论文部分内容阅读
显卡又称为视频卡、视频适配器、图形卡、图形适配器和显示适配器等等。它是主机与显示器之间连接的“桥梁”，作用是控制电脑的图形输出，负责将CPU送来的的影象数据处理成显示器认识的格式，再送到显示器形成图象。通常主要我们对显卡的处理芯片以及显卡的显存，以及视频解码技术非常的关注，是因为一款性能超群的显卡必然离不开以上三个技术参数。
◎图形处理芯片
图形处理芯片，也就是我们常说的GPU(Graphic Processing Unit即图形处理单元)。GPU是显示卡的“心脏”，也就相当于CPU在电脑中的作用，它决定了该显卡的档次和大部分性能，同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。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”。3D显示芯片是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。显示芯片通常是显示卡上最大的芯片（也是引脚最多的）。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多边形转换与光源处理、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。现在市场上的显卡大多采用nVIDIA和ATI两家公司的图形处理芯片。
◎显存
显存全称显示内存，与主板上的内存功能基本一样，显存分为帧缓存和材质缓存，通常它是用来存储显示芯片(组)所处理的数据信息及材质信息。当显示芯片处理完数据后会将数据输送到显存中，然后RAMDAC从显存中读取数据，并将数字信号转换为模拟信号，最后输出到显示屏。所以显存的速度以及带宽直接影响着一块显卡的速度，即使你的显卡图形芯片很强劲，但是如果板载显存达不到要求，无法将处理过的数据即时传送，从而导致速度下降。
☆显存品牌
目前市场上，显卡上采用得最多的是SAMSUNG(三星)和Hynix(英力士)的显存，其他还有EtronTech(钰创)，Infineon(英飞凌)，Micron(美光)、EliteMT/ESMT(台湾晶豪)等品牌，这些都是比较有实力的厂商，品质方面有保证。
☆显存类型
目前被广泛使用的显存就只有SDRAM和DDR SDRAM。而且SDRAM基本被淘汰了，主流都是采用DDR SDRAM。
DDR SDRAM：DDR是Double Data Rate是缩写，它是现有的SDRAM的一种进化。DDR在时钟周期的上升沿和下降沿都能传输数据，而SDRAM则只可在上升沿传输数据，所以DDR的带宽是SDRAM的两倍，因此理论上DDR比SDRAM的数据传输率也快一倍。现在DDR已经发展到DDRII甚至到DDRIII，高端显卡已开始采用DDRII或者DDRIII显存。
☆显存封装方式
显存封装形式主要有TSOP(Thin Small Out－Line Package，薄型小尺寸封装)、QFP(Quad Flat Package，小型方块平面封装)和MicroBGA(Micro Ball Grid Array，微型球闸阵列封装)三种。目前的主流显卡基本上是用TSOP和mBGA封装，其中又以TSOP封装居多.
TSOP封装方式：TSOP的全名为“Thin Small Out-Line Package”，即“薄型小尺寸封装”，它在封装芯片的周围做出引脚，这种封装，寄生参数减小，适合高频应用，操作方便，可靠性较高，是一种比较成熟的封装技术，也是目前市面最常见的。
MicroBGA封装方式：又名为144Pin FBGA、144-BALL FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array)封装技术，与TSOP不同，它的引脚并非裸露在外的，所以看不到这种显存都看不到引脚。这个封装的内存芯片颗粒的实际占用面积比较小。这种封装技术的优势在于：会带来更好的散热及超频性能。因此，内行人一看到这种封装的显存就基本上可以估计到这款显卡有多大的超频潜力。这是因为采用这种封装方式显存的PIN脚都在芯片下部，电连接短，电气性能好，也不易受干扰。目前多数高速内存、显存颗粒都是使用这种封装方式。
☆显存速度
显存的速度以ns(纳秒)为计算单位，现在常见的显存多在2ns-6ns之间，数字越小说明显存的速度越快，其对应的理论工作频率可以通过公式：工作频率(MHz)＝1000/显存速度(如果是DDR显存，工作频率(MHz)＝1000/显存速度×2)。例如5ns的显存，工作频率为1000/5=200MHz，如果DDR规格的话，那它的频率为200×2=400MHz。
☆显存带宽
显存带宽指的是一次可以读入的数据量，即表示显存与显示芯片之间交换数据的速度。带宽越大，显存与显示芯片之间的"通路"就越宽，数据"跑"得就更为顺畅，不会造成堵塞。显存带宽可以由下面这个公式计算：显存频率×显存位宽/8(除以8是因为每8个bit等于一个Byte)。这里说的显存位宽是指显存颗粒与外部进行数据交换的接口位宽，指的是在一个时钟周期之内能传送的bit数，从上面的计算式可以知道，显存位宽是决定显存带宽的重要因素，与显卡性能息息相关。目前市面上的绝大多数显卡的显存位宽都是128bit，有些高端卡已是256bit的带宽。
◎HDTV硬件视频解码
☆nVIDIA公司PureVideo技术
nVIDIA对于HDTV硬件视频解码的方案称为“PureVideo”。配备PureVideo技术的显卡能流畅地播放所有格式的高画质影片，并呈现出超高的影像清晰度。高精度的像素处理技术让影片能缩放成任何尺吋规格，即使是低分辨率的影片亦能达到媲美高画质影片的效果。PureVideo主要包括了以下几个功能：
·支持高清晰度视频
·硬件加速MEPG2 TS解码
·硬件加速WMV-HD解码
·高阶动态自适应交错
·3:2折叠式修正
·3:2编辑修正
·扩展颜色支持
·Gamma修正
·色温修正
·LCD Overdrive
·全分辨率视频增强
·新的4-tap水平、5-tap垂直缩放
高画质的影片回放功能是PureVideo最主要的技术核心，它可以支持到MPEG-2/DVD/WMV-HD的硬件解码功能。PureVideo处理单元能分担CPU的影片解码运算，带来流畅、无迟滞的高画质影片播放效果。在电脑上回放视频时，不但减小了CPU的占用率，同时还能够观赏到前所未有的细腻度。因此支持PureVideo技术的NVIDIA显卡能够对采用MPEG2和WMV-HD格式的HDTV进行硬件解码。
PureVideo还运用最先进的反交错技术，在画面上呈现清晰的影像，而不会像传统较简单的反交错技术所出现的重迭影像。强化型的3:2 pulldown剧院影像还原技术能消弭其它影片处理方案所常见的模糊与残影现象。对于低分辨率的影片，PureVideo精准的缩放与次像素计算技术，能将影片放大至整个屏幕而不会出现马赛克或模糊不清的现象。此外，当影片缩小到塞入屏幕的窄小空间时，一般的双线性缩放技术能放掉一些影像细节，因而导致画面闪烁。PureVideo提供高质量的缩放机制来维持影像细腻度，因此不会出现闪烁现象。
☆ATI公司VIDEOSHADER HD技术
VIDEOSHADER HD技术是ATI为HDTV硬件视频解码提供的解决方案。VIDEOSHADER技术这几年一直是作为ATI视频处理技术的命名。上一代的VIDEOSHADER技术提供了MPEG1、2级别的编码以及解码功能的支持。但这并非是纯粹硬件的方案，VIDEOSHADER技术说提供的是属于软件解决方案。“VIDEOSHADER”的字眼“视频着色引擎”就可以看出，VIDEOSHADER所负责的视频处理业务是由像素着色引擎来完成的。
非ATI DX9显卡在播放影片时，顶点光源处理器是不会工作的，但基于R300技术的ATI DX9显卡在播放影片时，顶点光源处理器将工作于2D模式下，并且其视频解码的好几个处理过程都需要由像素着色处理器来完成。这有做的好处在于，它可以利用像素着色管线的特点实现的实时过滤功能，例如在低分辨率的影片下停止像素化，或是对特定的编码/译码程序做最优化等。对于VIDEOSHADER中的这项技术ATI称之为“FULLSTRAM”。并且VIDEOSHADER所引用的可编程像素引擎也能够凭借其它ATI的图形显示芯片所改良先进的智能式去交错算法，来增加TV和DVD播放品质。在捕捉影像信号上VIDEOSHADER采用了一项名为“VIDEOSOAP”技术，能实时过滤噪声以产生更清晰的影像。另外，ATI还提供了影像过滤效果，例如模糊、浮雕和轮廓等特效能够在播放实时影像数据流被加载。
作为VIDEOSHADER技术的最新版本VIDEOSHADER HD在原有MPEG 1、2、Real Media解码加速的的基础上，进一步增加了对MPEG4（DivX）及WMV-HD的编码以及解码加速的支持。不过，无论是MPEG1、2，还是MPEG4、WMV-HD，这一切都还是建立在软编码、解码的基础上，还没有脱离借助CPU利用软件计算的编码功能来实现硬编码以及解码的方式，图形核心只是负责辅助进行处理。不过凭借ATI强大的视频加速技术，CPU占用率被控制得很好，在P4 3.0G的平台上播放1080i的影片时CPU占用率控制在50%左右，与纯粹采用CPU进行解码的100%的CPU占用率相比，采用VIDEOSHADER HD技术的CPU占用率大大降低。
以上就是对显卡几个常见显卡的技术介绍，下期我们将陆续解答读者朋友的其他硬件问题。
◎图形处理芯片
图形处理芯片，也就是我们常说的GPU(Graphic Processing Unit即图形处理单元)。GPU是显示卡的“心脏”，也就相当于CPU在电脑中的作用，它决定了该显卡的档次和大部分性能，同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。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”。3D显示芯片是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。显示芯片通常是显示卡上最大的芯片（也是引脚最多的）。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多边形转换与光源处理、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。现在市场上的显卡大多采用nVIDIA和ATI两家公司的图形处理芯片。
◎显存
显存全称显示内存，与主板上的内存功能基本一样，显存分为帧缓存和材质缓存，通常它是用来存储显示芯片(组)所处理的数据信息及材质信息。当显示芯片处理完数据后会将数据输送到显存中，然后RAMDAC从显存中读取数据，并将数字信号转换为模拟信号，最后输出到显示屏。所以显存的速度以及带宽直接影响着一块显卡的速度，即使你的显卡图形芯片很强劲，但是如果板载显存达不到要求，无法将处理过的数据即时传送，从而导致速度下降。
☆显存品牌
目前市场上，显卡上采用得最多的是SAMSUNG(三星)和Hynix(英力士)的显存，其他还有EtronTech(钰创)，Infineon(英飞凌)，Micron(美光)、EliteMT/ESMT(台湾晶豪)等品牌，这些都是比较有实力的厂商，品质方面有保证。
☆显存类型
目前被广泛使用的显存就只有SDRAM和DDR SDRAM。而且SDRAM基本被淘汰了，主流都是采用DDR SDRAM。
DDR SDRAM：DDR是Double Data Rate是缩写，它是现有的SDRAM的一种进化。DDR在时钟周期的上升沿和下降沿都能传输数据，而SDRAM则只可在上升沿传输数据，所以DDR的带宽是SDRAM的两倍，因此理论上DDR比SDRAM的数据传输率也快一倍。现在DDR已经发展到DDRII甚至到DDRIII，高端显卡已开始采用DDRII或者DDRIII显存。
☆显存封装方式
显存封装形式主要有TSOP(Thin Small Out－Line Package，薄型小尺寸封装)、QFP(Quad Flat Package，小型方块平面封装)和MicroBGA(Micro Ball Grid Array，微型球闸阵列封装)三种。目前的主流显卡基本上是用TSOP和mBGA封装，其中又以TSOP封装居多.
TSOP封装方式：TSOP的全名为“Thin Small Out-Line Package”，即“薄型小尺寸封装”，它在封装芯片的周围做出引脚，这种封装，寄生参数减小，适合高频应用，操作方便，可靠性较高，是一种比较成熟的封装技术，也是目前市面最常见的。
MicroBGA封装方式：又名为144Pin FBGA、144-BALL FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array)封装技术，与TSOP不同，它的引脚并非裸露在外的，所以看不到这种显存都看不到引脚。这个封装的内存芯片颗粒的实际占用面积比较小。这种封装技术的优势在于：会带来更好的散热及超频性能。因此，内行人一看到这种封装的显存就基本上可以估计到这款显卡有多大的超频潜力。这是因为采用这种封装方式显存的PIN脚都在芯片下部，电连接短，电气性能好，也不易受干扰。目前多数高速内存、显存颗粒都是使用这种封装方式。
☆显存速度
显存的速度以ns(纳秒)为计算单位，现在常见的显存多在2ns-6ns之间，数字越小说明显存的速度越快，其对应的理论工作频率可以通过公式：工作频率(MHz)＝1000/显存速度(如果是DDR显存，工作频率(MHz)＝1000/显存速度×2)。例如5ns的显存，工作频率为1000/5=200MHz，如果DDR规格的话，那它的频率为200×2=400MHz。
☆显存带宽
显存带宽指的是一次可以读入的数据量，即表示显存与显示芯片之间交换数据的速度。带宽越大，显存与显示芯片之间的"通路"就越宽，数据"跑"得就更为顺畅，不会造成堵塞。显存带宽可以由下面这个公式计算：显存频率×显存位宽/8(除以8是因为每8个bit等于一个Byte)。这里说的显存位宽是指显存颗粒与外部进行数据交换的接口位宽，指的是在一个时钟周期之内能传送的bit数，从上面的计算式可以知道，显存位宽是决定显存带宽的重要因素，与显卡性能息息相关。目前市面上的绝大多数显卡的显存位宽都是128bit，有些高端卡已是256bit的带宽。
◎HDTV硬件视频解码
☆nVIDIA公司PureVideo技术
nVIDIA对于HDTV硬件视频解码的方案称为“PureVideo”。配备PureVideo技术的显卡能流畅地播放所有格式的高画质影片，并呈现出超高的影像清晰度。高精度的像素处理技术让影片能缩放成任何尺吋规格，即使是低分辨率的影片亦能达到媲美高画质影片的效果。PureVideo主要包括了以下几个功能：
·支持高清晰度视频
·硬件加速MEPG2 TS解码
·硬件加速WMV-HD解码
·高阶动态自适应交错
·3:2折叠式修正
·3:2编辑修正
·扩展颜色支持
·Gamma修正
·色温修正
·LCD Overdrive
·全分辨率视频增强
·新的4-tap水平、5-tap垂直缩放
高画质的影片回放功能是PureVideo最主要的技术核心，它可以支持到MPEG-2/DVD/WMV-HD的硬件解码功能。PureVideo处理单元能分担CPU的影片解码运算，带来流畅、无迟滞的高画质影片播放效果。在电脑上回放视频时，不但减小了CPU的占用率，同时还能够观赏到前所未有的细腻度。因此支持PureVideo技术的NVIDIA显卡能够对采用MPEG2和WMV-HD格式的HDTV进行硬件解码。
PureVideo还运用最先进的反交错技术，在画面上呈现清晰的影像，而不会像传统较简单的反交错技术所出现的重迭影像。强化型的3:2 pulldown剧院影像还原技术能消弭其它影片处理方案所常见的模糊与残影现象。对于低分辨率的影片，PureVideo精准的缩放与次像素计算技术，能将影片放大至整个屏幕而不会出现马赛克或模糊不清的现象。此外，当影片缩小到塞入屏幕的窄小空间时，一般的双线性缩放技术能放掉一些影像细节，因而导致画面闪烁。PureVideo提供高质量的缩放机制来维持影像细腻度，因此不会出现闪烁现象。
☆ATI公司VIDEOSHADER HD技术
VIDEOSHADER HD技术是ATI为HDTV硬件视频解码提供的解决方案。VIDEOSHADER技术这几年一直是作为ATI视频处理技术的命名。上一代的VIDEOSHADER技术提供了MPEG1、2级别的编码以及解码功能的支持。但这并非是纯粹硬件的方案，VIDEOSHADER技术说提供的是属于软件解决方案。“VIDEOSHADER”的字眼“视频着色引擎”就可以看出，VIDEOSHADER所负责的视频处理业务是由像素着色引擎来完成的。
非ATI DX9显卡在播放影片时，顶点光源处理器是不会工作的，但基于R300技术的ATI DX9显卡在播放影片时，顶点光源处理器将工作于2D模式下，并且其视频解码的好几个处理过程都需要由像素着色处理器来完成。这有做的好处在于，它可以利用像素着色管线的特点实现的实时过滤功能，例如在低分辨率的影片下停止像素化，或是对特定的编码/译码程序做最优化等。对于VIDEOSHADER中的这项技术ATI称之为“FULLSTRAM”。并且VIDEOSHADER所引用的可编程像素引擎也能够凭借其它ATI的图形显示芯片所改良先进的智能式去交错算法，来增加TV和DVD播放品质。在捕捉影像信号上VIDEOSHADER采用了一项名为“VIDEOSOAP”技术，能实时过滤噪声以产生更清晰的影像。另外，ATI还提供了影像过滤效果，例如模糊、浮雕和轮廓等特效能够在播放实时影像数据流被加载。
作为VIDEOSHADER技术的最新版本VIDEOSHADER HD在原有MPEG 1、2、Real Media解码加速的的基础上，进一步增加了对MPEG4（DivX）及WMV-HD的编码以及解码加速的支持。不过，无论是MPEG1、2，还是MPEG4、WMV-HD，这一切都还是建立在软编码、解码的基础上，还没有脱离借助CPU利用软件计算的编码功能来实现硬编码以及解码的方式，图形核心只是负责辅助进行处理。不过凭借ATI强大的视频加速技术，CPU占用率被控制得很好，在P4 3.0G的平台上播放1080i的影片时CPU占用率控制在50%左右，与纯粹采用CPU进行解码的100%的CPU占用率相比，采用VIDEOSHADER HD技术的CPU占用率大大降低。
以上就是对显卡几个常见显卡的技术介绍，下期我们将陆续解答读者朋友的其他硬件问题。