一、显卡是什么

显卡（Video card、Display card、Graphics card、Video adapter），又被称为显示卡、图形加速卡 ，是计算机最基本的组成部分之一，主要负责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，是连接显示器和个人计算机主板的重要组件，是 “人机对话” 的重要设备之一。

二、显卡的发展历程

早期阶段

在计算机发展初期，显卡功能非常简单，仅能输出基本的字符和简单图形。例如 IBM 在 1981 年推出的 PC 机，其显示系统只有简单的文本模式，没有图形处理能力。随着计算机应用向图形领域拓展，显卡逐渐开始具备绘制简单图形的能力，如早期的 CGA（彩色图形适配器）和 EGA（增强图形适配器）显卡。

3D 图形加速卡的兴起

20 世纪 90 年代中期，随着 3D 游戏的兴起，对显卡的图形处理能力提出了更高要求，3D 图形加速卡应运而生。其中，3DFX 公司推出的 Voodoo 系列显卡是这一时期的标志性产品，它率先引入了硬件 T&L（Transform and Lighting，几何转换与光照处理）技术，大大提升了 3D 图形的渲染速度和质量，为 3D 游戏的发展奠定了基础。

现代显卡的发展

进入 21 世纪，英伟达（NVIDIA）和 AMD（超威半导体）逐渐成为显卡市场的两大巨头。英伟达推出的 GeForce 系列和 AMD 推出的 Radeon 系列显卡不断更新迭代，在图形处理核心、显存容量、接口标准等方面持续升级。同时，显卡的应用领域也从单纯的游戏娱乐，拓展到了专业图形设计、视频编辑、人工智能计算等多个领域。

三、显卡的分类

集成显卡

集成显卡是将显示核心集成在 CPU 内部，共享系统内存。它的优点是成本低、功耗低，无需额外的独立显卡，主板设计更加紧凑，适用于日常办公、网页浏览、视频播放等对图形性能要求不高的场景，比如英特尔酷睿系列处理器中集成的 UHD Graphics 系列核显。不过，集成显卡的图形处理能力相对较弱，无法流畅运行大型 3D 游戏和专业图形软件。

独立显卡

独立显卡拥有独立的显示核心、显存、散热器等组件，不依赖系统内存。根据性能和定位，又可分为：

• 入门级独立显卡：价格较为亲民，图形处理能力相对有限，能满足一些轻度游戏以及日常办公娱乐需求，如英伟达的 GT 710 等。

• 主流级独立显卡：可以流畅运行大多数主流 3D 游戏，在 1080P 分辨率下能提供不错的游戏体验，是普通游戏玩家的常用选择，例如英伟达的 RTX 3060、AMD 的 RX 6600XT 等。

• 高端旗舰级独立显卡：具备强大的图形处理性能，能够在 4K 甚至更高分辨率下，流畅运行对显卡要求极高的 3A 大作，还能满足专业图形渲染、深度学习等对计算能力要求极高的任务，像英伟达的 RTX 4090、AMD 的 RX 7900XTX 等。

四、显卡的核心组件

显示核心（GPU）

GPU 是显卡的核心部件，类似于 CPU 对于电脑的作用，负责处理图形数据，进行各种图形运算，如 3D 建模、纹理映射、光影计算等。不同型号的 GPU 在架构、流处理器数量、核心频率等方面存在差异，这些参数直接影响显卡的性能表现。例如，英伟达 RTX 40 系列显卡采用了全新的 Ada Lovelace 架构，相比前代在性能和能效比上都有显著提升。

显存

显存用于存储 GPU 处理图形时所需的数据和指令。显存的容量、类型和带宽对显卡性能有重要影响。显存容量越大，能存储的图形数据就越多，在高分辨率、高画质游戏以及专业图形处理中优势明显；显存类型常见的有 GDDR5、GDDR6、GDDR6X 等，其中 GDDR6X 的带宽更高，数据传输速度更快；显存带宽则是指显存与 GPU 之间的数据传输速率，带宽越高，GPU 获取数据的速度越快，图形处理效率也就越高。

散热器

由于 GPU 在工作时会产生大量热量，散热器的作用就是及时将热量散发出去，以保证显卡稳定运行。常见的散热器有风冷散热器和水冷散热器。风冷散热器主要由散热鳍片和散热风扇组成，通过风扇转动加速空气流动，带走鳍片上的热量；水冷散热器则是利用水冷液的循环带走热量，散热效果更好，噪音相对较小，但成本较高，安装也相对复杂。

接口

• 输出接口：常见的有 HDMI、DisplayPort（DP）、DVI、VGA 等。HDMI 接口应用广泛，支持音频和视频同时传输，常用于连接电视、显示器等设备；DisplayPort 接口在高分辨率、高刷新率的显示设备上表现出色，能满足电竞玩家对高帧率画面的需求；DVI 接口曾经较为流行，但逐渐被 HDMI 和 DP 接口取代；VGA 接口则是一种较老的接口，现在主要用于一些老式显示器或对显示要求不高的场合。

• 输入接口：主要是指显卡与主板连接的接口，目前主流的是 PCI - Express（PCIe）接口，常见版本有 PCIe 3.0、PCIe 4.0、PCIe 5.0 等，版本越高，数据传输带宽越大，显卡与主板之间的数据传输速度也就越快。

五、显卡的工作原理

当计算机需要显示图形时，CPU 首先将图形数据和指令发送给显卡。GPU 接收到数据后，按照一定的算法对图形数据进行处理，比如对 3D 模型进行几何变换、光照计算、纹理映射等操作，将其转化为屏幕上的像素点信息。然后，处理好的像素点信息被存储到显存中。最后，显卡通过输出接口将显存中的数据传输到显示器，显示器按照接收到的数据逐行扫描，最终在屏幕上显示出我们看到的图形画面。

六、认识显卡-以ROG Strix RTX 4080 猛禽为例

这是你最近在玩的电脑游戏，形态各异的建筑，细节丰富的车辆，一切都很真实。它们的本质其实是一个个不同位置的点，这些顶点在空间中相互连成线，形成无数个三角面。在经过贴图、光照、着色等复杂的渲染过程，最终形成了我们看到的精美画面。从三角形的生成再到图像的输出，其中每一个步骤都需要显卡。

作为电脑里晶体管数量最多的核心组件，显卡有哪些结构？又是如何工作的？本期我们就以这张 ROG Strix RTX 4080 猛禽为例，带你从零开始认识显卡。显卡的正面适用于散热的风扇，底部的黄色长条是传输数据和供电的 PCI 接口，