顯卡（Video card，Graphics card）全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器，是計算機最基本配置、最重要的配件之一。顯卡作為電腦主機裡的一個重要組成部分，是電腦進行數模信號轉換的設備，承擔輸出顯示圖形的任務。顯卡接在電腦主板上，它將電腦的數位訊號轉換成模擬信號讓顯示器顯示出來，同時顯卡還是有圖像處理能力，可協助CPU工作，提高整體的運行速度。對於從事專業圖形設計的人來說顯卡非常重要。 民用和軍用顯卡圖形晶片供應商主要包括AMD(超微半導體)和Nvidia(英偉達)2家。
如果你喜歡用電腦玩遊戲，那麼對 NVIDIA（英偉達）這個名字肯定不會陌生，NVIDIA 研發的旗艦級遊戲顯卡，性能強大，發熱量驚人，有「核彈」之稱。隨著人工智慧的興起，NVIDIA 的 CEO 黃仁勳（Jen-Hsun Huang）卻反覆強調：顯卡公司NVIDIA 是一家人工智慧公司！
2014 年，NVIDIA 的股價還在 25 美元附近徘徊，到了今天，NVIDIA 的股價卻已經飆到了 96 美元，翻了近 4 倍！堪稱美國科技界的一隻「妖股」。
靠遊戲顯卡發家的 NVIDIA，怎麼就成了「人工智慧」界的領頭羊呢？
險些夭折的NVIDIA
創建 NVIDIA 之前，黃仁勳曾經是 AMD 公司的晶片設計師，那時候的他或許想不到，二十年後，自己創立的公司會成為老東家最強勁的競爭對手。
在 AMD 公司，黃仁勳打下了結實的技術基礎，之後他又跳槽到了晶片公司 LSI-Logic，在那裡，黃仁勳完成了從技術崗到銷售崗的轉型。1993 年，三十而立的黃仁勳和兩位好友共同創建了 NVIDIA，主攻當時仍處在萌芽階段的圖形晶片市場。
NVIDIA 做的第一件大事，就是花兩年時間研發了一款與市面上所有圖形晶片都不同的產品——NV1，其集成了顯卡、音效卡、手柄驅動等多種功能，瞄準的並不是 PC 市場，而是遊戲主機。
可惜，NVIDIA 傾盡全力研發出來的第一款產品，卻始終沒有打進主流遊戲市場，NVIDIA 花光了投資，幾近破產。
在走投無路之際，遊戲公司世嘉伸出了援手——當時世嘉正在開發新一代的主機「土星」，他們認為 NVIDIA 晶片的高集成度能夠更好地在遊戲機上發揮性能，因此投入了 700 萬美金支持 NVIDIA 研發新一代的產品。
世嘉土星遊戲主機
重新定義「顯卡」
雖然世嘉跟 NVIDIA 的合作最終沒有成功，研發中的 NV2 晶片也因此流產，但靠著這 700 萬美金，黃仁勳終於摸到了市場的脈象——當時微軟發布了 Direct X 接口，可市面上支持這一標準的圖像晶片卻寥寥無幾，所有的圖像晶片廠商都在忙著推廣自己的接口。
黃仁勳決定，放棄部分已有的專利，轉而全面支持微軟的 Direct X 接口。同時，NVIDIA 全面提升了開發速度，每六個月就研發一款新產品。
轉型後的 NVIDIA 推出了 Riva 128 晶片，不僅性能足夠強大，而且造價也要比同類產品低廉不少，加上對 Direct X 的良好支持，成為不少 ODM 廠商的首選。
NVIDIA Riva 128 圖形晶片
之後，找對產品思路的 NVIDIA 開始奮起直追，於 1999 年推出了世界上首款 GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）GeForce 256，與同時代的其他圖像晶片相比，GeForce 256 的創新之處在於，大大減少了對 CPU 的依賴，強化了對 3D 圖像的渲染功能，性能上遠遠地甩開了同期的對手。
得益於 GeForce 256 的出色表現，NVIDIA 拿到了微軟 Xbox 遊戲機的訂單，輾轉多年以後，NVIDIA 又回到了他們最初想攻佔的遊戲機市場。
浮誇的 GeForce 256 包裝，凸顯其強大的性能
從顯卡到人工智慧
其實，黃仁勳一直都知道，NVIDIA 的 GPU 絕不只是為電子遊戲服務的，但是讓他想不到的是，GPU 居然還能在「深度學習」領域大放異彩。
「深度學習」是人工智慧的關鍵，從 20 世紀 60 年代至今，「深度學習」領域一直沒有巨大突破的原因在於：
需要足夠龐大的數據量
需要足夠廉價的計算能力
網際網路的普及讓數據前所未有地龐大，而且每個人都能輕易地接觸到大量的數據，可是這麼多年過去了，計算機的算力依舊不夠強大。
2006 年，為了減少開發者的負擔，NVIDIA 發布了一個名為 CUDA 的編程工具，開發者們通過這套工具，可以輕鬆地讓 GPU 同時對畫面上的每一個像素進行編程，讓他們完成一些簡單的渲染工作——這樣一來，開發者就無須不勝其煩地重複寫代碼了。
同樣，利用這一原理，深度學習的研究者們也可以利用 GPU 來完成大量低級計算，從而大大提升人工智慧的計算能力。在世界範圍內，大約有 3000 家人工智慧公司通過 NVIDIA 的晶片來滿足他們對人工智慧的需求，其中不乏亞馬遜、谷歌、微軟等科技巨頭。
NVIDIA GPU 深度學習原理圖示
對於「深度學習」，黃仁勳是這樣理解的：
深度學習就像人腦一樣，你幾乎可以教會它任何東西，但它有個巨大的障礙：需要龐大的計算量，這跟我們的 GPU 的運算模式幾乎是一致的。
儘管 NVIDIA 的主營業務仍是顯卡，2017 財年第三季度，圖形晶片部門的營收佔其總營收的 85%；但得益於人工智慧領域的發展，NVIDIA 的汽車業務增長迅速，同比增長 60.8%，最新推出的車載電腦 DRIVE PX 2 更是被用到了特斯拉的電動汽車當中，發展前景十分可觀。
黃仁勳與特斯拉電動汽車
人工智慧帶著顯卡廠家一起裝逼一起飛了。那麼我們來看看，顯卡的前世今生。
原來的顯卡是什麼？
顯卡的工作非常複雜，但其原理和部件很容易理解。在本文中，我們先來了解顯卡的基本部件和它們的作用。此外，我們還將考察那些共同發揮作用以使顯卡能夠快速、高效工作的因素。
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」。在最常用的解析度設置下，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獲得二進位數據，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，計算機是二進位的，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。
早期，顯卡計算能力不行，3D的數據處理不過來。古墓麗影中，蘿拉的屁股是方的。
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與軟體應用程式協同工作，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，新型顯卡的最低標準是視頻圖形陣列（VGA），它能顯示256種顏色。通過像量子擴展圖矩陣（QuantumExtendedGraphicsArray，QXGA）這樣的高性能標準，顯卡可以在最高達2040x1536像素的解析度下顯示數百萬種顏色。
根據二進位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。對於快節奏的遊戲，電腦每秒鐘必須執行此過程約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。
顯卡工作的四個主要部件
顯卡在完成工作的時候主要靠四個部件協調來完成工作，主板連接設備，用於傳輸數據和供電，處理器用於決定如何處理屏幕上的每個像素，內存用於存放有關每個像素的信息以及暫時存儲已完成的圖像，監視器連接設備便於我們查看最終結果
。
處理器和內存
像主板一樣，顯卡也是裝有處理器和RAM的印刷電路板。此外，它還具有輸入/輸出系統（BIOS）晶片，該晶片用於存儲顯卡的設置以及在啟動時對內存、輸入和輸出執行診斷。顯卡的處理器稱為圖形處理單元（GPU），它與電腦的CPU類似。但是，GPU是專為執行複雜的數學和幾何計算而設計的，這些計算是圖形渲染所必需的。某些最快速的GPU所具有的電晶體數甚至超過了普通CPU。GPU會產生大量熱量，所以它的上方通常安裝有散熱器或風扇。
除了其處理能力以外，GPU還使用特殊的程序設計來幫助自己分析和使用數據。市場上的絕大多數GPU都是AMD和NV生產的，並且這兩家公司都開發出了自己的GPU性能增強功能。為了提高圖像質量，這些處理器使用全景抗鋸齒技術，它能讓三維物體的邊緣變得平滑，以及各向異性過濾，它能使圖像看上去更加鮮明。
GPU在生成圖像時，需要有個地方能存放信息和已完成的圖像。這正是顯卡RAM用途所在，它用於存儲有關每個像素的數據、每個像素的顏色及其在屏幕上的位置。有一部分RAM還可以起到幀緩衝器的作用，這意味著它將保存已完成的圖像，直到顯示它們。通常，顯卡RAM以非常高的速度運行，且採取雙埠設計，這意味著系統可以同時對其進行讀取和寫入操作。
RAM直接連接到數模轉換器，即DAC。這個轉換器也稱為RAMDAC，用於將圖像轉換成監視器可以使用的模擬信號。有些顯卡具有多個RAMDAC，這可以提高性能及支持多臺監視器。
顯卡輸入和輸出
ADC連接器蘋果公司曾經製造過使用專利產品AppleDisplayConnector（ADC）的監視器。儘管這些監視器目前仍在使用，但蘋果公司新出的監視器已改為使用DVI連接設備。顯卡通過主板連接到電腦主板為顯卡供電，並使其可以與CPU通信。對於較高端的顯卡，主板所提供的電能往往不足，所以顯卡還直接連接到電腦的電源。
顯卡與主板的連接通常是藉助外設部件互連（PCI）、高級圖形埠（AGP）、PCIExpress（PCIe）等三種接口接口來實現的，在這三種接口中，PCIExpress是最新型的接口，它能在顯卡和主板之間提供最快的傳輸速率。此外，PCIe還支持在一臺電腦中使用多塊顯卡。
上圖中，挖比特幣的礦機，插滿了顯卡。
大多數人僅使用他們具有的兩種監視器連接設備中的一種。需要使用兩臺監視器的用戶可以購買具有雙頭輸出功能的顯卡，它能將畫面分割並顯示到兩個屏幕上。理論上，如果電腦配有兩塊具有雙頭輸出功能且提供PCIe接口的顯卡，則它能夠支持四臺監視器。除了用於主板和監視器的連接設備以外，有些顯卡還具有用於以下用途的連接設備：電視顯示：電視輸出或S-Video、模擬攝像機：ViVo（視頻輸入/視頻輸出、數位相機：火線或USB有些顯卡還自帶了電視調諧器。HDMI、DP逐步成為發燒級顯卡的主流配置。
1.複合視頻信號：一般接頭為BNC、RCA（蓮花頭）
75代表抗阻性,後面的3和5代表它的絕緣外徑(3mm/5mm)。視頻線分：
75-3傳輸距離約200米；75-5傳輸距離約500米；75-7傳速距離約500--800米)；75-9傳速距離約1000---1500米；75-12傳速距離約2000----3500米。
2、S-端子(或稱 Y/C)
它的學名叫做「二分量視頻接口」，俗稱S端子，傳輸距離短 15米。
S-Video連接規格是由日本人開發的一種規格，S指的是「SEPARATE（分離）」，它將亮度和色度分離輸出，避免了混合視訊訊號輸出時亮度和色度的相互幹擾。S接口實際上是一種五芯接口，由兩路視亮度信號、兩路視頻色度信號和一路公共屏蔽地線共五條芯線組成。
同AV接口相比，由於它不再進行Y/C混合傳輸，因此也就無需再進行亮色分離和解碼工作，而且使用各自獨立的傳輸通道在很大程度上避免了視頻設備內信號串擾而產生的圖像失真，極大地提高了圖像的清晰度。但S-Video仍要將兩路色差信號(Cr Cb)混合為一路色度信號C，進行傳輸然後再在顯示設備內解碼為Cb和Cr進行處理，這樣多少仍會帶來一定信號損失而產生失真(這種失真很小但在嚴格的廣播級視頻設備下進行測試時仍能發現)。而且由於Cr Cb的混合導致色度信號的帶寬也有一定的限制，所以S-Video雖然已經比較優秀，但離完美還相去甚遠。S-Video雖不是最好的，但考慮到目前的市場狀況和綜合成本等其它因素，它還是應用最普遍的視頻接口之一。
3、VGA信號
VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年隨PS/2機一起推出的一種視頻傳輸標準，具有解析度高、顯示速率快、顏色豐富等優點，在彩色顯示器領域得到了廣泛的應用，但易衰減，傳輸距離短，易受幹擾。其3+4/6VGA的傳輸距離是15-30M。
4、分量視頻（RGBHV 信號）
色差接口是在S接口的基礎上，把色度（C）信號裡的藍色差（b）、紅色差（r）分開發送，其解析度可達到600線以上。它通常採用YPbPr和YCbCr兩種標識，前者表示逐行掃描色差輸出，後者表示隔行掃描色差輸出。現在很多電視類產品都是靠色差輸入來提高輸入訊號品質，而且透過色差接口，可以輸入多種等級訊號，從最基本的480i到倍頻掃描的480p，甚至720p、1080i等等，都是要通過色差輸入才有辦法將信號傳送到電視當中。75-2RGB的傳輸距離是30-50M，75-3RGB的傳輸距離是50-70M。
5、DVI
DVI-A(Analog，模擬)接口：這種接口實際上就是VGA接口的變形，以前多用於一些高端CRT顯示器上，不過現在已經基本淘汰。我們常說的「假DVI接口」就是指的DVI-A，原因在於它傳輸的依然是模擬信號，而不是體現出DVI技術優勢的數位訊號。
DVI-D(Digital，數字)接口：DVI-D是真正意義上的數位訊號接口，這是它比DVI-A更先進的地方；不過DVI-D接口也有不足，那就是用戶使用該接口時無法兼容老式的CRT顯示器，如果碰巧液晶顯示器上也只有D-Sub接口，那用戶就只有乾瞪眼的份兒了。
DVI-I(Integrated，集成)接口：這是一種集DVI-A和DVI-D大成於一身的混合式接口，它既可以兼容DVI-D又可以兼容DVI-A(通過轉接頭還可以轉接為D-Sub)，是目前兼容性最好的DVI接口
一般來說，在傳輸1600×1200@60Hz以下的視頻信號時，使用單通道DVI和雙通道DVI沒有明顯的差別。如果你的顯示器可以支持Full HD(1920×1080)或以上的解析度，就不要選擇單通道的DVI數據線了。DVI-D只能接收數位訊號；DVI-I能同時接收數位訊號和模擬信號，傳輸距離短 ，為7-15M。
6、HDMI
使用與DVI數位訊號相同的底層協議，所以還可以通過轉接頭與DVI信號實現互換，兼容DVI信號。比DVI接口更強大的是，HDMI在制定通訊協議的時候，允許通過HDMI線纜實現高保真音頻信號的傳輸，無縫化連接減少了連線的麻煩，也讓HDMI具有更廣泛的兼容性。支持5Gbps的數據傳輸率，最遠可傳輸15米。
與DVI相比，HDMI可以傳輸數字音頻信號，並增加了對HDCP的支持，同時提供了更好的DDC可選功能。HDMI支持5Gbps的數據傳輸率，最遠可傳輸15米，足以應付一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信號。而因為一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信號需求少於4GB/s，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，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的設備具有「即插即用」的特點，信號源和顯示設備之間會自動進行「協商」，自動選擇最合適的視頻/音頻格式。
7、DP
DisplayPort也是一種高清數字顯示接口標準，可以連接電腦和顯示器，也可以連接電腦和家庭影院。2006年5月，視頻電子標準協會(VESA)確定了1.0版標準，2008年升級到1.1版，提供了對HDCP的支持。1.3版將總帶寬提升到了32.4Gbps(4.05GB/s)，四條通道各自分配8.1Gbps。DisplayPort贏得了AMD、Intel、NVIDIA、戴爾、惠普、聯想、飛利浦、三星、aoc等業界巨頭的支持，而且它是免費使用的。
AMD多屏拼接技術必須要DisplayPort接口。AMD在其HD5000系列顯卡中，支持了AMD最新發布的多屏拼接顯示技術。其中以三屏拼接為例，AMD的HD5000系列顯卡上設計有DisplayPort接口，用戶需要通過DisplayPort數據線與支持此接口的顯示設備進行連接，成為三屏拼接顯示的主顯示器，並且必須是DisplayPort接口直接連接，不能經過任何形式的轉換。因此對於顯示發燒用戶而言，它們對於能夠支持DisplayPort接口的液晶顯示器的需求逐漸的增加。
顯示器三連屏
從性能上講，DisplayPort 1.1最大支持10.8Gb/S的傳輸帶寬，而最新的HDMI 1.3標準也僅能支持10.2G/s的帶寬;另外，DisplayPortisplayPort可支持WQXGA+(2560×1600)、QXGA(2048×1536)等解析度及30/36bit(每原色10/12bit)的色深，1920×1200解析度的色彩支持到了120/24Bit，超高的帶寬和解析度完全足以適應顯示設備的發展。
三連屏要DP接口
DisplayPort贏得了AMD、Intel、NVIDIA、戴爾、惠普、聯想、飛利浦、三星等業界巨頭的支持，而且它是免費使用的，不像HDMI那樣需要高額授權費。AMD的路線圖顯示，該公司將在今年底明年初開始支持DisplayPort，以代替HDMI。雖然支持HDMI接口的設備種類繁多，但是對於這部分設備而言，HDMI接口僅僅是一個更加便捷的駁接方式，並沒有其餘的應用性。而對於 DisplayPort接口而言，由於AMD在HD5000系列顯卡上開發的多屏拼接技術的支持，並且必須有DisplayPort傳輸主顯示器的信號，強大的接口對發燒友們還是非常有吸引力的。
影響顯卡速度和效率的因素
DirectX和OpenGLDirectX和OpenGL都是應用程式編程接口，簡稱API。API提供用於複雜任務（例如三維渲染）的指令，以此幫助軟硬體更高效地通信。開發人員針對特定的API來優化大量使用圖形的遊戲。這就是最新的遊戲通常需要DirectX或OpenGL的更新版才能正確運行的原因。
API不同於驅動程序。驅動程序是使硬體可以與電腦的作業系統進行通信的程序。但如同更新版的API一樣，更新版的設備驅動程序可以幫助程序正確運行。
如何衡量顯卡好壞？
頂級顯卡很容易辨認，它應該具有大量內存和速度很快的處理器。此外，與其他任何要安裝到電腦機箱中的部件相比，它通常是最令人關注的。很多高性能顯卡都聲稱需要或直接配備了外形誇張的風扇或散熱器。
但高端顯卡提供的功能超出了大多數人的真實需要。對於主要使用電腦來收發電子郵件、從事文字處理或上網衝浪的用戶來說，帶有集成顯卡的主板便能夠提供所有必要的圖形功能。對於大多數偶爾玩遊戲的用戶來說，中端顯卡已經足以滿足需要。只有遊戲迷和那些需要完成大量三維圖形工作的用戶才需要高端顯卡。
顯卡性能的一個很好的整體衡量標準是它的幀速，它是以每秒的幀數（FPS）為單位加以衡量的。幀速說明了顯卡每秒鐘能顯示多少幅完整的圖像。人眼的處理能力約為每秒25幀，而動感快速的遊戲至少需要60FPS的幀速才能提供平滑的動畫和滾動。影響幀速的因素包括：每秒生成的三角形數或頂點數三維圖像是由三角形或多邊形組成的。這項指標說明了GPU能夠以多快的速度計算整個多邊形或對該多邊形進行定義的頂點。一般而言，它說明了顯卡能以多快的速度生成線框圖像。
像素填充速率：這項指標說明了GPU一秒鐘內能處理多少個像素，從而也就說明了顯卡能以多快的速度對圖像進行光柵化處理。顯卡的硬體對其速度具有直接影響。以下是對顯卡速度影響最大的硬體性能指標及其衡量單位：GPU時鐘速度（MHz）、內存總線的容量（位）、可用內存的數量（MB）、內存時鐘速率（MHz）內存帶寬（GB/s）、RAMDAC速度（MHz）。
電腦的CPU和主板也對顯卡速度有一定影響，因為非常快速的顯卡並不能彌補主板在快速傳輸數據方面的能力的不足。同樣，顯卡與主板之間的連接以及它從CPU獲取指令的速度都會影響其性能。
超頻有些用戶選擇將自己顯卡的時鐘速度手動設置為更高的速率，以此來提高顯卡的性能，這稱為超頻。人們通常選擇對顯卡的內存進行超頻，因為對GPU進行超頻可能會導致過熱。雖然超頻可以獲得更好的性能，但它也會使製造商的質保失效。
顯卡主要參數術語解釋：
GPU
顯示晶片又稱圖型處理器-GPU，它在顯卡中的作用，就如同CPU在電腦中的作用一樣。更直接的比喻就是大腦在人身體裡的作用。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴，並進行部分原本CPU的工作，尤其是在3D圖形處理時。GPU所採用的核心技術有硬體T&L（幾何轉換和光照處理）、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等，而硬體T&L技術可以說是GPU的標誌。GPU的生產主要由nVidia與ATI兩家廠商生產。
常見的生產顯示晶片的廠商：Intel、ATI、nVidia、VIA（S3）、SIS、Matrox、3D Labs。
Intel、VIA（S3）、SIS 主要生產集成晶片；
ATI、nVidia 以獨立晶片為主，是目前市場上的主流。
Matrox、3D Labs 則主要面向專業圖形市場。
由於ATI和nVidia基本佔據了主流顯卡市場，下面主要將主要針對這兩家公司的產品做介紹。
開發代號
所謂開發代號就是顯示晶片製造商為了便於顯示晶片在設計、生產、銷售方面的管理和驅動架構的統一而對一個系列的顯示晶片給出的相應的基本的代號。開發代號作用是降低顯示晶片製造商的成本、豐富產品線以及實現驅動程序的統一。
一般來說，顯示晶片製造商可以利用一個基本開發代號再通過控制渲染管線數量、頂點著色單元數量、顯存類型、顯存位寬、核心和顯存頻率、所支持的技術特性等方面來衍生出一系列的顯示晶片來滿足不同的性能、價格、市場等不同的定位，還可以把製造過程中具有部分瑕疵的高端顯示晶片產品通過屏蔽管線等方法處理成為完全合格的相應低端的顯示晶片產品出售，從而大幅度降低設計和製造的難度和成本，豐富自己的產品線。同一種開發代號的顯示晶片可以使用相同的驅動程序，這為顯示晶片製造商編寫驅動程序以及消費者使用顯卡都提供了方便。
製造工藝
製造工藝指得是在生產GPU過程中，要進行加工各種電路和電子元件，製造導線連接各個元器件。通常其生產的精度以nm(納米)來表示（ 1mm =1000000nm），精度越高，生產工藝越先進。在同樣的材料中可以製造更多的電子元件，連接線也越細，提高晶片的集成度，晶片的功耗也越小。
微電子技術的發展與進步，主要是靠工藝技術的不斷改進，使得器件的特徵尺寸不斷縮小，從而集成度不斷提高，功耗降低，器件性能得到提高。晶片製造工藝在1995年以後，從0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.09微米，再到主流的65納米、55納米、40納米。
核心頻率
顯卡的核心頻率是指顯示核心的工作頻率，其工作頻率在一定程度上可以反映出顯示核心的性能，但顯卡的性能是由核心頻率、流處理器單元、顯存頻率、顯存位寬等等多方面的情況所決定的，因此在顯示核心不同的情況下，核心頻率高並不代表此顯卡性能強勁。比如GTS250的核心頻率達到了750MHz，要比GTX260+的576MHz高，但在性能上GTX260+絕對要強於GTS250。在同樣級別的晶片中，核心頻率高的則性能要強一些，提高核心頻率就是顯卡超頻的方法之一。
顯卡BIOS
顯卡BIOS主要用於存放顯示晶片與驅動程序之間的控制程序，另外還存有顯示卡的型號、規格、生產廠家及出廠時間等信息。打開計算機時，通過顯示BIOS內的一段控制程序，將這些信息反饋到屏幕上。早期顯示BIOS是固化在ROM中的，不可以修改，而多數顯示卡則採用了大容量的EPROM，即所謂的FlashBIOS，可以通過專用的程序進行改寫或升級。
顯存
顯示內存的簡稱。顧名思義，其主要功能就是暫時將儲存顯示晶片要處理的數據和處理完畢的數據。圖形核心的性能愈強，需要的顯存也就越多。以前的顯存主要是SDR的，容量也不大。市面上的顯卡大部分採用的是GDDR3顯存，現在最新的顯卡則採用了性能更為出色的GDDR4或GDDR5顯存。顯存主要由傳統的內存製造商提供，比如三星、現代、Kingston等。顯卡上採用的顯存類型主要有SDRAM ,DDRSDRAM，DDRSGRAM、DDR2、DDR3、DDR4。
DDRSGRAM是顯卡廠商特別針對繪圖者需求，為了加強圖形的存取處理以及繪圖控制效率，從同步動態隨機存取內存（SDRAM）所改良而得的產品。SGRAM允許以方塊(Blocks)為單位個別修改或者存取內存中的資料，它能夠與中央處理器(CPU)同步工作，可以減少內存讀取次數，增加繪圖控制器的效率，儘管它穩定性不錯，而且性能表現也很好，但是它的超頻性能很差。
顯存位寬
顯存位寬是顯存在一個時鐘周期內所能傳送數據的位數，位數越大則瞬間所能傳輸的數據量越大，這是顯存的重要參數之一。2009年市場上的顯存位寬有64位、128位、256位和512位幾種，人們習慣上叫的64位顯卡、128位顯卡和256位顯卡就是指其相應的顯存位寬。顯存位寬越高，性能越好價格也就越高，因此512位寬的顯存更多應用於高端顯卡，而主流顯卡基本都採用128和256位顯存。
顯存帶寬＝顯存頻率X顯存位寬/8，在顯存頻率相當的情況下，顯存位寬將決定顯存帶寬的大小。顯卡的顯存是由一塊塊的顯存晶片構成的，顯存總位寬同樣也是由顯存顆粒的位寬組成。顯存位寬＝顯存顆粒位寬×顯存顆粒數。顯存顆粒上都帶有相關廠家的內存編號，可以去網上查找其編號，就能了解其位寬，再乘以顯存顆粒數，就能得到顯卡的位寬。
顯存速度
顯存速度一般以ns（納秒）為單位。常見的顯存速度有1.2ns、1.0ns、0.8ns等，越小表示速度越快、越好。顯存的理論工作頻率計算公式是：等效工作頻率（MHz）＝1000/（顯存速度×n）（n因顯存類型不同而不同，如果是GDDR3顯存則n=2；GDDR5顯存則n=4）。
顯存頻率
顯存頻率一定程度上反應著該顯存的速度，以MHz（兆赫茲）為單位，顯存頻率隨著顯存的類型、性能的不同而不同；DDRSDRAM顯存則能提供較高的顯存頻率，因此是採用最為廣泛的顯存類型，無論中、低端顯卡，還是高端顯卡大部分都採用DDRSDRAM，其所能提供的顯存頻率也差異很大，主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等，高端產品中還有800MHz或900MHz，乃至更高。
流處理器單元
在DX10顯卡出來以前，並沒有「流處理器」這個說法。GPU內部由「管線」構成，分為像素管線和頂點管線，它們的數目是固定的。簡單來說，頂點管線主要負責3D建模，像素管線負責3D渲染。由於它們的數量是固定的，這就出現了一個問題，當某個遊戲場景需要大量的3D建模而不需要太多的像素處理，就會造成頂點管線資源緊張而像素管線大量閒置，當然也有截然相反的另一種情況。
在這樣的情況下，人們在DX10時代首次提出了「統一渲染架構」，顯卡取消了傳統的「像素管線」和「頂點管線」，統一改為流處理器單元，它既可以進行頂點運算也可以進行像素運算，這樣在不同的場景中，顯卡就可以動態地分配進行定點運算和像素運算的流處理器數量，達到資源的充分利用；現在，流處理器的數量的多少已經成為了決定顯卡性能高低的一個很重要的指標，Nvidia和AMD-ATI也在不斷地增加顯卡的流處理器數量使顯卡的性能達到跳躍式增長，值得一提的是，N卡和A卡GPU架構並不一樣，對於流處理器數的分配也不一樣。
雙卡技術
SLI和CrossFire分別是Nvidia和ATI兩家的雙卡或多卡互連工作組模式.其本質是差不多的.只是叫法不同，SLIScanLineInterlace（掃描線交錯）技術是3dfx公司應用於Voodoo上的技術，它通過把2塊Voodoo卡用SLI線物理連接起來，工作的時候一塊Voodoo卡負責渲染屏幕奇數行掃描，另一塊負責渲染偶數行掃描，從而達到將兩塊顯卡「連接」在一起獲得「雙倍」的性能。SLI中文名速力，到2009年SLI工作模式與早期Voodoo有所不同，改為屏幕分區渲染。
分類
集成顯卡是將顯示晶片、顯存及其相關電路都做在主板上，與主板融為一體；集成顯卡的顯示晶片有單獨的，但現在大部分都集成在主板的北橋晶片中；一些主板集成的顯卡也在主板上單獨安裝了顯存，但其容量較小，集成顯卡的顯示效果與處理性能相對較弱，不能對顯卡進行硬體升級，但可以通過CMOS調節頻率或刷入新BIOS文件實現軟體升級來挖掘顯示晶片的潛能；集成顯卡的優點是功耗低、發熱量小、部分集成顯卡的性能已經可以媲美入門級的獨立顯卡，所以不用花費額外的資金購買顯卡。
獨立顯卡是指將顯示晶片、顯存及其相關電路單獨做在一塊電路板上，自成一體而作為一塊獨立的板卡存在，它需佔用主板的擴展插槽（ISA、PCI、AGP或PCI-E。獨立顯卡單獨安裝有顯存，一般不佔用系統內存，在技術上也較集成顯卡先進得多，比集成顯卡能夠得到更好的顯示效果和性能，容易進行顯卡的硬體升級；其缺點是系統功耗有所加大，發熱量也較大，需額外花費購買顯卡的資金。獨立顯卡成獨立的板卡存在，需要插在主板的相應接口上，獨立顯卡具備單獨的顯存，不佔用系統內存，而且技術上領先於集成顯卡，能夠提供更好的顯示效果和運行性能。
軟體配置
1）DirectX
DirectX並不是一個單純的圖形API，它是由微軟公司開發的用途廣泛的API，它包含有Direct Graphics(Direct 3D+Direct Draw)、Direct Input、Direct Play、Direct Sound、Direct Show、Direct Setup、Direct MediaObjects等多個組件，它提供了一整套的多媒體接口方案。只是其在3D圖形方面的優秀表現，讓它的方面顯得暗淡無光。DirectX開發之初是為了彌補Windows 3.1系統對圖形、聲音處理能力的不足，而今已發展成為對整個多媒體系統的各個方面都有決定性影響的接口。最新版本為DirectX 11。
Direct3D（簡稱D3D）
DirectX是微軟開發並發布的多媒體開發軟體包，其中有一部分叫做Direct3D。大概因為是微軟的手筆，有的人就說它將成為3D圖形的標準。
2）OpenGL
OpenGL是OpenGraphicsLib的縮寫，是一套三維圖形處理庫，也是該領域的工業標準。計算機三維圖形是指將用數據描述的三維空間通過計算轉換成二維圖像並顯示或列印出來的技術。OpenGL就是支持這種轉換的程序庫，它源於SGI公司為其圖形工作站開發的IRIS GL，在跨平臺移植過程中發展成為OpenGL。SGI在1992年7月發布1.0版，後成為工業標準，由成立於1992年的獨立財團OpenGL Architecture Review Board (ARB)控制。SGI等ARB成員以投票方式產生標準，並製成規範文檔(Specification)公布，各軟硬體廠商據此開發自己系統上的實現。只有通過了ARB規範全部測試的實現才能稱為OpenGL。1995年12月ARB批准了1.1版本，最新版規範是在SIGGRAPH2007公布的OpenGL 3.0。
NV/ATI上演鐵面雙雄
踏入2001年以後，如同桌面處理器市場的Intel和AMD一樣，顯卡市場演變為nVidia與ATI兩雄爭霸的局勢。nVidia方面，憑藉剛剛推出的Geforce 3系列佔據了不少市場，Geforce 3 Ti 500，Geforce 2 Ti和Geforce 3Ti，Geforce MX分別定位於高中低三線市場。與GeForce2系列顯卡相比，GeForce3顯卡最主要的改進之處就是增加了可編程T&L功能，能夠對幾乎所有的畫面效果提供硬體支持。GeForce 3總共具有4條像素管道，填充速率最高可以達到每秒鐘800 Mpixels。Geforce 3系列還擁有nfiniteFX頂點處理器、nfiniteFX像素處理器以及Quincunx抗鋸齒系統等技術。
而作為與之相抗衡的ATI Radeon 8500/7500系列，採用0.15微米工藝製造，包括6000萬個電晶體，採用了不少新技術(如Truform、Smartshader等)。並根據顯卡的核心/顯存工作頻率分成不同的檔次——核心/顯存分別為275/550MHz的標準版，核心/顯存為250/500MHz的RADEON 8500LE，生產核心/顯存頻率分別為300/600MHz的Ultra版，以及中端的Radeon 7500，低端的Radeon 7200，7000等產品。值得一提的是Radeon 8500還支持雙頭顯示技術。
2002年，nVidia與ATI的競爭更加白熱化。為鞏固其圖形晶片市場霸主地位，nVidia推出了Geforce 4系列，分別為GeForce4 Ti4800，GeForce4 Ti 4600, GeForce4 Ti4400, GeForce4 Ti4200，GeForce4 MX460, GeForce4 MX 440 和 GeForce4 MX 420。GeForce4 Ti系列無疑是最具性價比的，其代號是NV25，它主要針對當時的高端圖形市場，是DirectX 8時代下最強勁的GPU圖形處理器。
晶片內部包含的電晶體數量高達6千3百萬，使用0.15微米工藝生產，採用了新的PBGA封裝，運行頻率達到了300MHz，配合頻率為650MHz DDR顯存，可以實現每秒49億次的採樣。GeForce4 Ti核心內建4條渲染流水線，每條流水線包含2個TMU（材質貼圖單元）。Geforce 4系列從高到低，橫掃了整個顯卡市場。
作為反擊，ATI出品了R9700/9000/9500系列，首次支持DirectX 9，使其在與NVidia的競爭中搶得先機。而R9700更是在速度與性能方面首次超越NVidia。R9700支持AGP 8X、DirectX 9，核心頻率是300MHz，顯存時鐘是550MHz。RADEON 9700，實現了可程序化的革命性硬體架構。符合繪圖回事商品AGP 8X最新標準，配有8個平等處理的彩繪管線，每秒可處理25億個像素，4個並列的幾何處理引擎更能處理每秒3億個形跡及光效多邊形。而R9000是面向低端的產品，R9500則直挑Ti4200。
同年，SiS發布了Xabre系列。它是第一款AGP 8×顯卡，全面支持DirectX 8.1，在發布之時是相當搶眼的。Xabre系列圖形晶片採用0.15微米工藝，具備4條像素渲染流水線，並且每條流水線擁有兩個貼圖單元。理論上可提供高達1200M Pixels/s的像素填充率和2400M Texels/s的材質填充率。隨後發布的Xabre600，採用0.13微米工藝，主頻和顯存頻率都提高了不少，性能與GeForce4 Ti4200差不多。
2003年的顯卡市場依舊為N系與A系所統治。nVidia的Gf FX 5800（NV30）系列擁有32位著色，顏色畫面有質的提高，在基礎上推出的GeForce FX 5900，提高了電晶體數，降低了核心頻率與顯存頻率，改用了256B99v DDR以提高了顯存帶寬。後半年還推出了GF FX 5950/5700系列，以取代GF FX 5900/5600。而ATI推出了RADEON 9800/pro/SE/XT，憑藉其超強的性能以及較價的售價，再次打敗GF GX 5800。這一年市場上的主流產品還有GF FX5600，GF FX5200和RADEON 9600和RADEON 9200。
2004年也是ATI大放異彩的一年，不過其最大的功臣卻是來自於面向中低端的Radeon 9550。這款2004年最具性價比的顯卡，讓ATI在低端市場呼風喚雨。R9550基於RV350核心，採用0.13微米製程，核心頻率為250MHz，顯存頻率為400MHz，4條渲染管道，1個紋理單元，同時兼容64bit和128bit。這款產品是9600的降頻版，但是通過改造，都可以變成R9600，性價比極強。而老對手的N卡方面，卻只推出了一款新品GF FX 5900XT/SE，而與R9550處於同一競爭線的5200，5500與5700LE系列，雖然性能不錯，可惜價格卻沒有優勢，被R9550徹底打敗。2004年讓nVidia鬱悶了一整年。
ATi從05年開始就一直被Nvidia壓制，無論是1950XTX對抗7900GTX，2900XT對抗8800GTX,3870X2對抗9800GX2，在旗艦產品上，ATi一直屬於劣勢，但在2008年6月發生了轉機，ATi發布了RV770，無論是從市場定價還是從性能上都是十分讓人滿意的，特別是改善了A卡在AA上的性能不足，RV770的中端4850的價格更是讓Nvidia措手不及，無奈在一周內9800GTX降價1000元，但無論是性能還是價格依舊擋不住4850的攻勢，4870緊接著發布，採用DDR5顯存的RV770浮點運算能力更是達到了1TB/S，Nvidia發布的新核心GT200的旗艦版本GTX280雖然在性能上暫時取得了暫時的領先。
但是和4870相比只有10%的性能差距，而且由於工藝較落後，導致成本過高，沒有性價比，就在人們以為ATi放棄旗艦，準備走性價比路線時，ATi推出了R700，也就是4870X2，並且大幅度改良了橋接晶片的性能，領先GTX280高達50-80%，而GTX280的核心面積已經大的恐怖，不可能衍生出單卡雙芯，所以ATi依靠單卡雙芯重新奪得了性能之王。但是在2009年初，Nvidia憑藉其新推出的GTX295，重新奪回顯卡性能之王寶座。
將近十年後，如何評價AMD收購ATi？
2006年年中的時候，AMD收購ATi，到現在差不多10年多了。
正好是AMD最輝煌時期的尾聲，之後在Intel Core系列的反擊下過得日益艱難。
那之前AMD的U+NV的板也是一套經典又不貴的組合，但收購ATi以後AMD可以說就和nVidia反目成仇了。
AMD當初市值應該在20B以上，Ati當時市值4B，然後NV在8B左右，當初5.4B收購ATi，然後現在AMD一共2.4B。這麼看AMD收購是極度失敗的。
關於CPU：當初06年的時候AMD的處理器架構為K8，而Intel則為Netburst(比如飽受詬病的Prescott)，K8相對於Intel在CPU上有一定優勢，但是intel一路從Banias-Dothan-Yonah一路走到了Merom情況就變了，其實Yonah時靠短流水線和較短的指令周期性能就很好看了，之後Core2更是做到了四發射，而AMD的K8L失敗了。
從上到下分別是K8 K8L設想 K10，看出了什麼？K8三個Micro Code ROM K8L和K10分別是4個，當初AMD應該想過做4發射處理器但是失敗了，於是感覺Phenom這些都是殘次品，原因可能和AMD收購ATi沒那麼多財力來做有關吧。從技術上說當初收了DEC的工程師借鑑Alpha 21264做了K7，如果借鑑21464做出4發射也不是不可能。XD。
感覺收購ATi之後AMD的產總給人一種不完全的感覺，K10這個殘次品不說了，K10.5的話主要是改進了緩存延遲和TLB、內存控制器，推土機雖然有新意引入了CMT，但是硬體除法器壞的，而且性能也不是很好看。長流水線跑高頻也因為Prescott的黑歷史一直被黑，不過推土機系列的功耗的確很難看，9590的220w太嚇人了。12年AMD出售 GlobalFoundries成為Fabless廠，14年又將晶片組委託給阿蘇斯下面的祥碩，然後專心做晶片業務。
如果AMD晚兩年收購ATI，等K8L出來了再收購歷史會不會有很大變化。不過也就這樣了。
關於晶片組：NV在09年之後就不給intel和AMD出相應的晶片組了，因為沒利益，當然ION平臺多撐了幾天（說是明年愚人節就停止支持了）。早年不只是intel ati 還有sis via等廠商也提供晶片組後來因為利益也都退出or不在主流市場了。AMD收購ATi的確在發展中起到一定作用，比如CF還有Spider平臺，但是意義不大，而且當初SB600之類可憐的磁碟性能，知道APU的AXX出現才有改觀。
關於顯卡和APU：AMD顯卡部分還是AMD盈利的主要部分（不過就市場而言只在2010年超過NVIDIA一段時間也就是HD5XXX），如果AMD CPU做不好還不收購ATi不知道AMD會死的多慘。戰略上的話出售Imageon有點沒遠見了，貌似K12上要上GCN？ 依靠AMD和ATI在CPU和GPU技術上的優勢，AMD早早提出了Fusion，但AMD不是一個很好的執行者，當初發布了FireStream計算卡和Stream工具競爭NVidia的CUDA，當初看CAL和Brook應該是有優勢的，但是AMD的推廣和驅動…………完全就是自己作死。
然後ATi在被收購後再也沒有9700Pro那種輝煌了，雖然HD4870 HD5870之類銷量喜人。APU的話，讓intel搶先了，而且CPU做的不給力功耗不好看，移動平臺上四核i7的功耗，低壓i3的性能，完全不能忍，UltraThin本概念也沒玩好，之前APU做的除了性價比別的並不好，現在的話由於帶寬壓縮技術和未來的DDR4 還有HSA等，下一代APU應該會在以後有較好的表現/潛力。看AMD Research關於HBM在APU上的應用，在14nm製程上APU才能完全體吧。
AMD之前還出過AMD內存 AMD SSD(OCZ)等產品，除了充值信仰感覺沒啥用了。總的來說AMD收購ATi肯定是其發展路線的重要一步，但是這步我認為走的太早，然後造成了之後10年的頹勢。目前AI火熱，英偉達順風順水，不知道AMD是否可以捲土重來？
NVIDIA：未來GPU才是PC的核心部件
NVIDIA提出了「GPGPU（通用圖形處理器）」 概念，和CPU相比，GPU具有更強的浮點運算能力、更大的帶寬等諸多優勢，連電晶體數量都是GPU略勝一籌。性能和複雜性不斷提升的GPU自然不甘繼續做CPU的配角，NVIDIA執行長兼總裁黃仁勳甚至毫不掩飾地提出：「未來GPU將越來越多地取代CPU的數據處理職能，未來GPU才是計算機的核心部件！」
英特爾會同意英偉達的說法麼？我們拭目以待。
好了，今天的故事就簡單和大家分享到這裡，我是你們的朋友中國青島版靈動的水，咱們下期再見，如果大家喜歡這篇文章記得點讚、評論、轉發、收藏和關注哦。
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