显卡工作原理结构及发展
南京晓庄学院行知学院计算机6班
摘要：随着计算机技术发展迅速，各种计算机硬件也一样快速更新。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务，对于喜欢玩游戏和从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。而各种游戏，设计方面的需求也越来越大，于是显卡的升级是不可缺少的，并且显卡成为每个游戏玩家常常谈论的话题。生活质量的提高让各位对画面极致的追求愈加强烈。
关键词：显卡，游戏，ＧＰＵ，超频，交火
The Working principle Structure and Development of Graphics
ZHANG Tianji
Abstract: with the rapid development of computer technology, computer hardware too fast update. The card is an important part of the host computer, undertake the output display gr
aphics tasks, to love playing games and engaged in professional graphic design graphics very important people. And all kinds of game, the design demand is also growing, so the video card upgrade is indispensable, and graphics into each game game player often talk about the topic. The improvement of the quality of life for the ultimate pursuit of more intense picture.
Keywords: graphics, games, GPU, overclocking, CrossFire
引言：显卡全称显示接口卡，又称为显示适配器，显示器配置卡简称为显卡，是个人电脑最基本组成部分之一。显卡的用途是将计算机系统天什么地什么成语?所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，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，是“人机对话”的重要设备之一。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务，对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。 民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD和Nvidia 两家徐婧荧。
1、显卡的工作原理
我们看到的图像都是模拟信号，而计算机所处理的都是0101类的数字信号。数据一旦离开 CPU，必须通过 4个步骤，最后才会到达显示屏成为图像:
1、经过总线进入显卡芯片——将CPU送来的数据送到显卡芯片里面进行处理。
2、从显示芯片进入显存——将显示芯片处理完的资料送到显存。
3、从显存进入RAMDAC (数/模转换器)——从显存读取出资料送到 RAM DAC 进行数据转换。
4、从RAMDAC 进入显示器——将转换完的模拟信号送到显示屏
我们所看到的显示效果最后处理的结果，系统效能的高低由以上四步共同适合婚礼上唱的歌曲决定，它与显示卡的效能不同，如要严格区分，显示卡的效能只决定了中间两步。第一步是由 CPU 进入到显示卡里面，最后一步是由显示卡直接送资料到显示屏上。最慢的步骤就是整体速度的决定步骤.
坚持到底的名言2、显卡的结构
2．1 GPU
GPU全称是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。GPU所采用的核心技术有硬件T&L（几何转换和光照处理）、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。GPU的生产主要由NVIDIA与AMD两家厂商生产。
2.1.1开发代号
每个GPU都有开发代号，所谓开发代号就是显示芯片制造商为了便于显示芯片在设计、生产、销售方面的管理和驱动架构的统一而对一个系列的显示芯片给出的相应基本代号。开发代号的作用是降低显示芯片制造商的成本、丰富产品线以及实现驱动程序的统一。一般来说，显示芯片制造商可以利用一个基本开发代号在通过控制渲染管线数量、顶点着单元数量、显存类型、显存位宽、核心和显存频率、所支持的技术特性等方面来衍生出一系列的显示芯片从而满足不同的性能、价格、市场等不同的定位，还可以把制造过程中具有
部分瑕疵的高端显示芯片产品通过屏蔽管线等方法处理成为完全合格的相应低端的显示芯片产品出售，从而大幅度降低设计和制造的难度和成本，丰富自己的产品线。同一种开发代号的显示芯片可以使用相同的驱动程序，这为显示芯片制造商编写驱动程序以及消费者使用显卡都提供了方便。
同一种开发代号的显示芯片的渲染架构以及所支持的技术特性是基本相同的，而且所采用的制程也相同，所以开发代号是判断显卡性能和档次的重要参数。同一类型号的不同版本可以是一个代号，例如：GeForce (GTX260、GTX280、GTX295) 代号都是GT200；而Radeon (HD4850、HD4870) 代号都是RV770 等，但也有其他的情况，如：GeForce (9800GTX、9800GT) 代号是G92 ；而GeForce (9600GT、9600GSO) 代号都是G94 等。
2.1.2制造工艺
制造工艺指得是在生产GPU过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。通常其生产的精度以nm(纳米)来表示（1mm=1000000nm），精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细，提高芯片的集成度，芯片的功耗也越小。
制造工艺的微米是指集成电路内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断改进，使得器件的特征尺寸不断缩小，从而集成度不断提高，功耗降低，器件性能得到提高。芯片制造工艺在1995年以后，从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.09微米，再到主流的65 纳米、55纳米、40纳米。
2.1.3核心频率
显卡的核心频率是指显示核心的工作频率，其工作频率在一定程度上可以反映出显示核心的性能，但显卡的性能是由核心频率、流处理单元、显存频率、显存位宽等等多方面的情况所决定的，因此在显示核心不同的情况下，核心频率高并不代表此显卡性能强劲。比如GTS250的核心频率达到了750MHz，要比GTX260+的576MHz高，但在性能上GTX260+绝对要强于GTS250。在同样级别的芯片中，核心频率高的则性能要强一些，提高核心频率就是显卡超频的方法之一。显示芯片主流的只有ATI和NVIDIA两家，两家都提供显示核心给第三方的厂商，在同样的显示核心下，部分厂商会适当提高其产品的显示核心频率，使其工作在高于显示核心固定的频率上以达到更高的性能。
2．2 显存
2.2.1类型
显卡上采用的显存类型主要有SDR、DDR SDRAM、DDR SGRAM、DDR2、GDDR2、DDR3、GDDR3、GDDR4、GDDR5。
DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写(双倍数据速率) ，它能提供较高的工作频率，带来优异的数据处理性能。
毕业论文的格式
DDR SGRAM是显卡厂商特别针对绘图者需求，为了加强图形的存取处理以及绘图控制效率，从同步动态随机存取内存（SDRAM）所改良而得的产品。SGRAM允许以方块(Blocks) 为单位个别修改或者存取内存中的资料，它能够与中央处理器(CPU)同步工作，可以减少内存读取次数，增加绘图控制器的效率，尽管它稳定性不错，而且性能表现也很好，但是它的超频性能很差显卡。
XDR2 DRAM：XDR2的系统架构源于XDR，而不像XDR相对于RDRAM那样有着巨大的差异，这从它们之间的系统架构的比较中就可以体现出来。 XDR2与XDR系统整体在架构上
的差别并不大，主要的不同体现在相关总线的速度设计上。首先，XDR2将系统时钟的频率从XDR的400MHz提高到500MHz;其次，在用于传输寻址与控制命令的RQ总线上，传输频率从800MHz提升至2GHz，即XDR2系统时钟的4倍；最后，数据传输频率由XDR的3.2GHz提高到8GHz，即XDR2系统时钟频率的16倍，而XDR则为8倍，因此，Rambus将XDR2的数据传输技术称为16位数据速率（Hex Data Rate,HDR）。 Rambus表示，XDR2内存芯片的标准设计位宽为16bit（它可以像XDR那样动态调整位宽），按每个数据引脚的传输率为8GHz，即8Gbps计算，一枚XDR2芯片的数据带宽就将达到16GB/s，与之相比，速度最快的GDDR3-800的芯片位宽为32bit，数据传输率为1.6Gbps，单芯片传输带宽为6.4GB/s，只是XDR2的40%，差距十分明显。
2.2.2带宽
显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数，位数越大则相同频率下所能传输的数据量越大。2010年市场上的显卡显存位宽主要有128位、192位、256位几种。而显存带宽=显存频率X显存位宽/8，它代表显存的数据传输速度。在显存频率相当的情况下，显存位宽将决定显存带宽的大小。例如：同样显存频率为500MHz的128位和256位显存，它
们的显存带宽分别为：128位=500MHz*128/8=8GB/s；而256位=500MHz*256/8=16GB/s，是128位的2倍。显卡的显存是由一块块的显存芯片构成的，显存总位宽同样也是由显存颗粒的位宽组成。显存位宽=显存颗粒位宽×显存颗粒数。显存颗粒上都带有相关厂家的内存编号，可以去网上查其编号，就能了解其位宽，再乘以显存颗粒数，就能得到显卡的位宽。其他规格相同的显卡，位宽越大性能越好。
2.2.3容量
其他参数相同的情况下容量越大越好，但比较显卡时不能只注意到显存。比如说384M的9600GT就远强于512M的9600GSO，因为核心和显存带宽上有差距。选择显卡时显存容量只是参考之一，核心和带宽等因素更为重要，这些决定显卡的性能优先于显存容量。但必要容量的显存是必须的，因为在高分辨率高抗锯齿的情况下可能会出现显存不足的情况。市面显卡显存容量从256MB-4GB不等。
2.2.4封装类型
TSOP (Thin Small Out－Line Package)薄型小尺寸封装
王牌对王牌鹿晗
QFP (Quad Flat Package)小型方块平面封装
MicroBGA (Micro Ball Grid Array)微型球闸阵列封装，又称FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array)
2004年前的主流显卡基本上是用TSOP和MBGA封装，TSOP封装居多。但是由于nvidia的gf3.4系的出现，MBGA成为主流，mbga封装可以达到更快的显存速度，远超TSOP的极限400MHZ。