文档介绍：第6章输出设备
显示卡
显示适配器简称显示卡或显卡,它是显示器与主机通信的控制电路和接口。显示卡是一块独立的电路板,安装在主板的扩展槽中。在All in one结构的主板上,显示卡直接集成在主板上。
显示卡的主要作用就是在程序运行时根据CPU提供的指令和有关数据,将程序运行的过程和结果进行相应的处理,转换成显示器能够接受的文字和图形显示信号,并通过屏幕显示出来,也就是说显示器必须依靠显卡提供的信号才能显示出各种字符和图像。
显示卡的结构
显卡通常由显示芯片、显示内存、RAMDAC、VGA BIOS、VGA插头和总线接口构成。
1. 显示芯片
在每一块显示卡上都会有一个大散热片或一个散热风扇,它的下面就是显示芯片。通常,家用娱乐型显示卡上的显示芯片均采用单芯片设计,而专业型显示卡则通常采用多个显示芯片。
通常所说的显示芯片的“位”(bit) 指的是显示芯片支持的显示内存数据宽度,较大的数据宽度可以使芯片在一个时钟周期内处理更多的信息。新型的显示芯片多为64位、128位、甚至256位,而早期的显卡芯片多为32位或16位。但是,128位芯片并不一定就会比64位芯片快两倍,因为显示卡的速度在很大程度上受所使用的显存类型以及驱动程序影响。
2. 显示内存
显示内存(显存)也是显示卡的重要组成部分。它的用途主要是用来保存由显示芯片处理好的图形数据信息,然后由数模转换器读取并逐帧转换为模拟视频信号再提供给传统的显示器使用,所以显存也被称为“帧缓存”。显卡使用的分辨率越高,在屏幕上显示的像素点也就越多,相应的所需显存容量也就越大。
显卡中衡量显存的性能指标有工作频率、显存位宽、显存带宽,和显存容量等。
(1)工作频率:显存的工作频率直接影响到显存的速度和带宽。显存的频率是很容易分辨的,显存尾数的-5、-6、-7代表的就是显存的频率,-5为200MHz,-6为166MHz,而-7则只有143MHz,即显存运行频率为后缀数字的倒数。现在越来越常用的显存开始以两位数标注结尾,例如-33、-36,这样结尾的显存并非33 ns和36 ns, ns, ns的显存一般以-2A的标识方式进行标注。
(2)显存位宽:显存位宽是指内存条的数据位宽,而不是单个内存颗粒的位宽。对于显存而言,位宽对显卡性能影响非常大。目前大部分显卡都是128位的显存位宽,ATI的部分高档显示芯片则需要搭配256位的显存。一块显卡显存的位宽是由显存颗粒决定的,其计算方法是“单颗显存的位宽×显存颗粒的数量”。比如一块显卡采用了4颗32 Bit的显存,那么显卡的显存位数总和就是128 Bit,
(3)显存带宽:显示芯片与显存之间的数据交换速度就是显存的带宽。单颗芯片有强大的处理能力,但显存带宽不高的话,显存将制约着这块芯片无法达到其设计处理能力。目前显存主要是128 Bit和256 Bit,部分低端产品是64 Bit,在相同的工作频率下,64 Bit显存的宽带只有128 Bit显存的一半(显存带宽的计算方法是:带宽=工作频率×数据位宽/8)。
3. RAMDAC
目前大部分电脑所配置的显示器仍然是传统的CRT显示器,这种显示器只能接受用信号电压幅度来控制显像管的发光亮暗程度,所以显卡中的RAMDAC必须将芯片处理后并存储在显存中的数字显示信号逐帧转换为由三种彩色亮度和行、帧同步信号所共同组成的视频信号,然后通过15针的D型插座输出供显示器使用。
RAMDAC的技术特性主要是工作时钟频率。只有足够高的工作频率RAMDAC才能在单位时间内转换更多帧的显示信号,而显示卡的帧刷新率指标(帧/秒)的基本保证条件就是RAMDAC必须在单位时间内转换足够的帧显示信号。
目前大多数显示卡上并不存在独立安装的RAMDAC芯片,这是因为厂家在生产显示芯片时已经将RAMDAC集成在其中了,这样可以降低成本,不过部分高档显示卡还是使用较高品质的独立RAMDAC芯片。
4. 显示BIOS芯片
显示BIOS芯片主要用于保存VGA BIOS程序。VGA BIOS是视频图形卡基本输入、输出系统(Video Graphics Adapter Basic Input and Output System)的缩写,它的功能与主板BIOS功能相似,主要用于显示卡上各器件之间正常运行时的控制和管理,所以BIOS程序的技术质量(合理性和功能)必将影响显卡最终的产品技术特性。
显卡BIOS芯片在大多数显卡上比较容易区分,因为这类芯片上通常都贴有标签,但在个别显卡如Matrox公司的MGAG200上就看不见,原因是它与图形处理芯片集成在一起了。另外在显卡BIOS芯片中还保存了显卡的主要技术信息,如图形处理芯片的型号规格、VGA BIOS版本和编制日