显卡的基本结构

教你认识显卡的基本结构(多图)显示接口卡（Video card，Graphics card），又称为显示适配器（Video adapter），台湾与香港简称为显卡，是个人电脑最基本组成部分之一。

显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动显示器，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。

显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务，对于喜欢玩游戏和从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。

显卡的基本结构1）GPU（类似于主板的CPU）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(几何转换和光照处理)、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，而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。

GPU的生产主要由nVidia与ATI两家厂商生产。

2）显存（类似于主板的内存）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SDR的，容量也不大。

而现在市面上基本采用的都是DDR3规格的，在某些高端卡上更是采用了性能更为出色的DDR4或DDR5代内存。

显存主要由传统的内存制造商提供，比如三星、现代、Kingston 等。

3）显卡bios（类似于主板的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。

4）显卡PCB板（类似于主板的PCB板）就是显卡的电路板，它把显卡上的其它部件连接起来。

功能类似主板。

5）其它比如GPU风扇等等。

图形芯片（GPU）相当于电脑的CPU，不过它的主要任务是处理显示信息晶振（如图黑圈内）是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的作用是向显卡的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。

由于制造工艺不断提高，现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都很好，已不容易出现故障，但在选用时仍可留意一下晶振的质量。

目前大部分显存为技术成熟的DDR3代,不过图片上的是0.8NS的DDR4.虽然说显存越大越好，位宽越高越好，速度越快越好，但同时也要看GPU的处理能力！PCB：就是印刷电路板。

层数越高成本越高，也越好布线。

高层数是高档显卡的特点。

铜铝结合的GPU散热风扇，铜的导热性能好，铝的散热快。

这个是紫色的三洋OSCONSEPC固态贴片电容，属于非常昂贵的高端固态电容，一般只会出现在中高端的主板上或是显卡上。

供电电路中的封闭电感线圈随着对GPU输入电压的精度越来越高，显卡厂家开始使用半封闭式陶瓷电感和带金属外壳的全封闭式电感。

半封闭式电感和全封闭式电感都是为了防止电磁波辐射，进而提供电压的精度和提供GPU的超频能力。

供电电路中的MOSFET供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力。

供电电路中的MOSFET，电感线圈和电容都会影响到这一能力。

一个最理想的状态是，厂商使用最快速的MOSFET，高磁通量粗导线的电感线圈，以及超低ESR的输入输出电容。

外接6针辅助供电接口由于3850显卡功耗过大，超出了主板PCI-E接口所能支持的用电量，所以显卡上会有一个辅助供电接口。

输出/输入接口（如图黑圈内） S-video接口(TV-Out) 是指显卡具备输出信号到电视的相关接口。

显示器接口双24针DVI-I接口专为LCD显示器这样的数字显示设备设计的。

显卡上的金手指,说明HD3850显卡是支持交火的，可以插交火线。

最后给大家上张各种电容的介绍图片。

普及知识，显卡DDR-DDR3显存技术详解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=166 MHz。

而对于DDR SDRAM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=333 MHz。

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。

此外，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。

DDR显存分为两种，一种是大家习惯上的DDR内存，严格的说DDR应该叫DDR SDRAM。

另外一种则是DDR SGRAM，此类显存应用较少、不多见。

DDR SDRAM人们习惯称DDR SDRAM为DDR。

DDR SDRAM是Double DataRate SDRAM的缩写，是双倍速率同步动态随机存储器的意思。

DDRSDRAM是在SDRAM基础上发展而来的，仍然沿用SDRAM 生产体系，因此对于内存厂商而言，只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进，即可实现DDR内存的生产，可有效的降低成本。

SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR 内存则是一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。

DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。

与SDRAM相比：DDR运用了更先进的同步电路，使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行，又保持与CPU完全同步；DDR使用了DLL(Delay LockedLoop，延时锁定回路提供一个数据滤波信号)技术，当数据有效时，存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据，每16次输出一次，并重新同步来自不同存储器模块的数据。

DDL本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，因而其速度是标准SDRA的两倍。

DDR SDRAM是目前应用最为广泛的显存类型，90%以上的显卡都采用此类显存。

DDR SGRAMDDRSGRAM是从SGRAM发展而来，同样也是在一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据。

可以在不增加频率的情况下把数据传输率提高一倍。

DDR SGRAM在性能上要强于DDR SDRAM，但其仍旧在成本上要高于DDRSDRAM，只在较少的产品上得到应用。

而且其超频能力较弱，因其结构问题超频容易损坏。

DDR2显存DDR2显存可以看作是DDR显存的一种升级和扩展，DDR2显存把DDR显存的“2bitPrefetch(2位预取)”技术升级为“4 bitPrefetch(4位预取)”机制，在相同的核心频率下其有效频率比DDR显存整整提高了一倍，在相同显存位宽的情况下，把显存带宽也整整提高了一倍，这对显卡的性能提升是非常有益的。

从技术上讲，DDR2显存的DRAM核心可并行存取，在每次存取中处理4个数据而非DDR显存的2个数据，这样DDR2显存便实现了在每个时钟周期处理4bit数据，比传统DDR显存处理的2bit数据提高了一倍。

相比DDR 显存，DDR2显存的另一个改进之处在于它采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式替代了传统的TSOP方式，工作电压也由2.5V降为1.8V。

由于DDR2显存提供了更高频率，性能相应得以提升，但也带来了高发热量的弊端。

加之结构限制无法采用廉价的TSOP封装，不得不采用成本更高的BGA封装(DDR2的初期产能不足，成本问题更甚)。

发热量高、价格昂贵成为采用DDR2显存显卡的通病，如率先采用DDR2显存的的GeForce FX5800/5800Ultra系列显卡就是比较失败的产品。

基于以上原因，DDR2并未在主流显卡上广泛应用。

DDR3显存DDR3显存可以看作是DDR2的改进版，二者有很多相同之处，例如采用1.8V标准电压、主要采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式。

不过DDR3核心有所改进：DDR3显存采用0.11微米生产工艺，耗电量较DDR2明显降低。

此外，DDR3显存采用了“Pseudo OpenDrain”接口技术，只要电压合适，显示芯片可直接支持DDR3显存。

当然，显存颗粒较长的延迟时间(CASlatency)一直是高频率显存的一大通病，DDR3也不例外，DDR3的CASlatency为5/6/7/8，相比之下DDR2为3/4/5。

客观地说，DDR3相对于DDR2在技术上并无突飞猛进的进步，但DDR3的性能优势仍比较明显：(1)功耗和发热量较小：吸取了DDR2的教训，在控制成本的基础上减小了能耗和发热量，使得DDR3更易于被用户和厂家接受。

(2)工作频率更高：由于能耗降低，DDR3可实现更高的工作频率，在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点，同时还可作为显卡的卖点之一，这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表现。