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顯示晶元一般有兩種應用,一種是指主板所板載的顯示晶元,有顯示晶元的主板不需要獨立顯卡,也就是平時所說的集成顯卡;另一種是指獨立顯卡的核心晶元,獨立顯卡通過插槽連接到主板上面。雖然有這兩種應用,但是顯示晶元卻是相同的,只是應用不同而已。

顯示晶元顯示晶元

1 顯示晶元 -概述

一、板載顯示晶元

顯示晶元是指主板所板載的顯示晶元,有顯示晶元的主板不需要獨立顯卡就能實現普通的顯示功能,以滿足一般的家庭娛樂和商業應用,節省用戶購買顯卡的開支。板載顯示晶元可以分為兩種類型:整合到北橋晶元內部的顯示晶元以及板載的獨立顯示晶元,市場中大多數板載顯示晶元的主板都是前者,如常見的865G/845GE主板等;而後者則比較少見,例如精英的「遊戲悍將」系列主板,板載SIS的Xabre 200獨立顯示晶元,並有64MB的獨立顯存。

主板板載顯示晶元的歷史已經非常悠久了,從較早期VIA的MVP4晶元組到後來英特爾的810系列,815系列,845GL、845G、845GV、845GE、865G、865GV以及即將推出的910GL、915G、915GL、915GV、945G等晶元組都整合了顯示晶元。而英特爾也正是依靠了整合的顯示晶元,才佔據了圖形晶元市場的較大份額。

目前各大主板晶元組廠商都有整合顯示晶元的主板產品,而所有的主板廠商也都有對應的整合型主板。英特爾平台方面整合晶元組的廠商有英特爾,VIA,SIS,ATI等,AMD平台方面整合晶元組的廠商有VIA,SIS,NVIDIA等等。在ATI被AMD收購以後,所出的顯示晶元提供對AMD和INTEL兩家的支持。

二、獨立顯卡顯示晶元

顯示晶元是顯卡的核心晶元,它的性能好壞直接決定了顯卡性能的好壞,它的主要任務就是處理系統輸入的視頻信息並將其進行構建、渲染等工作。顯示主晶元的性能直接決定了顯示卡性能的高低。不同的顯示晶元,不論從內部結構還是其性能,都存在著差異,而其價格差別也很大。顯示晶元在顯卡中的地位,就相當於電腦中CPU的地位,是整個顯卡的核心。因為顯示晶元的複雜性,目前設計、製造顯示晶元的廠家只有NVIDIA、ATI、SIS、3DLabs等公司。家用娛樂性顯卡都採用單晶元設計的顯示晶元,而在部分專業的工作站顯卡上有採用多個顯示晶元組合的方式。

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2 顯示晶元 -製作工藝

顯示晶元的製造工藝與CPU一樣,也是用微米來衡量其加工精度的。製造工藝的提高,意味著顯示晶元的體積將更小、集成度更高,可以容納更多的晶體管,性能會更加強大,功耗也會降低。

和中央處理器一樣,顯示卡的核心晶元,也是在硅晶片上製成的。採用更高的製造工藝,對於顯示核心頻率和顯示卡集成度的提高都是至關重要的。而且重要的是製程工藝的提高可以有效的降低顯卡晶元的生產成本。目前的顯示晶元製造商中,NVIDIA公司已全面採用了0.13微米的製造工藝,就是其FX5900顯示核心之所以能集成一億兩千五百萬個晶體管的根本原因。而ATI公司主要還是在使用0.15微米的製造工藝,比如其高端的鐳9800XT和鐳9800 Pro顯卡,部分產品採用更先進的0.13微米製造工藝,比如其鐳9600顯卡。

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。顯示晶元製造工藝在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、0.11微米一直發展到目前最新的90納米,而未來則會以80納米作為一個過渡,然後進一步發展到65納米。總的說來,顯示晶元在製造工藝方面基本上總是要落後於CPU的製造工藝一個時代,例如CPU採用0.13微米工藝時顯示晶元還在採用0.18微米工藝和0.15微米工藝,CPU採用90納米工藝時顯示晶元則還在使用0.13微米工藝和0.11微米工藝,而現在CPU已經採用65納米工藝了而顯示晶元則剛進入90納米工藝。

提高顯示晶元的製造工藝具有重大的意義,因為更先進的製造工藝會在顯示晶元內部集成更多的晶體管,使顯示晶元實現更高的性能、支持更多的特效;更先進的製造工藝會使顯示晶元的核心面積進一步減小,也就是說在相同面積的晶圓上可以製造出更多的顯示晶元產品,直接降低了顯示晶元的產品成本,從而最終會降低顯卡的銷售價格使廣大消費者得利;更先進的製造工藝還會減少顯示晶元的功耗,從而減少其發熱量,解決顯示晶元核心頻率提升的障礙.....顯示晶元自身的發展歷史也充分的說明了這一點,先進的製造工藝使顯卡的性能和支持的特效不斷增強,而價格則不斷下滑,例如售價為1500左右的中端顯卡GeForce 7600GT其性能就足以擊敗上一代售價為5000元左右的頂級顯卡GeForce 6800Ultra。

採用更低製造工藝的顯示晶元也不是一定代表有更高的性能,因為顯示晶元設計思路也各不同相同,並不能單純已製造工藝來衡量其性能。最明顯的就是NVDIVA的GeForce FX5950和ATI的Radeon 9800XT,9800XT採用0.15微米製造工藝,而FX5950採用更為先進的0.13微米製造工藝,但在性能表現上,Radeon 9800XT則要略勝一籌。

3 顯示晶元 -位寬

顯示晶元位寬是指顯示晶元內部數據匯流排的位寬,也就是顯示晶元內部所採用的數據傳輸位數,目前主流的顯示晶元基本都採用了256位的位寬,採用更大的位寬意味著在數據傳輸速度不變的情況,瞬間所能傳輸的數據量越大。就好比是不同口徑的閥門,在水流速度一定的情況下,口徑大的能提供更大的出水量。顯示晶元位寬就是顯示晶元內部匯流排的帶寬,帶寬越大,可以提供的計算能力和數據吞吐能力也越快,是決定顯示晶元級別的重要數據之一。目前已推出最大顯示晶元位寬是512位,那是由Matrox(幻日)公司推出的Parhelia-512顯卡,這是世界上第一顆具有512位寬的顯示晶元。而目前市場中所有的主流顯示晶元,包括NVIDIA公司的GeForce系列顯卡,ATI公司的Radeon系列等,全部都採用256位的位寬。這兩家目前世界上最大的顯示晶元製造公司也將在未來幾年內採用512位寬。

顯示晶元位寬增加並不代表該晶元性能更強,因為顯示晶元集成度相當高,設計、製造都需要很高的技術能力,單純的強調顯示晶元位寬並沒有多大意義,只有在其它部件、晶元設計、製造工藝等方面都完全配合的情況下,顯示晶元位寬的作用才能得到體現。

4 顯示晶元 -主要廠商

現在主流的顯示晶元市場基本上被AMD-ATi和nVIDIA霸佔,SIS、3DLabs、VIA已難覓其蹤。

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一、AMD-ATi

2006年,ATi相較NV的弱勢逐漸顯現:Ati只有顯卡,這導致它們發產品(尤其是筆記本系列)全要看他人臉色。而nV也是一家出色的主板晶元廠家,自己的主板搭配自己的顯卡,使得它們的產品更有市場。比較類似的是Intel 和 AMD.Intel 既有CPU,也有主板、集成卡,這就導致Intel的市場空間巨大無比,尤其是品牌機、筆記本電腦。雖然P4的NetBrust構架本質上是一種失敗,而在P4飽受非議、PD尚未發布時AMD有了較大發展,但還是逐漸落於被動。於是,PC史上一件大事發生了——雙A走向聯合。
       
6月份以來,關於AMD收購ATI的傳聞就不絕於耳。美國時間2006年7月24日上午八點,AMD官方網站發表正式聲明,確認收購ATI。這是近年IT界最大的一次收購,整個市場格局都將為之改變。這份聲明一經發表,即時成為業界的焦點,各方面消息紛至傳來……
       
AMD董事會主席兼CEO魯毅智表示:ATI正式加入了AMD家族,今天是一個歷史性的日子。 我們將充 分整合一系列具有互補性的技術,繼續致力於創新,力爭為業界提供最佳產品選擇。
      
AMD計劃打造一個新的x86處理器系列,將中央處理器(CPU)和圖形處理器(GPU)在晶元級別上整合在一起,該產品的開發代號為「Fusion」。 據悉Fusion處理器將於2008年底或2009年初面世,未來將用於所有的計算領域,包括台式機、筆記本、工作站等解決方案.
      
這次收購,使得兩家均收到影響——Intel藉此大量發布PD、Core系列,迅速搶佔市場,而AMD只好先以單核速龍3000+迎擊。nV發布了第一款D10顯卡,而Ati的首款D10顯卡的發布卻不得不延遲。
     
但Ati很快調整過來。隨後,Ati發布了自己的首款D10顯卡這款顯卡無論評性能、價格,都凌駕於nv。

ATi的歷史

ATI Technologies Inc.冶天

創始人:何國源

成立於1985年,是全球領先的圖形卡﹑視頻設備和多媒體產品的提供商。它的產品廣泛應用於台式機、工作站、筆記本電腦、數字電視、行動電話和遊戲設備等。 憑著在員工、產品和卓越技術上的實力,面向客戶的策略,及對新技術和市場關鍵領域的洞察力和運用能力,ATI公司已成為圖形卡行業的先行者、革新者和領導者。

ATI公司的業務由兩個核心部分組成。

PC業務:

作為公司的核心業務,ATI公司以其在PC平台的頂尖技術,為PC和工作站用戶提供頂級的圖形性能。 採用最先進半導體製造技術,ATI公司生產的Radeon系列圖形處理器將給PC用戶帶來頂級的視覺體驗。 ATI公司專為移動產品生產的Mobility Radeon圖形處理器,目前在筆記本電腦市場已經佔據了半數以上的份額,這款圖形處理器能在不降低機器性能、處理能力和移動性情況下,提供更多激動人心的特性。 ATI公司的該集成顯卡產品,讓價值和主流用戶之流均可以實惠的台式機和PC機價格而獲得高性能的圖形處理功能。

消費電子產品業務:

在過去的幾年中,基於對更加豐富的視覺體驗的需求,整個消費電子行業都在追求更高的圖像處理功能。 ATI公司為行動電話配備的Imageon圖形處理器和為數字電視配備的Xilleon圖形處理器由此應運而生。 同時,ATI為任天堂(NINTENDO)的GameCube主機提供圖形處理器,並同時與任天堂和微軟Xbox產品簽署未來技術協議。

ATI公司擁有超過2500名員工,它的總部分別設在馬克姆和安略,並在美國、歐洲和亞洲等地都設有辦事處。 其產品在加州、佛州、馬薩諸塞州、安大略和賓夕法尼亞州等地的研發中心進行研發,並在加拿大和台灣生產。 在2004年,ATI公司的財政收入達到20億美元。公司的股票在NASDAQ(股票代碼ATYT)和多倫多證券交易所(股票代碼ATY)進行公開交易,並是NASDAQ股市百強之一。

2003年3月,ATi發布RADEON 9800,RADEON 9600,RADEON 9200和MOBILITY RADEON 9600家族.
       
在此之後,ATI和另一大顯卡生產廠家Nvidia展開了激烈爭奪,這迅速加劇了顯卡的發展。A卡、N卡佔據了獨立顯卡市場95%以上,高性能顯卡層出不窮,有了強大的硬體支持,遊戲開發商更沒有閑著,04、05、06年,DirectX9遊戲泉涌而出,futuremark公司的3DMark成為Gamers鍾愛的測試軟體。在此期間,A卡的Radeon系列步入X系列,如Radeon X100,Radeon X1950 XTX等。
       
與此同時,nVidia的顯卡步入GF6、GF7系列,這兩個系列就是奔著D 9.0C而來。A卡、N卡的爭奪進入到白熱化境地。比較具有代表性的是 A卡的X700家族和N卡的6600家族的爭奪。無論從價格、規模、性能上講均旗鼓相當。

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二、nVIDIA

NVIDIA Headquarters, Santa Clara, CA NVIDIA 公司

NVIDIA公司中文名稱:英偉達

NVIDIA公司總部地址:美國加利福尼亞州聖克拉拉(與Intel相鄰)

NVIDIA公司的創始人和CEO——黃仁勛先生

NVIDIA公司(Nasdaq代碼:nvda)是全球可編程圖形處理技術領袖。專註於打造能夠增強個人和專業計算平台的人機交互體驗的產品。公司的圖形和通信處理器擁有廣泛的市場,已被多種多樣的計算平台採用,包括個人數字媒體PC、商用PC、專業工作站、數字內容創建系統、筆記本電腦、軍用導航系統和視頻遊戲控制台等。NVIDIA全球僱員數量超過4000人。 全球各地眾多OEM廠商、顯卡製造商、系統製造商、消費類電子產品公司都選擇NVIDIA的處理器作為其娛樂和商用解決方案的核心組件。在PC應用領域(例如製造、科研、電子商務、娛樂和教育等),NVIDIA公司獲獎不斷的圖形處理器可以提供出色的性能和鮮銳的視覺效果。其媒體和通信處理器能夠執行寬頻連接和通信應用中要求十分苛刻的多媒體處理任務,並在音頻應用能力方面取得突破。 NVIDIA產品和技術的基礎是nVIDIA ForceWare,這是一種綜合性軟體套件,能夠實現業內領先的圖形、音頻、視頻、通信、存儲和安全功能。NVIDIA ForceWare可以提高採用NVIDIA GeForce圖形晶元和NVIDIA nForce平台解決方案的各類台式和移動PC的工作效率、穩定性和功能。

NVIDIA公司專門打造面向計算機、消費電子和移動終端,能夠改變整個行業的創新產品。專門打造面向計算平台、消費類電子產品和移動裝置的助推行業發展的創新產品。這些產品家族正在改變視覺豐富和運算密集型應用例如視頻遊戲、電影產業、廣播、工業設計、財政模型、空間探索以及醫療成像。

此外,NVIDIA致力於研發和提供引領行業潮流的先進技術,包括NVIDIA SLI技術——能夠靈活地大幅提升系統性能的革命性技術,和NVIDIA PureVideo高清視頻技術。
NVIDIA GeForce
為圖形和視頻所設計的GPU
配有NVIDIA GeForce 系列GPU的台式電腦和筆記本電腦帶給用戶無法比擬的性能,明快的照片,高清晰的視頻回放,和超真實效果的遊戲。GeForce 系列的筆記本GPU還包括先進的耗電管理技術,這種技術可以在不過分耗費電池的前提下保證高性能。

NVIDIA GoForce
為行動電話所設計的超低能耗手持GPU
真實的流動數字電視、控制台類的3D遊戲、高保真環繞聲效、流暢的DVD質量視頻回放、和明快生動的照片。所有這些都有更長的電池壽命作保證。

NVIDIA Quadro
完整的專業解決方案帶來性能突破和高質量
所有領先的專業圖形應用均通過鑒定。 專業顯示部件領域的王者。 NVIDIA Quadro Plex 是業內第一個專屬視覺運算系統(VCS)。

NVIDIA nForce
世界上最先進的核心邏輯解決方案
nForce 媒體通信處理器(MCP)帶來高帶寬系統性能、先進的網路、存儲和數字媒體連接。 可以在台式電腦、筆記本電腦、工作站和伺服器上使用。

NVIDIA 解決方案的應用正在改變很多行業和很多組織,比如麻州總醫院、美國航空航天管理局、美國橡樹嶺國家實驗室、Sportvision公司 和皇家歌劇院。

5 顯示晶元 -參考資料

http://publish.it168.com/cword/971.shtml
http://ati.amd.com/products/index.html

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