显卡、CPU、内存是什么东西

显卡

显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,对于喜欢玩游戏和从事专业图形设计的人来说显得非常重要。目前民用显卡图形芯片供应商主要包括ATI和nVIDIA两家。显示卡(DisplayCard)的基本作用就是控制计算机的图形输出,由显示卡连接显示器,我们才能够在显示屏幕上看到图象,显示卡有显示芯片、显示内存、RAMDAC等组成,这些组件决定了计算机屏幕上的输出,包括屏幕画面显示的速度、颜色,以及显示分辨率。显示卡从早期的单色显示卡、彩色显示卡、加强型绘图显示卡,一直到VGA(VideoGraphicArray)显示绘图数组,都是由IBM主导显示卡的规格。VGA在文字模式下为720*400分辨率,在绘图模式下为640*480*16色,或320*200*256色,而此256色显示模式即成为后来显示卡的共同标准,因此我们通称显示卡为VGA。而后来各家显示芯片厂商更致力将VGA的显示能力再提升,而有SVGA(SuperVGA)、XGA(eXtendedGraphicArray)等名词出现,近年来显示芯片厂商更将3D功能与VGA整合在一起,即成为我们目前所贯称的3D加速卡,3D绘图显示卡。

集成显卡

集成显卡是指芯片组集成了显示芯片,使用这种芯片组的主板就可以不需要独立显卡实现普通的显示功能,以满足一般的家庭娱乐和商业应用,节省用户购买显卡的开支。集成了显卡的芯片组也常常叫做整合型芯片,这样的主板也常常被称之为整合型主板。集成的显卡不带有显存,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显存的程序,对整个系统的影响会比较明显,另外系统内存的频率通常比独立显卡的显存低很多,因此集成显卡的性能比独立显卡差很多。

GPU(显示芯片)

全称是GraphicProcessingUnit,中文翻译为图形处理器。NVIDIA公司在发布GeForce256图形处理芯片时首先提出的概念。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T&l、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,而硬件T&l技术可以说是GPU的标志。

显示芯片是显卡的核心芯片,它的性能好坏直接决定了显卡性能的好坏,它的主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。显示主芯片的性能直接决定了显示卡性能的高低。不同的显示芯片,不论从内部结构还是其性能,都存在着差异,而其价格差别也很大。显示芯片在显卡中的地位,就相当于电脑中CPU的地位,是整个显卡的核心。因为显示芯片的复杂性,目前设计、制造显示芯片的厂家只有NVIDIA、ATI、SIS、3DLabs等公司。家用娱乐性显卡都采用单芯片设计的显示芯片,而在部分专业的工作站显卡上有采用多个显示芯片组合的方式。

显存

显示内存的简称。顾名思义其主要功能就是暂时将储存显示芯片要处理的数据和处理完毕的数据。图形核心的性能愈强,需要的显存也就越多。以前的显存主要是DDR的,容量也不大。而现在市面上基本采用的都是DDR2规格的,在某些高端卡上更是采用了性能更为出色的DDRIII代内存。

显存频率

显存频率是指默认情况下,该显存在显卡上工作时的频率,以MHz(兆赫兹)为单位。显存频率一定程度上反应着该显存的速度。显存频率随着显存的类型、性能的不同而不同,SDRAM显存一般都工作在较低的频率上,一般就是133MHz和166MHz,此种频率早已无法满足现在显卡的需求。DDRSDRAM显存则能提供较高的显存频率,主要在中低端显卡上使用,DDR2显存由于成本高并且性能一般,因此使用量不大。DDR3显存是目前高端显卡采用最为广泛的显存类型。不同显存能提供的显存频率也差异很大,主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等,高端产品中还有800MHz、1200MHz、1600MHz,甚至更高。

显存频率与显存时钟周期是相关的,二者成倒数关系,也就是显存频率=1/显存时钟周期。如果是SDRAM显存,其时钟周期为6ns,那么它的显存频率就为1/6ns=166MHz。而对于DDRSDRAM或者DDR2、DDR3,其时钟周期为6ns,那么它的显存频率就为1/6ns=166MHz,但要了解的是这是DDRSDRAM的实际频率,而不是我们平时所说的DDR显存频率。因为DDR在时钟上升期和下降期都进行数据传输,其一个周期传输两次数据,相当于SDRAM频率的二倍。习惯上称呼的DDR频率是其等效频率,是在其实际工作频率上乘以2,就得到了等效频率。因此6ns的DDR显存,其显存频率为1/6ns*2=333MHz。具体情况可以看下边关于各种显存的介绍。

但要明白的是显卡制造时,厂商设定了显存实际工作频率,而实际工作频率不一定等于显存最大频率。此类情况现在较为常见,如显存最大能工作在650MHz,而制造时显卡工作频率被设定为550MHz,此时显存就存在一定的超频空间。这也就是目前厂商惯用的方法,显卡以超频为卖点。另外用于显卡的显存,虽然和主板用的内存同样叫DDR、DDR2甚至DDR3,但是由于规范参数差异较大,不能通用,因此也可以称显存为GDDR、GDDR2、GDDR3。

显卡核心频率

显卡的核心频率是指显示核心的工作频率,其工作频率在一定程度上可以反映出显示核心的性能,但显卡的性能是由核心频率、显存、像素管线、像素填充率等等多方面的情况所决定的,因此在显示核心不同的情况下,核心频率高并不代表此显卡性能强劲。比如9600PRO的核心频率达到了400MHz,要比9800PRO的380MHz高,但在性能上9800PRO绝对要强于9600PRO。在同样级别的芯片中,核心频率高的则性能要强一些,提高核心频率就是显卡超频的方法之一。显示芯片主流的只有ATI和NVIDIA两家,两家都提供显示核心给第三方的厂商,在同样的显示核心下,部分厂商会适当提高其产品的显示核心频率,使其工作在高于显示核心固定的频率上以达到更高的性能。

显存频率

显存频率是指默认情况下,该显存在显卡上工作时的频率,以MHz(兆赫兹)为单位。显存频率一定程度上反应着该显存的速度。显存频率随着显存的类型、性能的不同而不同,SDRAM显存一般都工作在较低的频率上,一般就是133MHz和166MHz,此种频率早已无法满足现在显卡的需求。DDRSDRAM显存则能提供较高的显存频率,主要在中低端显卡上使用,DDR2显存由于成本高并且性能一般,因此使用量不大。DDR3显存是目前高端显卡采用最为广泛的显存类型。不同显存能提供的显存频率也差异很大,主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等,高端产品中还有800MHz、1200MHz、1600MHz,甚至更高。

显卡后缀名

核心后缀的不同虽然代表了一个核心性能的差异,但显卡的整体性能不仅能从核心反映出来。搭配高频率显存的低端核心的显卡同样能在游戏中拥有良好的性能。首先表现在游戏的速度中,在相同的显存位宽的前提下,显存频率越高,核心与显存交换数据的速度也就越快。

显卡位宽

显卡的性能表现主要体现在显存位宽,显存频率,显存容量

1在这三个方面中显存位宽影响着渲染等效果的好坏,并且影响巨大。

即使显示核心非常优秀或显存容量非常大,也无法弥补这种损失。当选择显卡的时候首先要注意的不是显存容量而是显存位宽。

想让3D游戏更加精美一是增加游戏中景物使用多边形的数量,而是使用大纹理。这些方法都需要大容量显存的支持。

在相同或者相似的核心的情况下,尽量选择位宽更高,频率更高的显存的想卡,而不是有限考虑超大的显存容量。

显卡位宽

显卡的性能表现主要体现在显存位宽,显存频率,显存容量

1在这三个方面中显存位宽影响着渲染等效果的好坏,并且影响巨大。

即使显示核心非常优秀或显存容量非常大,也无法弥补这种损失。当选择显卡的时候首先要注意的不是显存容量而是显存位宽。

想让3D游戏更加精美一是增加游戏中景物使用多边形的数量,而是使用大纹理。这些方法都需要大容量显存的支持。

在相同或者相似的核心的情况下,尽量选择位宽更高,频率更高的显存的想卡,而不是有限考虑超大的显存容量。

带宽

计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率,即每秒多少比特。

描述带宽时常常把“比特/秒”省略。

例如带宽是10M,实际上是10Mb/s。

这里的M是10^6。

在网络中有两种不同的速率:

信号(即电磁波)在传输媒体上的传播速率(米/秒,或公里/秒)

计算机向网络发送比特的速率(比特/秒)

这两种速率的意义和单位完全不同。

在理解带宽这个概念之前,我们首先来看一个公式:带宽=时钟频率x总线位数/8,从公式中我们可以看到,带宽和时钟频率、总线位数是有着非常密切的关系的。其实在一个计算机系统中,不仅显示器、内存有带宽的概念,在一块板卡上,带宽的概念就更多了,完全可以说是带宽无处不在。

那到底什么是带宽呢?带宽的意义又是什么?简单的说,带宽就是传输速率,是指每秒钟传输的最大字节数(MB/S),即每秒处理多少兆字节,高带宽则意味着系统的高处理能力。为了更形象地理解带宽、位宽、时钟频率的关系,我们举个比较形象的例子,工人加工零件,如果一个人干,在大家单个加工速度相同的情况下,肯定不如两个人干的多,带宽就象是加工零件的总数量,位宽仿佛工人数量,时钟工作频率相当于加工单个零件的速度,位宽越宽,时钟频率越高则总线带宽越大,其好处也是显而易见的。

主板上通常会有两块比较大的芯片,一般将靠近CPU的那块称为北桥,远离CPU的称为南桥。北桥的作用是在CPU与内存、显卡之间建立通信接口,它们与北桥连接的带宽大小很大程度上决定着内存与显卡效能的大小。南桥是负责计算机的I/O设备、PCL设备和硬盘,对带宽的要求,相比较北桥而言,是要小一些的。而南北桥之间的连接带宽一般就称为南北桥带宽。随着计算机越来越向多媒体方向发展,南桥的功能也日益强大,对于南北桥间的连接总线带宽也是提出了新的要求,在INTEL的9X5系列主板上,南北桥的带宽将从以前一直为人所诟病的266MB/S发展到空前的2GB/S,一举解决了南北桥间的带宽瓶颈。

再来说说显卡,玩游戏的朋友都晓得,当玩一些大制作游戏的时候,画面有时候会卡的比较厉害。其实这就是显卡带宽不足的问题,再具体点说,这是显存带宽不足。众所周知目前当道的AGP接口是AGP8X,而AGP总线的频率是PCL总线的两倍,也就是66MHz,很容易就可以换算出它的带宽是2.1GB/S,在目前的环境下,这样的带宽就显得很微不足道了,因为连最普通的ATIR9000的显存带宽都要达到400MHZX128Bit/8=6.4GB/s,其余的高端显卡更是不用说了。正因为如此INTEL在最新的9X5芯片组中,采用了PCL-Express总线来替代老态龙钟的AGP总线,与传统PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构相比,PCIExpress最大的特点是在设备间采用点对点串行连接,如此一来即允许每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,同时利用串行的连接特点将能轻松将数据传输速度提到一个很高的频率。在传输速度上,由于PCIExpress支持双向传输模式,因此连接的每个装置都可以使用最大带宽。AGP所遇到的带宽瓶颈也迎刃而解。

为了在实际使用计算机的过程中得到更多总线带宽,根据带宽的计算公式,一般会采取两种办法,一是增加总线速度,比如INTEL的P4CPU和塞扬CPU就是最好的例子,一个是400总线,一个是533/800总线,在实际应用的效能就有了很大的区别(当然二级缓存也是一个重要的因素)。另外一个常用的方法是增加总线的宽度,如果当它的时钟速度一样时,总线的宽度增加一倍,那么尽管时钟下降沿同未改变之前是相同而此时每次下降沿所传输的数据量却是以前的两倍,这一点在相同核心,但是显存位宽却不一样的显卡上表现特别明显。

显存容量

显存容量是显卡上显存的容量数,这是选择显卡的关键参数之一。显存容量决定着显存临时存储数据的多少,显卡显存容量有16MB、32MB、64MB、128MB几种,16MB和32MB显存的显卡现在已较为少见,主流的是64MB和128MB的产品。还有部分产品采用了256MB的显存容量,但要强调的是256MB的显存,在目前家庭应用中并不能带来性能的提升,略显浪费。

在显卡最大分辨率方面,最大分辨率在一定程度上跟显存有着直接关系,因为这些像素点的数据最初都要存储于显存内,因此显存容量会影响到最大分辨率。在早期显卡的显存容量只具有512KB、1MB、2MB等极小容量时,显存容量确实是最大分辨率的一个瓶颈;但目前主流显卡的显存容量,就连64MB也已经被淘汰,主流的娱乐级显卡已经是128MB、256MB或512MB,某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存,在这样的情况下,显存容量早已经不再是影响最大分辨率的因素。

在显卡性能方面,随着显示芯片的处理能力越来越强大,特别是现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储的数据也越来越多,所需要的显存容量也是越来越大,显存容量在一定程度上也会影响到显卡的性能。例如在显示核心足够强劲而显存容量比较小的情况下,却有大量的大纹理贴图数据需要存放,如果显存的容量不足以存放这些数据,那么显示核心在某些时间就只有闲置以等待这些数据处理完毕,这就影响了显示核心性能的发挥从而也就影响到了显卡的性能。

值得注意的是,显存容量越大并不一定意味着显卡的性能就越高,因为决定显卡性能的三要素首先是其所采用的显示芯片,其次是显存带宽(这取决于显存位宽和显存频率),最后才是显存容量。一款显卡究竟应该配备多大的显存容量才合适是由其所采用的显示芯片所决定的,也就是说显存容量应该与显示核心的性能相匹配才合理,显示芯片性能越高由于其处理能力越高所配备的显存容量相应也应该越大,而低性能的显示芯片配备大容量显存对其性能是没有任何帮助的。例如市售的某些配备了512MB大容量显存的Radeon9550显卡在显卡性能方面与128MB显存的Radeon9550显卡在核心频率和显存频率等参数都相同时是完全一样的,因为Radeon9550显示核心相对低下的处理能力决定了其配备大容量显存其实是没有任何意义的,而大容量的显存反而还带来了购买成本提高的问题。

显卡BIOS

显卡BIOS主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序,另外还存有显示卡的型号、规格、生产厂家及出厂时间等信息。打开计算机时,通过显示BIOS内的一段控制程序,将这些信息反馈到屏幕上。早期显示BIOS是固化在ROM中的,不可以修改,而现在的多数显示卡则采用了大容量的EPROM,即所谓的FlashBIOS,可以通过专用的程序进行改写或升级。

由于主板是电脑中各种设备的连接载体,而这些设备的各不相同的,而且主板本身也有芯片组,各种I/O控制芯片,扩展插槽,扩展接口,电源插座等元器件,因此制定一个标准以协调各种设备的关系是必须的。所谓主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列方式,尺寸大小,形状,所使用的电源规格等制定出的通用标准,所有主板厂商都必须遵循。

内存在电脑中起着举足轻重的作用。内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。

通常所说的内存即指电脑系统中的RAM。RAM有些像教室里的黑板,上课时老师不断地往黑板上面写东西,下课以后全部擦除。RAM要求每时每刻都不断地供电,否则数据会丢失。

如果在关闭电源以后RAM中的数据也不丢失就好了,这样就可以在每一次开机时都保证电脑处于上一次关机的状态,而不必每次都重新启动电脑,重新打开应用程序了。但是RAM要求不断的电源供应,那有没有办法解决这个问题呢?随着技术的进步,人们想到了一个办法,即给RAM供应少量的电源保持RAM的数据不丢失,这就是电脑的休眠功能,特别在Win2000里这个功能得到了很好的应用,休眠时电源处于连接状态,但是耗费少量的电能。

按内存条的接口形式,常见内存条有两种:单列直插内存条(SIMM),和双列直插内存条(DIMM)。SIMM内存条分为30线,72线两种。DIMM内存条与SIMM内存条相比引脚增加到168线。DIMM可单条使用,不同容量可混合使用,SIMM必须成对使用。

按内存的工作方式,内存又有FPAEDODRAM和SDRAM(同步动态RAM)等形式。

FPA(FASTPAGEMODE)RAM快速页面模式随机存取存储器:这是较早的电脑系统普通使用的内存,它每个三个时钟脉冲周期传送一次数据。

EDO(EXTENDEDDATAOUT)RAM扩展数据输出随机存取存储器:EDO内存取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,他每个两个时钟脉冲周期输出一次数据,大大地缩短了存取时间,是存储速度提高30%。EDO一般是72脚,EDO内存已经被SDRAM所取代。

S(SYSNECRONOUS)DRAM同步动态随机存取存储器:SDRAM为168脚,这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使CPU和RAM能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据,速度比EDO内存提高50%。

DDR(DOUBLEDATARAGE)RAM:SDRAM的更新换代产品,他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。

RDRAM(RAMBUSDRAM)存储器总线式动态随机存取存储器;RDRAM是RAMBUS公司开发的具有系统带宽,芯片到芯片接口设计的新型DRAM,他能在很高的频率范围内通过一个简单的总线传输数据。他同时使用低电压信号,在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。INTEL将在其820芯片组产品中加入对RDRAM的支持。

内存的参数主要有两个:存储容量和存取时间。存储容量越大,电脑能记忆的信息越多。存取时间则以纳秒(NS)为单位来计算。一纳秒等于10^9秒。数字越小表明内存的存取速度越快。

中央处理器简称CPU(CentralProcessingUnit),它是计算机系统的核心,包括运算器和处理器两部分。计算机所发生的全部动作都受CPU的控制。其中运算器主要完成各种共=算术运算和逻辑运算,是对信息加工和处理的部件,由进行运算的运算器件和用来暂时寄存数据的寄存器、累加器等组成。控制器是对计算机发布命令的“决策机构”,用来协调和指挥整个计算机系统的操作,它本身不具有运算功能,而是通过读取各种指令,并对其进行翻译、分析,而后对各部件作出相应控制。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。

中央处理器是计算机的心脏,CPU品质的高低直接决定了计算机系统的档次。能够处理数据位数是CPU的一个最重要的品质标志。人们通常所说的8位机、16位机、32位机即指CPU可同时处理8位、16位、32位的二进制数据。

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