显卡结构及工作原理详细解读.pdf

。 什么是显卡？ 显卡的工作非常复杂，但其原理和部件很容易理解。在本文中，我们先来了解显卡的基本部件和它们的作用。此 外，我们还将考察那些共同发挥作用以使显卡能够快速、高效工作的因素。 显示卡 (videocard) 是系统必备的装置， 它负责将 CPU送来的影像资料 (data) 处理成显示器 (monitor) 可以了解的格式， 再送到显示屏 (screen) 上形成影像。它是我们从电脑获取资讯最重要的管道。因此显示卡及显示器是电脑最重要的部 份之一。我们在监视器上看到的图像是由很多个小点组成的，这些小点称为 像素“ ”。在最常用的分辨率设置下，屏幕显 示一百多万个像素，电脑必须决定如何处理每个像素，以便生成图像。为此，它需要一位 翻译“ ”，负责从 CPU获得二进 制数据，然后将这些数据转换成人眼可以看到的图像。除非电脑的主板内置了图形功能，否则这一转换是在显卡上进 行的。我们都知道，计算机是二进制的，也就是 0 和 1，但是总不见的直接在显示器上输出 0 和 1，所以就有了显卡， 将这些 0 和 1 转换成图像显示出来。 显卡的基本原理 。 1 。 显卡的主要部件是：主板连接设备、监视器连接设备、处理器和内存。不同显卡的工作原理基本相同 CPU与软件 应用程序协同工作，以便将有关图像的信息发送到显卡。显卡决定如何使用屏幕上的像素来生成图像。之后，它通过 线缆将这些信息发送到监视器。 显卡的演变自从 IBM 于 1981 年推出第一块显卡以来，显卡已经有了很大改进。第一块显卡称为单色显示适配器 （MDA），只能在黑色屏幕上显示绿色或白色文本。而现在，新型显卡的最低标准是视频图形阵列（ VGA），它能显示 256 种颜色。通过像量子扩展图矩阵（ QuantumExtendedGraphicsArray ，QXGA）这样的高性能标准，显卡可以在最高达 2040x1536 像素的分辨率下显示数百万种颜色。 根据二进制数据生成图像是一个很费力的过程。为了生成三维图像，显卡首先要用直线创建一个线框。然后，它 对图像进行光栅化处理（填充剩余的像素）。此外，显卡还需添加明暗光线、纹理和颜色。对于快节奏的游戏，电脑 每秒钟必须执行此过程约 60 次。如果没有显卡来执行必要的计算，则电脑将无法承担如此大的工作负荷。 显卡工作的四个主要部件 显卡在完成工作的时候主要靠四个部件协调来完成工作，主板连接设备，用于传输数据和供电，处理器用于决定 如何处理屏幕上的每个像素，内存用于存放有关每个像素的信息以及暂时存储已完成的图像，监视器连接设备便于我 们查看最终结果。 处理器和内存 像主板一样，显卡也是装有处理器和 RAM的印刷电路板。此外，它还具有输入 / 输出系统（ BIOS）芯片，该芯片用 于存储显卡的设置以及在启动时对内存、输入和输出执行诊断。显卡的处理器称为图形处理单元（ GPU），它与电脑的 CPU类似。但是， GPU是专为执行复杂的数学和几何计算而设计的，这些计算是图形渲染所必需的。某些最快速的 GPU 所具有的晶体管数甚至超过了普通 CPU。GPU会产生大量热量，所以它的上方通常安装有散热器或风扇。 。 2 。 除了其处理能力以外， GPU还使用特殊的程序设计来帮助自己分析和使用数据。市场上的绝大多数 GPU都是 AMD 和 NV生产的，并且这