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目前包括電影《阿凡達》和游戲《星際爭霸2》在內的大作不斷地刺激著我們的眼球和神經,《阿凡達》讓我們看到了一個通過3D渲染營造出來的宏大場面,而《星際爭霸2》則讓我們感受到了它在游戲畫質提昇下對顯卡的高要求。如果說《阿凡達》和《星際爭霸2》的華麗畫質讓網友逐漸感受到顯卡的重要性,那麼隨著Windows7系統的發布以及它正式支持GPU計算這點來看GPU的地位已經越來越重要。
顯示卡(videocard)是系統必備的裝置,它負責將 CPU 送來的影像資料(data)處理成顯示器(monitor) 可以了解的格式,再送到顯示屏 (screen) 上形成影像。它是我們從電腦獲取資訊最重要的管道。因此顯示卡及顯示器是電腦最重要的部份之一。我們在監視器上看到的圖像是由很多個小點組成的,這些小點稱為『像素』。在最常用的分辨率設置下,屏幕顯示一百多萬個像素,電腦必須決定如何處理每個像素,以便生成圖像。為此,它需要一位『翻譯』,負責從CPU獲得二進制數據,然後將這些數據轉換成人眼可以看到的圖像。除非電腦的主板內置了圖形功能,否則這一轉換是在顯卡上進行的。我們都知道,計算機是二進制的,也就是0和1,但是總不見的直接在顯示器上輸出0和1,所以就有了顯卡,將這些0和1轉換成圖像顯示出來。
顯卡的基本原理
顯卡的主要部件是:主板連接設備、監視器連接設備、處理器和內存。不同顯卡的工作原理基本相同CPU與軟件應用程序協同工作,以便將有關圖像的信息發送到顯卡。顯卡決定如何使用屏幕上的像素來生成圖像。之後,它通過線纜將這些信息發送到監視器。
顯卡的演變自從IBM於1981年推出第一塊顯卡以來,顯卡已經有了很大改進。第一塊顯卡稱為單色顯示適配器(MDA),只能在黑色屏幕上顯示綠色或白色文本。而現在,新型顯卡的最低標准是視頻圖形陣列(VGA),它能顯示256種顏色。通過像量子擴展圖矩陣(QuantumExtendedGraphicsArray,QXGA)這樣的高性能標准,顯卡可以在最高達2040x1536像素的分辨率下顯示數百萬種顏色。
根據二進制數據生成圖像是一個很費力的過程。為了生成三維圖像,顯卡首先要用直線創建一個線框。然後,它對圖像進行光柵化處理(填充剩餘的像素)。此外,顯卡還需添加明暗光線、紋理和顏色。對於快節奏的游戲,電腦每秒鍾必須執行此過程約60次。如果沒有顯卡來執行必要的計算,則電腦將無法承擔如此大的工作負荷。