電腦組裝與維護之顯卡與顯示器

1、第4章,顯卡與顯示器,4.1 顯卡的基本知識,顯卡是系統(tǒng)必備的設備，負責將CPU送來的影像數(shù)據(jù)處理成顯示器可以理解的格式，再送到屏幕上形成影像。顯卡是用戶從電腦獲取信息最重要的管道，因此顯卡及顯示器是電腦中最重要的部分之一。,4.1.1顯卡的硬件結構,（1）顯示芯片,顯示芯片即GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理單元），也叫圖形處理器。它的主要任務是處理系統(tǒng)輸入的視頻信息并將其進行構建、渲染等工作。而其速度

2、僅次于CPU的速度。,（2）顯存,顯存的主要功能是將顯示芯片處理的數(shù)據(jù)暫時儲存起來，然后將顯示數(shù)據(jù)影像到顯示屏幕上。顯示的分辨率越高，屏幕上顯示的像素點就越多，所需的顯存也就越多目前主流的顯存是64MB、128MB、256MB、512MB。而顯存的類型也逐漸發(fā)展到現(xiàn)在應用廣泛的DDR SDRAM/DDRⅡ SDRAM。,（3）RAMDAC,RAMDAC（Random Access Memory Digital Analog Conver

3、ter，隨機存儲數(shù)模轉換）的主要作用是將顯示內(nèi)存中的數(shù)字信號轉換成能夠在顯示器上直接顯示的模擬信號。RAMDAC有內(nèi)置和外置的兩種，內(nèi)置的RAMDAC集成在顯示芯片中，因為這有助于降低成本。一些專業(yè)圖形顯卡使用的是外置的RAMDAC。,（4）顯示BIOS,顯卡BIOS即顯卡的基本輸入輸出系統(tǒng)，專門用于存放系統(tǒng)所需要執(zhí)行的基本指令信息。,（5）顯卡輸出接口,顯卡輸出接口的作用是將數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，必須通過顯卡的VGA接口輸出。標準的VGA

4、接口為15針接頭。數(shù)字顯示工作組（DDWG）在1999年發(fā)布了用于數(shù)字平板顯示器的數(shù)字視頻接口DVI（Digital Visual Interface）。DVI在支持數(shù)字平板顯示器的同時也向下兼容CRT顯示器。,DVI接口通常有兩種：僅支持數(shù)字信號的DVI－D、同時支持數(shù)字與模擬信號的DVI－I。DVI接口支持即插即用（Plug and Play）。與標準的VGA不同，數(shù)字接頭使用三行八列共24個引腳。這些引腳支持兩個完整的通道，每

5、個通道使用3對（紅綠藍各一對）傳輸色彩信號，一對傳輸時鐘信號，其余是電源、地線和其他用途。,S端子是一種五芯接口，由兩路視頻亮度信號，兩路視頻色度信號和一路公共屏蔽地線共五條芯線組成。它將亮度和色度分離輸出，克服了視頻節(jié)目復合輸出時的亮度和色度的互相干擾。采用S端子可以提高畫面畫面質(zhì)量，因此將其稱為“高清晰度輸出”。但只有軟件較新型號的電視機才有S端子接口，而且某些顯卡的S端子輸出時，會出現(xiàn)圖像沒有色彩或有閃爍等情況，因此在選購有視頻

6、功能的顯示卡時，最好同時有復合視頻端子和S端子。,（6）總線接口,AGP是（Accelerated Graphics Port） 縮寫，意思是圖形加速接口。AGP是一種新型接口標準，可直接向圖形分支系統(tǒng)的存儲器提供高速帶寬。這種接口減輕了PCI總線傳輸速度慢的瓶頸狀況，使圖形加速卡計算速度更快。AGP用途非常單一，只是圖形加速卡使用的一個專用的圖形連通線。AGP帶寬比PCI更加高。確切的說，AGP總線運作時鐘速度為66MHz（相當帶寬

7、266MB/s），而PCI總線運作時鐘速度為33MHz（相當帶寬133MB/s）。,AGP是專門用于提高電腦的圖像處理能力而開發(fā)的，在傳輸速度上分為AGP1X、AGP2X、AGP4X、AGP8X。提示：AGP8X作為新一代AGP并行接口總線，在數(shù)據(jù)傳輸帶寬上和它的前輩AGP4X一樣都是32位，但總線速度將達到66MHz×8＝533MHz，在數(shù)據(jù)傳輸帶寬上也會達到2.1GB/s。數(shù)據(jù)傳輸帶寬＝AGP總線運作時鐘速度（66MH

8、z）×AGP傳輸速度（1X、2X、4X、8X）×總線寬度（32位）/8例如：AGP8X數(shù)據(jù)傳輸帶寬＝66MHz×8×32bit/8＝2112MB/s≈2.1GB/s,（7）視頻輸出/輸入接口,有不少顯卡和顯示芯片還提供了額外的視頻輸出，視頻輸入和DVD解壓等功能。,4.1.2 PCI- Express 顯卡,PCI Express是采用點對點的串行連接方式，這個和以前的并行通道大為不同，它允許

9、和每個設備建立獨立的數(shù)據(jù)傳輸通道。不用再向整個系統(tǒng)請求帶寬，這樣也就輕松的到達了其他接口設備可望而不可及的高帶寬。,PCI Express接口根據(jù)總線接口對位寬的要求不同而有所差異，分為PCI Express 1X、2X、4X、8X、16X甚至32X。由此PCI Express的接口長短也不同。1X最小，往上側越大。同時PCI Express不同接口還可以向下兼容其他PCI Express小接口的產(chǎn)品。既PCI Express4X的顯卡

10、可以插在PCI Express8X或16X上進行工作。這樣，只要您擁有先進的主板，就沒必要非得升級檔次稍差的顯卡了。它良好的向下兼容性也使不少業(yè)界人士看好。另外Intel 的PCI Express接口將包括兩條專用的通道連接某設備，比如即將要取代AGP 8X的PCI Express16X圖形接口將包括它的兩條通道，一條可由顯卡單獨到北橋，而另一條則可由北橋單獨到顯卡，每條單獨的通道均將擁有4.0GB/s的數(shù)據(jù)帶寬可充分避免因帶寬所帶來的

11、性能瓶頸問題。,同時PCI Express還支持熱插拔的特性，也就是說，你可以在不必關閉系統(tǒng)和電源的情況下更換PCI Express槽的版卡和各種硬件設備。由以上兩點可以看出在未來PCI Express在服務器的應用上估計會更為深遠。,下面我們拿PCI Express和以往的各個接口的數(shù)據(jù)傳輸率做一下對比：,總線類型 數(shù)據(jù)傳輸率ISA

12、 8.33MB/sPCI 133MB/sAGP-1X 266MB/sAGP-2X

13、 533MB/sAGP-4X 1.0GB/sAGP-8X 2.1GB/sPCI Express1X（雙通道） 500MB/sPCI Express2X（雙通道） 1.0GB/sPCI Exp

14、ress4X（雙通道） 2.0GB/sPCI Express8X（雙通道） 4.0GB/sPCI Express16X（雙通道） 8.0GB/s,4.1.3 顯卡及顯示芯片的幾大品牌,芯片生產(chǎn)商：nVIDIA、AMD（ATI）、Intel、3dfx、S3、SIS、Trident等等。顯卡生產(chǎn)商：技嘉、升技、微星、華碩、七彩虹、碩泰克、翔升、承啟、

15、麗臺、捷波、昂達、艾爾莎、奔馳小影霸、耕升太極等等。,4.2 顯示器的基本知識,顯示器是計算機系統(tǒng)中最基本的輸出設備，顯示器的性能好壞直接影響使用者的工作效率。目前常用的顯示器主要有CRT（Cathode Ray Tube）顯示器、LCD（Liquid Crystal Display）顯示器兩種。,4.2.1 CRT顯示器的技術參數(shù),（1）點距和柵距,在描述這兩個顯示器術語之前，需要了解與它們相關的一個名詞——蔭罩。蔭罩是顯像管的造色機

16、構，是安裝在熒光屏內(nèi)側、上面刻蝕有40多萬個孔的薄鋼板。大多數(shù)彩色顯示器是使用一組三個電子槍來顯示彩色，蔭罩孔的作用在于保證三個電子束共同穿過同一個蔭罩孔，準確地激發(fā)彩色熒光粉，使紅、綠、藍三色光束分別激發(fā)紅、綠、藍三色熒光粉。蔭罩可分為孔狀蔭罩和條柵狀蔭罩兩種類型，從而也就引出了點距和柵距的概念。所謂點距，是針對于孔狀蔭罩而言的，指的是熒光屏上的相同顏色的磷光點中心之間距離，單位是mm，標稱點距一般都在0.28mm左右。,（1）點距和

17、柵距,所謂柵距是針對于條柵狀蔭罩而言的，指的是三色條紋的總寬度，單位是mm，柵距一般都在0.25mm以下。如今家用顯示器大多采用0.28mm點距，采用0.26mm和0.27mm點距的也不少，SONY的特麗瓏和三菱的鉆石瓏顯像管的點距只有0.25mm，高檔顯示器的點距甚至更小。同檔次的孔狀蔭罩和條柵狀蔭罩兩種類型的顯示器，顯示效果的區(qū)別不算大。但從理論和應用上講，孔狀蔭罩顯示器顯示的圖像更精細準確，適合CAD/CAM的應用；條柵狀蔭罩顯示

18、器的色彩要明亮一些，更適合于藝術專業(yè)的應用。,（2）掃描頻率,顯像管的槍發(fā)射出的電子束在行偏轉磁場的作用下從熒屏左上角開始，向右作水平掃描（稱為掃描正程），掃完一行后迅速又回到左邊（稱為行掃描逆程）。由于場偏轉磁場的作用，在離第一行稍低處開始第二行掃描，如此逐次掃描直至屏幕的右下角，便于工作完成了整個屏幕一幀（即一幅畫面）的顯示。之后，電子束重又回掃到左上角開始新一幀的掃描。完成一行水平掃描的時間，確切地說應是從第一行開始至第二

19、行開始的間隔時間稱行周期，其倒數(shù)即為行頻。同樣，完成整個屏幕掃描的時間稱場周期，其倒數(shù)即為場頻。,（3）分辨率,分辨率就是屏幕每行每列的像素數(shù)，與具體的顯示模式有關。但是作為性能指標之一的分辨率，則取決于顯示器在水平和垂直方向上最多可以顯示的像素的數(shù)目。如最常用的分辨率：800×600、1024×768、1280×1024等等。,（4）帶寬,帶寬指每秒鐘電子槍掃描過的總像素數(shù)，等于“水平分辨率×

20、;垂直分辨率×場頻（畫面刷新頻率）×場過掃描系數(shù)（約為1.04）”，單位為MHz。帶寬是顯示器最基本的頻率特性，它決定著一臺顯示器可以處理的信息范圍，就是指電路工作的頻率范圍。顯示器工作頻率范圍在電路設計時就已確定了，主要由高頻放大部分元件的特性決定。高頻處理能力越好，帶寬越寬，圖像也更好。,帶寬＝水平分辨率×行頻 ＝水平分辨率×垂直分辨率×場頻（畫面刷新頻率）×

21、;場過掃描系數(shù)（約為1.34）,（5）屏幕可視區(qū)域,15英寸(可視尺寸13.8英寸)、17英寸(可視尺寸16英寸)、19英寸(可視尺寸18英寸)等。,（6）屏幕表面處理,顯示器在使用過程中會因為電子撞擊和外界光源的影響而產(chǎn)生靜電和眩光等干擾。靜電會吸附灰塵，影響顯示效果；而眩光則會使圖像模糊甚至于影響用戶的視力。為此，目前大多數(shù)CRT顯示器都對熒光屏進行了表面處理。,1. 防眩處理。在屏幕的玻璃表面涂一層二氧化硅，或直接

22、對玻璃表面進行刻蝕，使之出現(xiàn)細小的凹凸不平。這樣，光線照上去就會發(fā)生漫反射，從而有效降低特定區(qū)域的反射強度，減少干擾。,2. 抗強光、防靜電處理?？箯姽狻⒎漓o電處理，是采用一種含有特殊微粒的涂料，用旋轉噴霧的方法在屏幕表面，以散射背景光，而涂料中含有的靜電微粒又可以有效減少屏幕表面依附的電荷，消除靜電和交變電場的影響。,3. 防反射、防靜電復合涂層處理。這是一種目前最有效的防反射、防靜電的屏幕處理方法。它

23、是在屏幕表面涂覆了多種不同材料的涂層，其中一層是透明的涂層，用來防靜電，另外的涂層用來抑制反射光，它最大的特點就是避免圖像的散射而保證顯示畫面的清晰。,4. 超清晰涂層。超清晰涂層由多層由透明膜復合而成，不但大幅度吸收并降低反射的干擾，而且減少了圖像投射光線的變形，大大增強了圖像對比度和艷麗度，對圖像的亮度、清晰度、抗反射和抗閃爍性均有很好的效果。,5. 超黑矩陣屏幕。這種屏幕的熒光點之間涂有碳粉顆粒，因此比常規(guī)

24、顯像管暗得多，抗外界光線干擾能力大大增強，可以顯著改善圖像的對比度，使畫面彩色看起來更鮮艷。,(7) 安全認證,顯示器在工作時產(chǎn)生的輻射對人體有不良影響。在環(huán)保越來越重視的今天，各類標準相繼出臺，其中瑞典專家聯(lián)盟（TCO）提出的TCO系列標準，逐漸演變成了現(xiàn)在通用的世界性標準，它不僅包括輻射和環(huán)保的多項指標，還對節(jié)能性能、用電安全、人體工程學等多方面提出嚴格的要求?，F(xiàn)在的機型已經(jīng)都滿足了TCO99 / TCO03 / TCO05

25、極其嚴格的要求。,4.2.2 LCD顯示器的技術參數(shù),隨著液晶顯示器的制造成本不斷下降,性能不斷改善,液晶顯示器件已開始進入一般單位和家庭中,液晶器件的應用范圍正迅速擴大,已涉及電視、數(shù)碼照相機、攝像機以及計算機顯示器等領域。就目前看，LCD顯示器是最有可能取代CRT顯示器的一種顯示器。,(1) 分辨率,LCD的分辨率與CRT顯示器不同，只能提供固定的顯示分辨率，也就是所謂的“真實分辨率”。例如，15英寸的LCD顯示出分辨率為10

26、24×768時，就表示顯示器的水平方向有1024個像素，垂直方向有768個像素。如果用戶需要將1024×768的分辨率降到800×600顯示時，反而不能得到高質(zhì)量畫面。,(2) 點距和可視面積,液晶顯示器的點距和可視面積有直接的對應關系，是很容易直接通過計算得出的。以15英寸的液晶顯示器為例，當點距為0.279mm分辨率為1024×768時，就是說該液晶顯示板在水平方向上有1024個像素，垂

27、直方向有768個像素，由此，我們可以很容易計算出此液晶顯示器的可視面積為285.7×214.3 mm2。,需要說明一點是：LCD顯示器的點距與CRT的點距有些不同。CRT顯示器的點距由于技術原因，中心的點距要比四周的要小。目前CRT廠商在定義顯示器的點距時候，定義的都是顯示器最小的（也就是中心的）點距。而液晶顯示器則是整個屏幕任何一處的點距都是一樣的，這說從根本上消除了LCD顯示器在還原畫面時的非線性失真現(xiàn)象。目前LCD顯示器

28、的點距多為0.279～0.32mm，而CRT顯示器的點距大多為0.20～0.28mm，從這點上看，LCD顯示器不如CRT顯示器。,(3) 可視角度,可視角度是指用戶在屏幕前以一定的角度觀看時，能清晰看見屏幕圖像所構成的最大角度，也稱為可視范圍。液晶顯示器的可視角度又分為水平可視角度和垂直可視角度?？梢暯嵌仍酱笤胶?，如果可視角度小，只在用戶稍一變動觀看位置，畫面可能就會看不全面，甚至看不清楚。,(4) 響應時間,響應時間是用

29、來表示液晶顯示器各像素點對輸入信號的反應速度，也就是液晶由暗轉亮到由亮轉暗所需要的時間，單位是毫秒（ms）。當液晶由暗轉為亮稱為上升時間，由亮轉暗稱為下降時間，通常上升時間要小于下降時間。而我們所說的響應時間指的就是兩者之和，響應時間越小越好，響應時間如果超過40ms時，就會出現(xiàn)運動圖像的拖尾現(xiàn)象?，F(xiàn)在大多數(shù)LCD顯示器的反應速度介于8ms～16ms之間，但也有不少顯示器可以做到4ms。而CRT顯示器就不存在這個問題了，因為它的響應時間

30、只有1ms左右。,(5) 亮度、對比度,LCD顯示器的亮度是用來表示光源通過液晶透射出的光強度，單位是每平方米燭光（cd/m2）或Nits。一般的LCD亮度值為150 cd/m2，而高的則能達到500 cd/m2。對比度是同一屏幕上最亮處亮度的比值。人眼可分辯的對比度約在100：1左右，當顯示器的對比度超過120：1時，就可以顯示生動、豐富的色彩，對比率高達300：1時便可以支持各階度的顏色。對比度值的差別很大，有300:1，4

31、50:1，甚至更高。亮度和對比度要配合使用，才能確保圖像色彩的真實度和色階準確度，當亮度和對比度配合得恰到好處時，才能夠呈現(xiàn)美觀的畫質(zhì)。,(6) 壞點,在LCD顯示器的制作過程中，液晶單元很容易出現(xiàn)瑕疵，如一部分薄膜晶體短路或斷路，LCD上的某一點或像素會永遠顯示同一顏色，這些點被稱為壞點。壞點包括“紅點”、“藍點”、“綠點”、“亮點”和“黑點”五種。LCD顯示屏有幾百萬個液晶單元，很難保證所有這些單元都完好無損，所以極易出現(xiàn)壞

32、點。對1024×768的屏幕來說，每個像素都由三個單元構成，分別負責紅、綠和藍色的顯示，所以總共需要約240萬個單元（1024×768×3＝2359296）。最有可能的是，其中一部分已經(jīng)短路，即出現(xiàn)“亮點”，或者斷路，即出現(xiàn)“黑點”。,現(xiàn)在國際上針對壞點問題還沒有制定統(tǒng)一的標準，各廠家給出的標準也不相同。目前可供參考的標準是：如果顯示器上沒有一個壞點就稱為AA級液晶面板；如果顯示器有3個壞點以下，其中的亮點

33、不超過1個，并且亮點不在屏幕中間稱為A級液晶面板；如果顯示器有3個壞點以下，其中的亮點不超過2個，并且其中的亮點不在屏幕中間稱為B級液晶面板；如果有5個壞點以下，其中的亮點不超過3個，并且其中的亮點不在屏幕中間稱為C級液晶面板。,(7) 背光燈,液晶顯示器的光源主要來自背光光源。背光燈管又稱為CCFL（Cold－cathode fluorescent）冷凝陰極熒光燈管，直徑僅為2.0mm。背光光源由CCFL提供，其光亮度和均勻

34、度直接影響屏幕的色彩、對比度、亮度和可視角度等。對于液晶顯示器來說，背光燈的壽命就是液晶顯示器的壽命。不同品牌的顯示器使用燈管數(shù)不一定相同。,使用2支燈管照明時，屏幕上下各一支燈管，這時屏幕左右兩側以及中心會明顯出現(xiàn)亮度不均勻的現(xiàn)象。為了彌補2支燈管的缺點，有的顯示器使用了4燈管。4燈管液晶顯示器是在屏幕背光部分四周各放1支燈管，這樣就能充足均勻地補充屏幕光源，消除“暗區(qū)”現(xiàn)象。采用4燈管技術可以有效地提高液晶顯示器的亮度、色彩對比度和

35、可視角度。但4燈管液晶顯示器的發(fā)熱量肯定比2燈管的大，發(fā)熱量加大會使燈管容易老化，嚴重的還可能導致LCD過熱，從而造成內(nèi)部燒壞。還有的顯示器使用了“6燈管”，所謂的“6燈管”是采用了3個U型的燈管設計的。3個U型燈管設計提高了液晶顯示器的屏幕亮度，但U燈管的機械強度不如直線型燈管，并且影響液晶顯示器的壽命。,4.3 顯示器的幾大品牌,SONY（索尼）、NESO、優(yōu)派、SAMSUNG（三星）、MAG（美格）、Philips（飛利浦）、LG