数字越小速度越快。 　　#2 AGP接口： 　　 内部传输的问题解决以后，首要问题就是如何和外部交换数据了。显卡的接口由ISA升级到EISA、VESA、PCI，直到目前广泛采用的AGP，就说明了这方面的需求如何迫切。介绍主板时就已经说到了AGP（Accelerated Graphics Port），这是一种为了提高视频带宽而设计的总线规范。目前的显示卡已经全面使用了AGP技术，并且大多已经实现了AGP 4×。采用AGP规格的显卡，下面引线的宽度上下错开，为了保证良好的接触，有的还和CPU的针脚一样，镀上了一层极薄的金，所以俗称“金手指”。同时，AGP 4×显卡的引线分成三部分（详见图1），而AGP 2×和AGP 1×规格的显卡只分成两个部分。 　　#2 RAMDAC： 　　 RAMDAC的中文含义是“数-模转换器”。显存中经过显示芯片处理的数据，最终都要由它来转换成显示器可以接收的模拟信号，再通过有15个针孔的“D”形VGA插座输出到显示器。RAMDAC的转换速度，决定了显卡所在某个分辨率下能达到的最大刷新频率，其单位是MHz。比如要在1024×768的分辨率下达到85Hz的刷新频率，RAMDAC的工作速度就必须高于1024×768×85×1.344/106=90MHz（1.344和106是折算的系数）。最新显卡的RAMDAC大多工作在230MHz以上，也不乏可以达到300MHz以上的高端产品。 　　#2 BIOS： 　　 其实一块显卡完全可以看成一台小的计算机。电路板上不但有“CPU”──显示芯片、“内存”──显存，还有显卡的BIOS──VGA BIOS。同主板上的BIOS相似，这里面也记录了显示卡的型号、规格、厂商、出厂日期等基本信息和显示芯片与显卡驱动程序之间的控制程序。同主板BIOS一样，VGA BIOS也同样经过了不可改写的固化ROM到可用紫外线擦除的EPROM最后到电擦除、方便改写的Flash ROM的“进化”之路。因为VGA BIOS除了担任“桥梁”的作用以外，也对显示芯片、显存的工作频率有一定的控制，所以更新一块显卡的BIOS，同更新主板的BIOS一样，可以获得兼容性或性能上的提升。 　　#2 VGA接口： 　　 它是显示卡的输出接口，外形像一个大写的“D”（这是一种防反插设置），包含15个插孔，跟显示器的D形插头相连，输出模拟信号。 　　#2 视频输出接口： 　　 中高端显示卡上往往集成了视频输出接口，是用于连接电视机等视频设备用的，可以把影像输出到电视机上。如果你想在34英寸大屏幕彩色电视机上很爽地玩一把极品飞车，那么你不妨试试。 　　#2 特性连接器： 　　 是显示卡与视频设备交换数据的通道，通常是34针，也有26针的。它的作用不大，早期用于连接MPEG硬解压卡作为信息传送的通道，现在多用于连接显卡厂商提供的视频子卡等。 　　 到了这里，各位对显示卡可算是基本了解了吧。当然，不同的显示卡结构也各有不同，我们还需要根据具体情况，参照说明书或者一些其它资料去把握它。