你了解么 最实用显卡知识完全补遗

显卡为什么大多数都是方形的？

　　PC上板卡都长得同一个样子的，一个纤维板，上面覆铜箔，板面涂成红黄蓝绿紫各种各样的颜色，再在上面焊上各种颜色各种大小不同针脚数目的元件，再做上各种连接其他部件的部分，就是一个个不同的板卡。

　　有些新手问为什么板子都做成方方正正的呢？其实理由很简单，1、利用最多的PCB板面积，节省PCB板面积，理论上说，正六边形最能节省材料，但是设计的时候，如果PCB板面积不够用，正六边形扩展边缘就远远比不上方形了。2、设计的时候方便布线，因为设计软件里面对方形的图形处理普遍都比较好，而且设计师门适应方形PCB在布线考虑的时候的思维习惯。3、运输、包装的便利性。只要对上面几点有利，那么这个PCB板设计就可行，事实上，板子也不全是方形的，如下图这个Aureal的Vortex1 8820声卡，就是“梯形”板型的，初一看，会觉得很古怪，但是看看右边，如果把两个PCB上边缘对接，奥妙就出来了。

Aureal 8820声卡，两个PCB上的元件焊接完成以后，才断开PCB安装金属挡板

　　对于显卡来说，PCB板型主要为方形，因为显卡结构的原因，显卡是一个高速设备，一般缓存数据的显存都以等长数据线与显示处理核心连接，这样导致了显卡有一个面积比较大的包围式结构；另外，显卡供电要求高，供电电路相对比较大型，一路供电电路由一个供电管搭配一两个电容一个电感构成，排布软件的时候很容易就布成方形了。

显卡的布局：

　　对很多新人来说，怎么分辨出显卡是入门第一步，显卡有什么特征呢？

帝盟（Diamond）EDGE：非主流显卡，带音频和网卡的显卡

ASUS 7600，VGA（D-SUB15）＋DVI＋TV-OUT输出

　　现在主流的典型显卡长的样子跟上面的图差不多，从板卡的正面看，下端是与主板连接的PCIE接口，用于和平台的数据交换/供电；上端是附加功能的接口，如上图种的卡就有一个用于实现Nvidia SLI功能的并行功能的双卡并联接口；左端是用于和主机外连接的数据接口，一般是输出图像的视频接口；板上正面是一些直立的“烟囱”电容等元件，还有一个大大的金属片下盖着的GPU核心和显存。对于显卡而言，最好认的就是挡板这边的接口了，一般都是VGA接口加DVI接口，外加一个TV－OUT接口，有些显卡就干脆2个DVI接口＋一个TV－OUT，当然还有别的输出接口，只是不占主流地位而已。

XFX 7900GT ，双DVI＋TV-OUT

　　上图是一个卸下散热风扇以后的显卡，卸掉金属铠甲，大家可以对显卡的一般布局看得很清楚。

　　GPU和显存：显卡正中间PCB板上焊接有一个正方形的绿色底板，上面黑色芯片的是显示核心GPU，它的外围包围有2^3＝8片显存。由于工作频率高，显存数据线等长要求高，为了追求完美的等长线，斜角的显存呈45度排布。

　　供电电路：显卡右端很多个高大的圆筒状元件和附近其他元件组成的部分，是显卡的主要供电电路。有朋友会问，怎么看不到供电电路和显存、核心连接的线路呢，其实在4、6层的PCB板，嵌在里面的层中有供电层与地线层，供电电路、核心、显存等通过沉孔与供电层与接地层连接，所以从外层难以看到相互之间的连接线路。

　　与主板连接的数据传输接口：在显卡的正面，我们可以看到显卡最下方有一排金色的针脚，这个接口中间有一个断口（在“it.com.cn”logo的i字母下端），这是这款显卡的PCIE接口。与GPU连接的线路全部集中在接口的断口右边长长的一段（显卡PCB板上颜色比较深的部分），这是PCIE接口的数据线，全部引到GPU上，而断口左边的线路则是供电线，通过沉孔走里面的PCB板层。

　　显卡输出电路：在显存包围的圈中，有一个缺口，这个缺口上主要排布了显卡的低通滤波输出电路，这是其中一部分输出电路，每个输出口附近都有为那个输出口设计的输出电路。输出电路很好认，一般是由相似的3路或者更多路R、C、L、二级管等组成的，而且基本都是贴片小元件。这些电路对显卡的画面输出质量影响巨大。在这个板上，输出线路上有一个比较大的方形空焊位，还有部分供电线路空焊，这个位置空焊的是一个视频处理芯片，对这个显卡的输出组合而言是不必要的；在正面电路密布，输出电路难以安排，或者那块显卡背面的讯号串扰比较少，某些显卡的输出线路做在显卡的背面。关于低通滤波电路的争论很多，这里不一一叙述了。（低通滤波电路：因为输出到显示器的信号，特别是VGA接口和DVI-D的模拟部分，输出的主要是模拟信号，所以数字信号经过转换为模拟信号之后必须有低通滤波电路对信号进行滤波，剔除来自核心、显存、供电电路等部分的高频干扰，以使得显示画面干净锐利和减少电磁（EMI）泄漏。）

XFX 7800GS AGP

　　上图是XFX讯景的7800GS AGP，这款显卡通过HSI桥接芯片转接为AGP8X，所以我们可以在PCIE接口附近看到多出来的一颗芯片，AGP接口引入的数据线通过这个芯片中转后再连接到GPU。这款显卡与前面卸除散热片的另外一款显卡的供电电路十分相似，但是摆放的位置很不一样，放在显卡靠近输出口一端，仔细分辨，会发现电容电感的组合是类似的。再看看输出电路部分，非常靠近供电单元的正面做了低通滤波电路，一般而言，这样的设计方案输出的2D效果不及上面7900GT的设计方案。

　　下面我们先来讲解一下各种显卡的对外输出接口：

显卡外观和各种输出接口:

　　如上图所见的输出接口组合是现在市面上主流的输出接口的集合，图示右边的是VGA输出接口，常见用于CRT显示器，部分液晶显示器也采用这种接口与显卡连接，中间的是DVI接口，是如今大屏幕液晶显示器流行用这种接口，左边的是TV—OUT输出接口，用于连接电视机。

VGA接口：

　　VGA显卡接口共有15针，也叫做D-Sub15接口，针脚排布如上图，每排5针，1～3针和6～8针配合，负责颜色信号输出；针脚10用于显示器判断主机与显示器的连接，上面1～10两排针脚配合完成图像信号的传输；11～15针用于负责刷新率的检测和设定的，如果这些针脚工作不正常，或者显卡对这些针脚的信号处理不好，会导致无法调整显示器的刷新率，如ATI的R8500显卡就出现过使用某些驱动时候无法检测刷新率的情况。由于VGA接口传输的是模拟信号，所以对显卡的模拟输出电路要求很高，对传输线材的要求也相当高，而且要求传输线不能过长。由于设备对模拟信号电平变化的分辨有一定的上限，VGA接口在高分辨率输出有着一定的缺陷，更由于液晶内部信号处理的全面数字化，液晶显示器使用VGA信号时需要一个重采样过程，加之VGA接口本身带宽不足，这在1600*1200或者以上的分辨率下大大影响了画面的实际效果，进一步导致VGA接口难以适应现在的要求，VGA接口有被DVI接口替代的趋势。

DVI接口：

　　DVI全称为Digital Visual Interface，它是1999年由Silicon Image、Intel（英特尔）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu（富士通）等公司共同组成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准。和传统的VGA信号相比，采用DVI信号的液晶显示器不存在相位问题，不会引起像素抖动。另外，采用DVI信号后，显示器不会造成几何失真，大大提高了画面的质量。DVI接口最基本的有DVI-D与DVI-I接口之分，DVI-I是同时含有模拟信号的输出接口，理论上DVI-D可以通过转接线转换为VGA与DVI-I，同时输出相同画面给一个VGA接口设备和一个DVI接口设备。

TV-OUT:

　　TV-OUT接口也有几种不同的类型，上图左边的是普通TV-OUT接口，2路色度和亮度信号，直接用S—S端子线连接到电视即可；中间的是增强型TV-OUT接口，比普通接口多了复合视频信号；右边的TV-OUT接口为9针的VIVO（Video in & VideoOUT）接口，这种接口比增强型的TV-OUT接口还增加了两路音频输出和S-VIDEO输入以及色差输出等功能，一般VIVO显卡都带有这种接口。到了近年，随着HDTV的临近，带VIVO扩展型S-VIDEO接口的显卡一般都有高清输出的功能，在这里是色差输出。

　　在传统的接口里面也有莲花头接口，一个圆孔，输入输出复合视频信号，不过不算常见；还有直接色差输出信号的显示接口（CANOPUS就出过）；MOLEX专利的DMS59针双路DVI输出等等显示输出接口。最近，也有新型HDMI接口的显卡出现，实现一根数据线输出高清视频音频信号，同时可以带HDCP视频版权保护技术。

　　看完上面的介绍，想必大家对显卡的主流输出接口有了个大概了解了把，下面，再让我们一起看看显卡和平台连接的接口：

显卡与主板的接口：

　　在显卡正面的下方，有一排双面金色的针脚，这些针脚叫做金手指，是与主板连接进行数据交换的通道。这个接口主要分AGP、AGP PRO、PCI、PCIE几种。

AGP：

图：按顺序为S3的AGP1X/2X显卡，创新（Creative）的AGP4X显卡，丽台（Leadtek）的AGP8X显卡

　　AGP（Accelerate Graphical Port，加速图形接口）是由INTEL提出为图形卡设计的接口。上面3个图均是AGP接口的显卡，第一个图为S3公司出品一款AGP1X/2X（AGP 1.0）的显卡，AGP接口从一开始发布就有1X与2X之分，1X的传输速度为266M/S；第二个图为AGP4X（AGP 2.0）接口，第三个图为AGP8X（AGP 3.0）接口，从AGP 1X到AGP 8X，传输速度也从最早的266M/S的发展到了AGP8X的2.1GB/S，电压方面也由AGP1.0（1X/2X）的3.3V信号到AGP 2.0（4X为代表）之后的1.5V信号。曾经有用户报告说主板或者显卡因为AGP接口兼容问题而烧毁，就是因为3.3V和1.5V信号不兼容导致的，在使用8X显卡插在低速主板的时候，一定要注意主板是否支持1.5V的信号传输。这两年，AGP图形接口已经全面被PCIE接口替代。

AGP PRO：

　　AGP PRO是和AGP2.0同时推出的接口，接口有两端加长的电源针脚，缓解显卡供电问题。根据所能提供能量的不同(实际上是针对不同的用途)，可以把AGP Pro细分为AGP Pro110和AGP Pro50，最大供电能力分别为110W与50W。华硕A7V266即是其中带有AGP PRO接口的一款主板，微星等主板厂家也出过一些带AGP PRO接口的主板，这些主板在AGP时代会容易见到，一般在AGP槽最前端有一个封条或者塞入一个硬纸，防止用户误插。AGP PRO接口的显卡大多为专业显卡，图中的是一款野猫显卡。AGP PRO显卡不常见，也不详细介绍了。

PCI接口：

GeCube（精星）OEM给日本KuroutoShikou的PCI X1300

　　PCI（Pedpherd Component Interconnect，周边元件扩展接口）接口是一种比较古老的接口，严格来说PCI接口从设计之初就不是为显卡准备的。一块主板上的所有PCI接口同时共享133M/S的带宽，如果PCI设备比较多，特别是有ATA或者是SCSI卡的话，PCI上的显卡性能将会惨不忍睹，所以PCI接口显卡从来都没成为主流接口。PCI接口仅仅适用于连接低速的显卡扩展多显示输出，或者是主板上没有AGP接口的时候。

PCI Express：

　　我们依然引用上面的XFX 7900GT的图，这款显卡是一款使用PCIE（PCI Express）16X的典型显卡，PCIE接口的每一条通道的传输速度为256MB/s，PCIE 16X的传输速度是4GB/s，双向数据传输带宽有8GB/s之多，而且效率比AGP要高得多。再加上PCIE接口主要采用12V电压供电，可以提供的功率高达50多瓦，比AGP时代有了很大的改善。

HIS的PCIE 1X显卡，接口与16X比较，供电部分接口宽度一样，数据部分接口短了很多

　　上图是HIS产的PCIE 1X的显卡，由于带宽的问题（PCIE 1X只有266M/S带宽，比AGP 1X高明的地方是双向传输），性能就不要期待了，PCIE接口还有更多的好处，如一对一定点传输，适用于非显卡设备等等的好处。PCIE显卡在市面上已经全面替代了AGP显卡了。

显卡的散热设备：

　　前面已经提及显卡的发热，因为显卡的核心的工作频率高，而且由于现在集成了几亿的晶体管，虽然采用了越来越先进的制造工艺，但是显卡的发热在机箱内的设备来说还是比较大。为了给显卡散热，厂家们设计了很多的散热方案，散热主要采用风冷（少数高端产品也有用液冷的方案），这就是我们在显卡上看到的厚厚的散热片和风扇了。

　　影响风冷设备的效果主要有风道设计，轴承与转速，散热片设计等几个方面的因素。

风道设计：

　　散热风扇的类型按照风道设计，有直吹风扇和涡轮风扇之分。

ELSA 7600GT：典型的直吹风扇，造型简单，成本较低，这种鳍片设计散热效果相当明显

蓝宝石X1800GTO：典型的涡轮风扇，抽风能力比较强，而且有比较大的输出风压

　　风道设计方面，涡轮风扇比直吹风扇更有优势，涡轮风扇有比较强的抽风和送风能力，像图中这款蓝宝石X1800GTO显卡，可以从机箱外抽取机箱外的冷空气送入风扇风道内，从涡轮风扇风道的出风口压出，直吹供电电路。但是直吹方式的风扇也可以做的不错，如上面的ELSA 7600GT，风扇直吹经典的ZALMAN鳍片式的散热片，核心温度下降的同时，也可以给整个显卡表面散热，不过利用的空气都是机箱内的热空气，效果自然比不上抽取机箱外的空气的效果了。不过涡轮风扇一般造型比较奇特，价格都比较贵，很多厂家利用涡轮风扇的设计思路，改良了直吹式的风扇，得到界乎涡轮风扇和直吹风扇之间的一种风扇类型。

界乎直吹和涡轮风扇之间的一种设计

轴承：

　　按照轴承分主要有含油轴承(Sleeve Bearing)、单/双滚珠轴承(Ball Bearing）、磁悬浮轴承（代表是AVC的磁悬浮轴承）和其他厂家改良轴承（如富士康风扇的纳米陶瓷轴承、富士康Rifle轴承风扇技术等等）。好的轴承寿命比较长，而且可以达到更高的转速，噪声控制也不同。

　　风扇的轴承方面，早期的低端显卡很多采用含油轴承，主要结构是一个密闭的空间封闭了润滑油和一个轴，轴在油中转动，这种风扇很安静，不过转速不会高，而且基本6个月内就会完蛋，现在的显卡已经极少采用这种轴承的风扇了。滚珠轴承，这种是世界上使用最普遍的轴承，主要结构是两个铁环中间有一些钢球或者钢柱，并辅以一些油脂来减小摩擦，按照滚珠的圈数，又分为双滚珠和单滚珠两种，双滚珠轴承更为出色，辨认的方法是手指按轴中心，按下去会回弹的就是双滚珠轴承了。使用滚珠轴承的风扇也是市面上最常见的，因为它使用寿命长，发热量小，噪音值会很稳定，而且成本不高；各大品牌如超频三等，都在使用这种轴承。磁悬浮液压轴承利用磁力悬浮结构配合高度油膜的润滑，有效延长风扇使用寿命，既达到了双滚珠轴承稳定长寿的目的，又成功解决了高温运转时的噪音问题，不过价格较高。

磁悬浮显卡风扇其实很早就在使用的了

　　各种改良轴承主要有：混合轴承，一般是以一个含油轴承搭配一个滚珠轴承，意在发挥两者的长处，起到优势互补。纳米陶瓷轴承，由富士康研制，该轴承寿命更长,效率更高,噪音更小。合金轴承，带有反向螺旋槽及挡油槽的轴芯，在风扇运转时含油将形成反向回游，从而避免含油流失，因而提升了轴承寿命，噪音明显降低，还能延长风扇的使用寿命。

　　购买显卡应当选择长寿的尽量静音的风扇轴承，一般名厂显卡使用的风扇轴承都比较长命。

散热片：

　　散热片的金属材料：主要为铜与铝两种材料，铝的比热是铜2倍有多，能存储更多的热量，但是铜的导热要比铝好很多，铜的价格比铝高不少铜的比重比铝要高。所以高端显卡多用铜＋大风量风扇，满足散热要求，低端则用铝＋普通风扇，达到散热的同时满足低成本的考虑。

双敏的显卡，风扇吹出来的风被散热片导向供电模块

　　理论上说，散热片的颜色以黑色为好，因为黑体辐射最大，但是在显卡散热上，空气和散热片之间的传热散热效率要比辐射高很多，所以什么颜色并不是最重要的，更重要的是颜色涂层的传热性能和散热片与空气之间的接触面积，鉴别的方法是在同样的室温中，用手去碰没使用一段时间的显卡散热片的主要散热面，看是否冰凉，越冰凉说明散热片跟空气之间导热越好。

　　现在很多显卡，特别是静音显卡，都采用了热管导热的散热方式，现在的事实证明，热管是一种传热效率非常高的导热体，可以很快把热量从热管一端传到另外一端，有条件的可以尽量选购带热管散热系统的显卡。

高效的热管散热

　　好了，基于显卡的外围知识介绍到这里，大家觉得是不是对显卡有了更深的了解？