显卡工作原理

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一、视频显示流程图

1)显卡工作流程

图像或者视频数据一旦离开CPU,必须通过4个步骤,才会到达显示器:

1、从总线进入GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器):将CPU送来的数据总线,再从总线送到GPU里面进行处理。

2、从GPU进入帧缓冲存储器(或称显存):将GPU芯片处理完的数据送到显存。

3、从显存进入视频控制器:视频控制器有可能是DAC(Digital Analog Converter,随机读写存储数—模转换器),从显存读取出数据再送到RAM DAC进行数据转换的工作(数字信号转模拟信号);但是如果是DVI接口类型的显卡,则不需要经过数字信号转模拟信号。而直接输出数字信号。

4、从视频控制器进入显示器:将转换完的模拟信号送到显示屏。

2)显卡的类型

1、集成显卡

集成的显卡一般不带有显存,而是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内存的空间,对整个系统的影响会比较明显,此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要逊色一些。

2、独立显卡

独立显卡,简称独显,港澳台地区称独立显示卡,是指成独立的板卡,需要插在主板的相应接口上的显卡。独立显卡分为内置独立显卡和外置显卡。独立显卡是指以独立板卡形式存在,可在具备显卡接口的主板上自由插拔的显卡。独立显卡具备单独的显存,不占用系统内存,而且技术上领先于集成显卡,能够提供更好的显示效果和运行性能。

3、核心显卡

英文原名Core graphics card,核心图形卡,意思是集成在核心中的显卡。核心显卡是新一代的智能图形核心,它整合在智能处理器当中,依托处理器强大的运算能力和智能能效调节设计,在更低功耗下实现同样出色的图形处理性能和流畅的应用体验。需要注意的是,核心显卡虽然与传统意义上的集成显卡并不相同,工作方式的不同决定了它的性能比早期的集成显卡有所提升,但是它仍然是一种集成显卡,集成在核心中的显卡。

二、关于显存

用来存储屏幕上像素的颜色值,简称帧缓冲器,俗称显存。帧缓冲器中的单元数目与显示器上的像素数目相同,单元与像素一一对应,各单元的数值决定了其对应的像素的颜色。

三、关于GPU

GPU(graphics processing unit,图形处理器),又称显示核心、视觉处理器、显示芯片或绘图芯片,是一种专门在个人计算机、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上运行绘图运算工作的微处理器。换句话说,就是把CPU的数据翻译成显示器能读懂的数据。

CPU与GPU的结构对比如下图:

CPU是一个有多种功能的优秀领导者。它的优点在于调度、管理、协调能力强,计算能力则位于其次。而GPU相当于一个接受CPU调度的“拥有大量计算能力”的员工。换言之,CPU擅长统领全局等复杂操作,GPU擅长对大数据进行简单重复操作。CPU是从事复杂脑力劳动的教授,而GPU是进行大量并行计算的体力劳动者。

四、GPU加速

GPU加速计算是指同时利用图形处理器(GPU)和CPU,加快科学、分析、工程、消费和企业应用程序的运行速度。

GPU加速计算可以提供非凡的应用程序性能,能将应用程序计算密集部分的工作负载转移到GPU,同时仍由CPU运行其余程序代码。从用户的角度来看,应用程序的运行速度明显加快。

理解GPU和CPU之间区别的一种简单方式是比较它们如何处理任务。CPU由专为顺序串行处理而优化的几个核心组成,而GPU则拥有一个由数以千计的更小、更高效的核心(专为同时处理多重任务而设计)组成的大规模并行计算架构。

五、视频渲染器

百度百科的解释是:视频渲染器,Video Renderer是接收CPU的RGB/YUV裸数据,然后在显示器上显示的Filter。

个人理解,是运行在显卡上的一个驱动程序。完成将CPU发送视频数据显示到显示器的一个软件。使用potplay可以查看系统支持的选择渲染器种类。(没有理解透彻,需要继续研究)

SDL是一个封装库,对opengl/directD3D的封装。SDL使用统一的接口,在编译的时候,系统自动匹配最优的渲染方案。

opengl/directD3D是3D规范,各个GPU厂商需要按照这个3D规范实现接口调用,便于业务层使用。

六、备注

要是有独立显卡的主机后面有两个接显示器的口,

编号1口:使用的是Intel的集成显卡。

编号2口:是AMD或者英伟达的独立显卡。

只有当显示器线接到指定显卡后,才会使用该显卡。

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