《[交通运输]NB1 显卡技术原理及相关技术的研究 Fish》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[交通运输]NB1 显卡技术原理及相关技术的研究 Fish（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、显卡的总结性学习2009 年 12 月 11 日张红岩摘 要 前 言 正 文一. 明确测试目标 - 显卡 二. 必备前期功课 - 显卡结构及原理2.1 基 本 结 构2.2 工 作 原 理三. 实际目标考察 - 显卡参数及应用技术3.1 显 卡 参 数3.2 应 用 技 术四. 我们的利器 - 显卡测试工具4.1 3D Mark 064.2 3D Mark Vantage 结 语前 言一般的硬件设计流程包括：设计需求搜集、系统规格设计、硬件规格设计、硬件实体设计（原理图、PCB、CPLD/FPGA）、硬件调试、硬件测试上面的各个步骤，除硬件实体设计外其余的活动，对系统规格进行讨论、评审，对硬件
2、规格提出意见和建议等测试工程师都可以参与。由此可见测试工程师的工作对产品质量的把关乃至企业声誉的维护都起着重要的作用。而我们，兼容性测试部门，主要负责测试机台的整体及主要部件的性能工作，且一部分测试动作本身就是用户操作时也会做的动作，因此，他不仅需要一般测试工程师严谨认真的工作态度还需要具备普通用户操作时的普通思维以及对硬件本身和测试工具的全面了解。在这里，我并没有及其深刻的挖掘显卡高深的原理性技术性问题，而是站在测试工程师的角度全面的去关注显卡所展现出的各种性能，及其相关因素。我用“显卡的总结性学习“作为标题，主要是想把显卡的学习与实际的测试工作相结合，总结我这段时期的学习心得，并希望通过这
3、篇文章，与大家分享作为一名测试工作者应该具备的不断进行自我完善与提高的思想和思路。 一 明确测试目标-显卡显 卡 全 称 显 示 接 口 卡 （ 英 文 ： Video card， Graphics card） ， 又 称 为显 示 适 配 器 （ Video adapter） ， 显 示 器 配 置 卡 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 ， 并 向 显 示 器 提 供 行 扫 描 信 号 ， 控 制 显 示 器 的 正 确 显 示 ， 是 连
4、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 从 事 专 业图 形 设 计 的 人 来 说 显 卡 非 常 重 要 。 民 用 显 卡 图 形 芯 片 供 应 商 主 要 包 括 AMD ATi 和 Nvidia 两 家 。二 必备前期功课-显卡结构及原理2.1 基 本 结 构1. GPU（ 类 似 于 主 板 的 CPU）全 称 是 Graphic Processing Unit， 中 文
5、 翻 译 为 图 形 处 理 器 。 NVIDIA 公 司 在 发 布 GeForce 256 图 形 处 理 芯 片 时 首 先 提 出 的 概 念 。 是 显 示 卡 的“心 脏 ”， 也 就 相 当 于 CPU 在 电 脑 中 的 作 用 ， 它 决 定 了 该 显 卡 的 档 次 和 大 部分 性 能 。 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
6、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
7、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. RAMDACRAMDAC 是 Random Access Memory Digital/Analog Convertor 的 简 称， 即 随 机 存 取 内 存 数 字 模 拟 转 换 器 ， RAMDAC 的
8、分 辨 率 ， 颜 色 数 与 输 出 频率 也 是 影 响 显 示 卡 效 能 的 重 要 因 素 。 由 于 在 显 示 卡 的 显 示 内 存 中 储 存 的 是 数字 资 料 ， 因 为 计 算 机 是 以 数 字 方 式 运 算 的 ， 对 于 显 示 卡 来 说 这 一 堆 0 与 1控 制 着 每 一 个 像 素 的 颜 色 数 和 亮 度 。 然 而 显 示 器 并 不 以 数 字 方 式 工 作 ， 它 工作 在 仿 真 状 态 下 ， 这 就 需 要 在 中 间 有 一 个 ” 翻 译 。 RAMDAC 的 作 用 就 是 将数 字 讯 号 转 换 为 仿 真 讯 号 使
9、显 示 器 能 够 显 示 影 像 。 因 此 RAMDAC 可 以 说 是 一种 在 绘 图 显 示 卡 上 极 为 重 要 的 芯 片 。4. 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
10、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 Flash BIOS， 可 以 通 过 专 用 的 程 序 进 行 改 写 或 升 级 。 5. 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 。6.其 它比 如 GPU 风 扇 等 等内容2.2 工 作 原 理数 据 (data) 一 旦 离 开 CPU， 必 须 通 过 4 个 步 骤 ， 最 后 才 会 到 达 显
11、示屏 ：1. 从 总 线 (bus) 进 入 GPU （ 图 形 处 理 器 ） 将 CPU 送 来 的 数 据 送 到GPU（ 图 形 处 理 器 ） 里 面 进 行 处 理 。2. 从 video chipset（ 显 卡 芯 片 组 ） 进 入 video RAM（ 显 存 ） 将芯 片 处 理 完 的 数 据 送 到 显 存 。3. 从 显 存 进 入 Digital Analog Converter (= RAM DAC)， 由 显 示 显存 读 取 出 数 据 再 送 到 RAM DAC 进 行 数 据 转 换 的 工 作 (数 码 信 号 转 模 拟 信 号 )。4. 从 DAC
12、 进 入 显 示 器 (Monitor) 将 转 换 完 的 模 拟 信 号 送 到 显 示 屏。显 示 效 能 是 系 统 效 能 的 一 部 份 ， 其 效 能 的 高 低 由 以 上 四 步 所 决 定 ， 它 与显 示 卡 的 效 能 (video performance) 不 太 一 样 ， 如 要 严 格 区 分 ， 显 示 卡 的效 能 应 该 受 中 间 两 步 所 决 定 ， 因 为 这 两 步 的 资 料 传 输 都 是 在 显 示 卡 的 内 部 。第 一 步 是 由 CPU(运 算 器 和 控 制 器 一 起 组 成 了 计 算 机 的 核 心 ,成 为 微 处 理 器
13、或 中 央 处 理 器 ,即 CPU) 进 入 到 显 示 卡 里 面 ， 最 后 一 步 是 由 显 示 卡 直 接 送 资料 到 显 示 屏 上 。 三 实时目标考察-显卡参数及应用技术3.1 显 卡 参 数3.1.1 显 示 芯 片 : 又 称 图 型 处 理 器 -GPU， 它 在 显 卡 中 的 作 用 ， 就 如 同 CPU 在 电 脑 中 的 作用 一 样 。 更 直 接 的 比 喻 就 是 大 脑 在 人 身 体 里 的 作 用 。 先 简 要 介 绍 一 下 常 见 的 生 产 显 示 芯 片 的 厂 商 ： Intel、 ATI、 nVidia、VIA（ S3） 、 SIS
14、、 Matrox、 3D Labs。 Intel、 VIA（ S3） 、 SIS 主 要 生 产 集 成 芯 片 ； ATI、 nVidia 以 独 立 芯 片 为 主 ， 是 市 场 上 的 主 流 。 Matrox、 3D Labs 则 主 要 面 向 专 业 图 形 市 场 。 由 于 ATI 和 nVidia 基 本 占 据 了 主 流 显 卡 市 场 ， 下 面 主 要 将 主 要 针 对 这两 家 公 司 的 产 品 做 介 绍 。 型 号ATi 公 司 的 主 要 品 牌 Radeon（ 镭 龙 ） 系 列 ， 其 型 号 由 早 期 的 7000/7200/7500/8500/
15、9000/9200/9550/9600/9700/9800/X300/X600/X700/X800/X1300/X1600/X1800/X1900/X1950/HD 2400/HD 2600/HD 2900) 到 近 期 的Radeon (HD3400/HD 3600/HD 3800/HD 4350/HD 4550/HD 4600/HD 4650/HD 4670/HD 4770/HD 4800/HD 4850 X2/HD 4890/HD 4870 X2/HD5750/HD5770/HD5850/HD5870) 。 nVIDIA 公 司 的 主 要 品 牌 GeForce（ 精 视 ） 系 列
16、， 其 型 号 由 早 其 的 GeForce 256、 GeForce2 （ 100/200/400） 、 GeForce3（ 200/500） 、 GeForce4（ 420/440/460/4000/4200/4400/4600/4800）到 GeForce FX（ 5200/5500/5600/5700/5800/5900/5950） 、 GeForce（ 6100/6150/6200/6400/6500/6600/6800/） 、 GeForce （ 8400/8500/8600/8700/8800）再 到 近 期 的 GeForc（ 9400GT/9500GT/9600GSO/9600GT/9800GT/9800GTX+/9800GX2/GTX260/GTX260+/GTX280/GT
