显卡的结构和工作原理及发展历史与现状.docx

显卡的结构和工作原理及开展历史与现状
一、显卡的根本结构
1.线路板。
目前显卡的线路板一般采用的是6层或4层PCB线路板。显卡的线路板是显卡载体，显卡上的所有元器件都是集成在这上面的，所以PCB板也影响着显卡的质量。目前显卡主要采用黄色和绿色PCB板，而蓝色、黑色、红色等也有出现，虽然颜色并不影响性能，但它们在一定程度上会影响到显卡出厂检验时的误差率。显卡的下端有一组“金手指〞〔显卡接口〕，它可以插入主板上的显卡插槽，有ISA/PCI/AGP等标准。为了让显卡更好地固定，显卡上需要有一块固定片；为了让显卡和显示器及电视等输入输出设备相连，各种信号输出输入接口也是必不可少的。
2.显示芯片：
一般来说显卡上最大的芯片就是显示芯片，它往往被散热片和风扇遮住本来面目。作为处理数据的核心部件，显示芯片可以说是显示卡上的CPU，一般的显示卡大多采用单芯片设计，而专业显卡那么往往采用多个显示芯片，比方ATIRAGEMAXX和大名鼎鼎的3dfxVoodoo5系列显卡。目前常见的显卡显示芯片主要有nVidia系列及ATI系列等等，如Geforce2GTS，Geforce2MX，Geforce3，ATIRadeon等。
显示芯片按照功能来说主要分为“2D〞〔如S364v+〕“3D〞(如3dfxVoodoo)和"2D+3D"〔如GeforceMX〕几种，目前流行的主要是2D+3D的显示芯片。
位〔bit指的是显示芯片支持的显存数据宽度，较大的带宽可以使芯片在一个周期内传送更多的信息，从而提高显卡的性能。现在流行的显示芯片多为128位和256位，也有一小局部64位芯片显卡。“位〞是显示芯片性能的一项重要指标，但我们并不能按照数字倍数简单判定速度差异。
RAMDAC〔数/模转换器〕
RAMDAC作用是将显存中的数字信号转换成显示器能够识别的模拟信号，速度用“MHz〞表示，速度越快，图像越稳定，它决定了显卡能够支持的最高刷新频率。为了降低本钱，大多数厂商都将RAMDAC整合到显示芯片中，不过仍有局部高档显卡采用了独立的RAMDAC芯片。
3.显存：
显存是用来存储等待处理的图形数据信息的，显存容量决定了显卡支持的分辨率、色深。屏幕分辨率越高，屏幕上显示的像素点也越多，相应所需显存容量也较大。对于目前的3D加速卡来说，需要更多的显存来存储Z-Buffer数据或材质数据等。显存可以分为两大类：单端口显存和双端口显存。前者从显示芯片读取数据及向RAMDAC传输数据经过同一端口，数据的读写和传输无法同时进行；后者那么可以同时进行数据的读写与传输。目前主要流行的显存有SDRAM、SGRAM、DDRRAM、VRAM、WRAM等。
4.电容电阻：
显卡采用的常见的电容类型有电解电容，钽电容等，前者发热量较大，特别是一些伪劣电解电容更是如此，它们对显卡性能影响较大，故许多名牌显卡纷纷抛弃直立的电解电容，而采用小巧的钽电容来获得性能上的提升。电阻也是如此，以前常见的金属膜电阻、碳膜电阻越来越多的让位于贴片电阻。
5.供电电路：
供电电路的作用是调整来自主板的电流以供显卡更稳定地工作。由于显示芯片越造越精密，对显卡的供电电路的要求也越来越高，在供电电路中各种优良的稳压电路元器件是少不了的。
6.FLASHROM：
VGABIOS
VGABIOS存在于FlashROM中，包含了显示芯片和驱动程序的控制程序、产品标识等信息。我们常见的FlsahROM编号有29、39和49开头的3种，这几种芯片都可以通过专用程序进行升级，改善显卡性能，甚至可以给显卡带来改头换面的效果。
7.其它：
显卡上还有向显卡内部提供数/模转换时钟频率的晶振等小元器件。此外，由于现在的显卡频率越来越高，工作时发热量也越来越大，显卡上都会有一个散热风扇。

二、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(bus)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。(数字信号)
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。(数字信号)
3、从显存进入RAMDAC(数/模转换器)——从显存读取出资料送到RAMDAC进行数据转换。〔将数字信号转换为模拟信号〕
4、从RAMDAC进入显示器——将转换完的模拟信号送到显示屏(模拟信号)
我们所看到的显示效果最后处理的结果，系统效能的上下由以上四步共同决定，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。
三，显卡的开展历史与现状
CGA显卡民用显卡的起源可以追溯到上个世纪的八十年代了。在1981年，