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DIY攒机知识:显卡的定义及功能显卡的分类及接口显卡的历史及发展显卡的命名规则

信息化的时代使得电脑的普及率越来越高,如今基本上每家都配有电脑。而电脑的硬件配置是决定电脑性能高低的关键,我们一般 DIY 电脑的时候最主要的还是从 CPU、显卡、内存、主板和硬盘这几个硬件入手,今天我们主要讲一下显卡的知识。

显卡的定义及功能

我们知道计算机的数据是二进制的,也就是“0”和“1”。但是我们总不能直接将“0”和“1”输出到显示器上,所以这时候就需要用到显卡。显卡也称显示适配器、图形适配器,一般安装在主板上,并有接口和显示器相连,是主机与显示器之间的“桥梁”。用于控制电脑的数据输出,将数据转换成图像并成功输出。

显卡主要是由显存、显示芯片、数模转换器、VGA BIOS、接口等这几部分组成。其中比较重要的是以下三个部件。

  • 显存:即显卡内存,用于存放需要处理的数据。

  • 数模转换器:将离散数据转换成模拟量的转换器。

  • VGA BIOS:Video Graphics Array Basic Input Output System,即显卡基本输入输出系统。

而显卡需要将处理过后的图形传输到显示器上,则需要经过以下过程。

CPU 将数据通过总线传输到显卡中的显示芯片中。

显示芯片将数据进行处理,并将数据存放在显存中。

根据实际的显示设备,数模转换器判断是否需要对显存中的数据进行转换。

数模转换器将转换后的数据通过接口传输到显示器上。

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显卡的分类及接口

显卡根据是否与主板集成可大致分为两类:集成显卡和独立显卡。

集成显卡

集成显卡是指与 CPU(中央处理器)内置在同一封装中的 GPU(图形处理单元) 。集成的显卡一般不带有显存,而是使用系统的一部分主内存作为显存,具体的数量一般是系统根据需要自动动态调整的。显然,如果使用集成显卡运行需要大量占用内存的空间,对整个系统的影响会比较明显。

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独立显卡

顾名思义独立显卡是将显示芯片及相关器件制作成一个独立于电脑主板的板卡,成为专业的图像处理硬件设备。其性能远比集成显卡优越,不仅可用于一般性的工作,还具有完善的 2D 效果和很强的 3D 水平。一般我们玩游戏或者使用大型办公软件时都是用的独立显卡。

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而显卡的接口主要有四种:ISA、PCI、AGP、PCI-E。但是迄今为止电脑的主板上已经没有了 ISA、AGP 显卡接口的位置,只留有几个 PCI 接口和 PCI-E 接口。

  • ISA:ISA 接口属于早期的一种接口,可以连接网卡、声卡等。由于工作频率低、传输速度慢,性能比较差,所以逐渐被 PCI 接口所替代。

  • PCI:与 ISA 同期的一种接口,一般反应速度比较慢。CPU 无法直接读取显卡中的数据。

  • AGP:在 PCIe 没有出现以前,是当时显卡的主要接口,但其散热功能一直被人所诟病,所以逐渐淡出了市场。

  • PCI-E:总线类型不同于 PCI,CPU 可直接读取数据,反应速度快,传输速率高,兼容性比 PCI 高。

所以目前大多是的独立显卡用的都是 PCI-E 接口。

显卡的历史及发展

在上世纪 80 年代 IBM 推出个人电脑时,同时也提供了 2 种类型的显卡,单色显卡(MDA,Monochrome Display Adapter)和彩色绘图卡 (CGA,Color Graphics Adapter)。1982 年,又推出了功能更加强大的 MGA(Monochrome Graphic Adapter )显卡,使得图形第一次出现在个人电脑上。

在 2D 时代向 3D 时代推进的过程中,不能忽略的显卡就是 Trident 8900/9000 显卡,它第一次使显卡成为一个独立的配件出现在电脑里,而不再是集成的一块芯片。而后其推出的 Trident 9685 更是第一代 3D 显卡的代表。不过真正称得上开启 3D 显卡大门的却应该是 GLINT 300SX,虽然其 3D 功能非常简单,但却具有里程碑的意义。

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1995 年,3Dfx 推出了业界的第一块真正意义的 3D 图形加速卡:Voodoo。

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从 99 年到 2000 年,NVidia 终于爆发,它在 99 年推出了第一代包含 GPU(图形处理器,GraphicsProcessingUnit)的革命性显卡 ——Geforce 256。把原来由 CPU 计算的数据直接交给显示芯片处理,大大解放了 CPU,也提高了芯片的运用效率。。

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踏入 2001 年以后,类似桌面处理器市场的 Intel 和 AMD,显卡市场演变为 NVidia 与 ATI 两雄争霸的局势。nVidia 方面,依仗刚刚推出的 Geforce 3 系列占据了不少市场,而作为与之相抗衡的 ATI Radeon 8500/7500 系列,使用 0.15 微米工艺制造,采纳使用了不少新技术。

进入 2005 年,PCI-E 平台已渐渐为普通用户所了解和接受。显卡也渐渐进入到 PCI-E 平台的时代。就像 AGP 取代 PCI 一样,PCI-E 接口代替 AGP 接口的趋势不可避免。不过有一点可以肯定的是,新技术总能为用户带来更快更好的显示效果,满足玩家心动刺激的感官享受。

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显卡的命名规则

显卡是如何命名的?

显卡品牌主要分为 NVIDIA 和 AMD 两种:

NVIDIA 显卡,以 NVIDIA GeForce RTX 3060 TI 为例。

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  • NVIDIA:显卡品牌名,英伟达显卡。

  • GeForce:显卡产品的英文商标,是英伟达核心产品之一。

  • RTX:代表显卡定位,GTX 代表高端,GTS 代表中端,GT 代表低端,RTX 代表新一代高端。

  • 30:代表的是第几代,这张显卡就是第 30 代显卡,越高性能越强。

  • 6:显卡性能档次的定位,数字越高在这一代里性能就越强。

  • TI:代表特殊版本。TI 是增强版,Super 代表小幅增强版,SE 削弱版,M 是移动版(笔记本),没有后缀则代表普通版。

  • AMD 显卡,以 AMD Radeon RX 6700 XT 为例。

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AMD:显卡品牌名,AMD 显卡。

Radeon:显卡系列名称,有 Radeon、Radeon Pro 等。

RX: 显卡的细分名称。

6:代表系列号,6 代表第 6 系列(也可以说第 6 代),基本上越大越好。

70:显卡性能档次的定位,数字越高在这一系列里性能就越强。

XT: 代表特殊版本,大致(不绝对)性能排序 XTX > XT > XL / GTO > Pro / gt > SE,没有后缀则代表普通版。

显卡的未来

2020 年,由于比特币的价格持续暴涨,掀起了国内的“挖矿热”。因为显卡 GPU 使用的通用计算方式,所以它的多线程计算能力更强,算力更加强大。导致对于显卡的疯狂抢购,造成市面上的显卡经常会出现一卡难求的情况,以至于显卡疯狂涨价。

而现在,随着比特币的价格回落,和国家相关部门对虚拟货币的规范化管理,导致显卡价格回落,行业逐渐回归理性,所以大部分人认为显卡价格的波动其中最重要的因素就是虚拟货币的起落。

人们对美好画质的追求、AR / VR 等虚拟场景要想落地到普通人的身边,我们对于显卡的性能要求会越来越高。人们的需求,就是显卡不断技术突破创新的源头和动力。

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