顯卡接口

顯卡的接口決定着顯卡與系統之間數據傳輸的最大帶寬，也就是瞬間所能傳輸的最大數據量。

顯卡發展共出現ISA、PCI、AGP、PCI Express等幾種接口，所能提供的數據帶寬依次增加。主流台式電腦可以使用的顯卡接口包括PCI、AGP、PCI Express三種，而ISA接口顯卡已經被完全淘汰。 ^[1] 

顯卡接口是指電腦的獨立型顯卡硬件的連接位置，顯卡接口可分四種，一種是信號輸入輸出接口，一種是總線接口，一種是可升級接口，一種是電源接口。例如信號輸入輸出接口有VGA接口等，總線接口有PCI Express 2.0 16X接口等。

顯卡是主機與顯示器的橋樑，當顯卡將顯示信號處理完畢之後，必然要相應的接口將信號傳送給顯示器，顯卡信號輸入輸出接口擔負着顯卡輸出的任務顯卡接口近年來非常迅猛，從最初的D-SUB、S-Video到的DVI、HDMI以及DisplayPort也不外是短短的幾年。

D-SUB接口（也叫VGA接口），從外觀上看，D-SUB接口“上寬下窄”，看起來像倒寫的“D”，這種接口俗稱“D型頭”，這樣做的原因是便於的安裝，不會將插頭插反了。

D-SUB接口中共有3排15針的信號線，它傳輸的是一種模擬信號——傳輸不同電壓的信號來控制圖像的顯示。顯卡處理的都是數字信號，為了實現信號的輸出，顯示核心中都集成有名為“RAMDAC”（視頻存儲數字模擬轉換器）的元件，它將經由顯示核心處理並存儲在顯存中的數字顯示信號逐幀轉換為由三種彩色亮度和行、幀同步信號所共同組成的模擬視頻信號，15針的D型D-SUB接口由於帶寬的限制，顯示的分辨率更大，圖像質量也相對差，現在只有在低端的顯卡上才能看到它的身影。

1998年9月，在Intel開發者論壇上成立的數字顯示工作小組（Digital Display Working Group簡稱DDWG）發明的一種高速傳輸數字信號的技術，有DVI-A、DVI-D和DVI-I三種不同的接口形式。DVI-D只有數字接口，DVI-I有數字和模擬接口，應用主要以DVI-D為主。 DVI是基於TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)，轉換最小差分信號技術來傳輸數字信號，TMDS運用先進的編碼算法把8bit數據(R、G、B中的每路基色信號)通過最小轉換編碼為10bit數據(包含行場同步信息、時鐘信息、數據DE、糾錯等)，經過DC平衡後，採用差分信號傳輸數據，它和LVDS、TTL相比有較好的電磁兼容性能，可以用低成本的專用電纜實現長距離、高質量的數字信號傳輸。DVI接口是一種國際開放的接口標準，在PC、DVD、高清晰電視（HDTV）、高清晰投影儀等設備上有廣泛的應用。

DVI接口的數字信號不需要經由RAMDAC的轉換，從而避免了D-SUB接口出現的信號丟失與失真的問題，保證了計算機生成圖像的完整再現。由於DVI接口擁有熱插拔監測信號，從而實現了即插即用。

S-Video接口是非常常見的接口，其全稱是Separate Video，也稱為SUPER VIDEO。S-Video接口的連接規格是由日本開發的，S指的是“SEPARATE（分離）”，它將亮度和色度分離傳輸，避免了混合視頻信號傳輸時亮度

和色度的相互干擾。S-Video接口是一種五芯接口，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。

對於高檔顯卡而言，它的S-Video接口除了能將電腦的視頻信號輸出給其它設備外，也能將電視機、VCD機、錄像機等設備的視頻信號輸入到電腦中，這種傳輸方式被稱為“VIVO”。

HDMI接口（High Definition Multimedia Interface高清晰度多媒體接口）是一種數字化視頻/音頻接口技術，是適合影像傳輸的專用型數字化接口，其可同時傳送音頻和影音信號，最高數據傳輸速度為5Gbps。而且無需在信號傳送前進行轉換。HDMI可搭配寬帶數字內容保護（HDCP），以防止具有著作權的影音內容遭到未經授權的複製。HDMI所具備的額外空間可應用在日後升級的音視頻格式中。而因為一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信號需求少於4Gbps，因此HDMI還有很大餘量。這允許它可以用一個電纜分別連接DVD播放器以及接收器和PRR。

HDMI接口傳輸帶寬大，輸出分辨率高，連接方便，而且HDMI接口輸出的是數字信號，衰減小，質量好的HDMI連接線，即使長達15米，也能輸出優異的畫質，非常適合高清視頻的輸出。

DisplayPort也是一種高清數字顯示接口標準，而且它是免費使用的，不像HDMI那樣需要高額授權費。 DisplayPort問世之初，它可提供的帶寬就高達10.8Gb/s。要知道，HDMI 1.2a的帶寬僅為4.95Gb/s，即便最新發布的HDMI 1.3所提供的帶寬(10.2Gb/s)也稍遜於DisplayPort 1.0。DisplayPort可支持WQXGA+(2560×1600)、QXGA(2048×1536)等分辨率及30/36bit(每原色10/12bit)的色深，充足的帶寬保證了今後大尺寸顯示設備對更高分辨率的需求。

接口簡介 PCI是Peripheral Component Interconnect（外設部件互連標準）的縮寫，它是個人電腦中使用最為廣泛的接口，幾乎所有的主板產品上都帶有這種插槽。PCI插槽也是主板帶有最多數量的插槽類型，在流行的台式機主板上，ATX結構的主板一般帶有5～6個PCI插槽，而小一點的MATX主板也都帶有2～3個PCI插槽，可見其

應用的廣泛性。PCI是由Intel公司1991年推出的一種局部總線。從結構上看，PCI是在CPU和原來的系統總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現對這一層的管理，並實現上下之間的接口以協調數據的傳送。管理器提供了信號緩衝，使之能支持10種外設，並能在高時鐘頻率下保持高性能，它為顯卡，聲卡，網卡，MODEM等設備提供了連接接口，它的工作頻率為33MHz/66MHz。接口發展 最早提出的PCI總線工作在33MHz 頻率之下，傳輸帶寬達到了133MB/s(33MHz X 32bit/8)，基本上滿足了當時處理器的發展需要。隨着對更高性能的要求，1993年又提出了64bit 的PCI總線，後來又提出把PCI 總線的頻率提升到66MHz 。廣泛採用的是32-bit、33MHz 的PCI總線，64bit的PCI插槽更多是應用於服務器產品。 由於PCI總線只有133MB/s 的帶寬，對聲卡、網卡、視頻卡等絕大多數輸入/輸出設備顯得綽綽有餘，但對性能日益強大的顯卡則無法滿足其需求。PCI接口的顯卡已經不多見了，只有較老的PC上才有，廠商也很少推出此類接口的產品。

接口簡介 AGP（Accelerate Graphical Port），加速圖形接口。隨着顯示芯片的發展，PCI總線日益無法滿足其需求。英特爾於1996年7月正式推出了AGP接口，它是一種顯示卡專用的局部總線。嚴格的説，AGP不能稱為總線，它與PCI總線不同，因為它是點對點連接，即連接控制芯片和AGP顯示卡，但在習慣上我們依然稱其為AGP總線。AGP接口是基於PCI 2.1 版規範並進行擴充修改而成，工作頻率為66MHz。

AGP總線直接與主板的北橋芯片相連，且通過該接口讓顯示芯片與系統主內存直接相連，避免了窄帶寬的PCI總線形成的系統瓶頸，增加3D圖形數據傳輸速度，同時在顯存不足的情況下還可以調用系統主內存。所以它擁有很高的傳輸速率，這是PCI等總線無法與其相比擬的。 由於採用了數據讀寫的流水線操作減少了內存等待時間，數據傳輸速度有了很大提高；具有133MHz及更高的數據傳輸頻率；地址信號與數據信號分離可提高隨機內存訪問的速度；採用並行操作允許在CPU訪問系統RAM的同時AGP顯示卡訪問AGP內存；顯示帶寬也不與其它設備共享，從而進一步提高了系統性能。 AGP標準在使用32位總線時，有66MHz和133MHz兩種工作頻率，最高數據傳輸率為266Mbps和533Mbps，而PCI總線理論上的最大傳輸率僅為133Mbps。最高規格的AGP 8X模式下，數據傳輸速度達到了2.1GB/s。接口發展 AGP接口的發展經歷了AGP1.0(AGP1X、AGP2X)、AGP2.0(AGP Pro、AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等階段，其傳輸速度也從最早的AGP1X的266MB/S的帶寬發展到了AGP8X的2.1GB/S。AGP 1.0（AGP1X、AGP2X） 1996年7月AGP 1.0圖形標準問世，分為1X和2X兩種模式，數據傳輸帶寬分別達到了266MB/s和533MB/s。這種圖形接口規範是在66MHz PCI2.1規範基礎上經過擴充和加強而形成的，其工作頻率為66MHz，工作電壓為3.3v，在一段時間內基本滿足了顯示設備與系統交換數據的需要。這種規範中的AGP帶寬很小，現在已經被淘汰了，只有在前幾年的老主板上才見得到。 顯示芯片的飛速發展，圖形卡單位時間內所能處理的數據呈幾何級數成倍增長，AGP 1.0圖形標準越來越難以滿足技術的進步了，由此AGP 2.0便應運而生了。1998年5月份，AGP 2.0 規範正式發佈，工作頻率依然是66MHz，但工作電壓降低到了1.5v，並且增加了4x模式，這樣它的數據傳輸帶寬達到了1066MB/sec，數據傳輸能力大大地增強了。 AGP Pro接口與AGP 2.0同時推出，這是一種為了滿足顯示設備功耗日益加大的現實而研發的圖形接口標準，應用該技術的圖形接口主要的特點是比AGP 4x略長一些，其加長部分可容納更多的電源引腳，使得這種接口可以驅動功耗更大（25-110w）或者處理能力更強大的AGP顯卡。這種標準其實是專為高端圖形工作站而設計的，完全兼容AGP 4x規範，使得AGP 4x的顯卡也可以插在這種插槽中正常使用。AGP Pro在原有AGP插槽的兩側進行延伸，提供額外的電能。它是用來增強，而不是取代現有AGP插槽的功能。根據所能提供能量的不同，可以把AGP Pro細分為AGP Pro110和AGP Pro50。在某些高檔台式機主板上也能見到AGP Pro插槽，例如華碩的許多主板。 2000年8月，Intel推出AGP3.0規範，工作電壓降到0.8V,並增加了8x模式，這樣它的數據傳輸帶寬達到了2133MB/sec，數據傳輸能力相對於AGP 4X成倍增長，能較好的滿足當前顯示設備的帶寬需求。模式傳輸方式 不同AGP接口的模式傳輸方式不同。1X模式的AGP，工作頻率達到了PCI總線的兩倍—66MHz，傳輸帶寬理論上可達到266MB/s。AGP 2X工作頻率同樣為66MHz，但是它使用了正負沿（一個時鐘週期的上升沿和下降沿）觸發的工作方式，在這種觸發方式中在一個時鐘週期的上升沿和下降沿各傳送一次數據，從而使得一個工作週期先後被觸發兩次，使傳輸帶寬達到了加倍的目的，而這種觸發信號的工作頻率為133MHz，這樣AGP 2X的傳輸帶寬就達到了266MB/s×2（觸發次數）=533MB/s的高度。AGP 4X仍使用了這種信號觸發方式，只是利用兩個觸發信號在每個時鐘週期的下降沿分別引起兩次觸發，從而達到了在一個時鐘週期中觸發4次的目的，這樣在理論上它就可以達到266MB/s×2（單信號觸發次數）×2（信號個數）=1066MB/s的帶寬了。在AGP 8X規範中，這種觸發模式仍然使用，只是觸發信號的工作頻率變成266MHz，兩個信號觸發點也變成了每個時鐘週期的上升沿，單信號觸發次數為4次，這樣它在一個時鐘週期所能傳輸的數據就從AGP4X的4倍變成了8倍，理論傳輸帶寬將可達到266MB/s×4（單信號觸發次數）×2（信號個數）=2133MB/s的高度了。常用AGP接口 常用的AGP接口為AGP4X、AGP PRO、AGP通用及AGP8X接口。需要説明的是由於AGP3.0顯卡的額定電壓為0.8—1.5V，因此不能把AGP8X的顯卡插接到AGP1.0規格的插槽中。這就是説AGP8X規格與舊有的AGP1X/2X模式不兼容。而對於AGP4X系統，AGP8X顯卡仍舊在其上工作，但僅會以AGP4X模式工作，無法發揮AGP8X的優勢。

接口簡介 PCI Express是下一代的總線接口，而採用此類接口的顯卡產品，也將在2004年晚些時候正式面世。早在2001年的春季“英特爾開發者論壇”上，英特爾公司就提出了要用新一代的技術取代PCI總線和多種芯片的內部連接

，並稱之為第三代I/O總線技術。隨後在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在內的20多家業界主導公司開始起草新技術的規範，並在2002年完成，對其正式命名為PCI Express。串行連接 PCI Express採用了業內流行的點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機總線的共享並行架構，每個設備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數據傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬。相對於傳統PCI總線在單一時間週期內只能實現單向傳輸，PCI Express的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質量，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。PCI Express的接口根據總線位寬不同而有所差異，包括X1、X4、X8以及X16（X2模式將用於內部接口而非插槽模式）。較短的PCI Express卡可以插入較長的PCI Express插槽中使用。PCI Express接口能夠支持熱拔插，這也是個不小的飛躍。PCI Express卡支持的三種電壓分別為+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用於取代AGP接口的PCI Express接口位寬為X16，將能夠提供5GB/s的帶寬，即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約為4GB/s左右的實際帶寬，遠遠超過AGP 8X的2.1GB/s的帶寬。 PCI Express規格從1條通道連接到32條通道連接，有非常強的伸縮性，以滿足不同系統設備對數據傳輸帶寬不同的需求。例如，PCI Express X1規格支持雙向數據傳輸，每向數據傳輸帶寬250MB/s，PCI Express X1已經可以滿足主流聲效芯片、網卡芯片和存儲設備對數據傳輸帶寬的需求，但是遠遠無法滿足圖形芯片對數據傳輸帶寬的需求。 因此，必須採用PCI Express X16，即16條點對點數據傳輸通道連接來取代傳統的AGP總線。PCI Express X16也支持雙向數據傳輸，每向數據傳輸帶寬高達4GB/s，雙向數據傳輸帶寬有8GB/s之多，相比之下，廣泛採用的AGP 8X數據傳輸只提供2.1GB/s的數據傳輸帶寬。 儘管PCI Express技術規格允許實現X1（250MB/秒），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道規格，但是依形式來看，PCI Express X1和PCI Express X16將成為PCI Express主流規格，同時芯片組廠商將在南橋芯片當中添加對PCI Express X1的支持，在北橋芯片當中添加對PCI Express X16的支持。除去提供極高數據傳輸帶寬之外，PCI Express因為採用串行數據包方式傳遞數據，所以PCI Express接口每個針腳可以獲得比傳統I/O標準更多的帶寬，這樣就可以降低PCI Express設備生產成本和體積。另外，PCI Express也支持高階電源管理，支持熱插拔，支持數據同步傳輸，為優先傳輸數據進行帶寬優化。

因為節省購買系統成本的原因，有很多消費者在購買主板產品的時候，都選擇了集成顯示芯片的主板產品，但是由於部分集成顯示芯片的主板（如：使用Intel865GV/845GV芯片組的主板）不具備AGP插槽，使得用户在想升級顯卡的時候非常的麻煩。因為雖然也有PCI接口的顯卡，但是比較少見，不容易購買，並且價格也比較高。針對這種情況，為了方便用户今後升級，一些主板廠商自己開發了一些可以兼容AGP顯卡的接口，實現在這樣的主板上使用獨立的AGP顯卡，主要有華擎的AGI（ASRock Graphics Interface）接口和倍嘉的AGU

（Advanced Graphics Upgrade）接口。 這種接口外形和AGP接口一樣，可以兼容AGP8X/4X規格顯卡，支持微軟DirectX 9.0標準，甚至可以使用配套的技術實現獨立顯卡和主板集成顯卡同時工作，可以作為簡易的雙頭顯示升級方案。有了這樣的接口就可以在Intel865GV/i845GV平台上升級外接顯卡，靈活的升級系統，提高系統性能，提升主板的價值。需要説明的是，這種接口兼容AGP8X/4X規格，但並不是真正的AGP接口。插上AGP顯卡後性能方面比真正的AGP顯卡差一些，並且建議使用者為帶有這樣顯卡接口的主板購買顯卡時參考主板廠商提供的顯卡兼容性列表，以免出現兼容方面的問題。不論是AGI接口還是AGU接口，它們更注重的是在儘量不增加成本的同時給用户提供新的功能，便於使用市場主流顯卡，提高系統的性能。