顯示卡

顯示卡（Display Card）簡稱顯示卡，也稱圖形卡（Graphics Card），是個人電腦上以圖形處理器（GPU）為核心的擴充套件卡，用途是提供中央處理器以外的微處理器幫助計算影像資訊，並將計算機系統所需要的顯示資訊進行轉換並提供逐行或隔行掃描訊號給顯示裝置，是連線顯示器和個人電腦主機板的重要元件，是「人機互動」的重要裝置之一。顯示卡有時被稱為獨立顯示卡或專用顯示卡，以強調它們與主機板上的整合圖形處理器（整合顯示卡）或中央處理器 (CPU) 的區別。

進入 21 世紀後電腦遊戲產業和新媒體對影像處理效能的市場需求是推進顯示卡技術發展和革新的主要推動力量，其中獨立顯示卡以 Nvidia 和 AMD 之間的雙頭壟斷為主要格局。隨著計算效能的提升，顯示卡也開始被用在其它非影像處理的用途上，比如炒賣加密貨幣（俗稱 “挖礦”）和 AI（例如 ChatGPT）。

工作原理及模式

顯示卡是插在主機板上的擴充套件槽裡的（現在一般是 PCI-E 插槽，此前還有 AGP、PCI、ISA 等插槽），主要負責把主機向顯示器發出的顯示訊號轉化為一般電器訊號，使得顯示器能明白個人電腦在讓它做什麼。顯示卡的主要晶片叫「顯示晶片」（Video Chipset）也叫 GPU 或 VPU（圖形處理器或視覺處理器），是顯示卡的主要處理單元。顯示卡上也有和電腦記憶體相似的儲存器，稱為「顯示記憶體 」，簡稱視訊記憶體。

早期的顯示卡只是單純意義的顯示卡，只起到訊號轉換的作用；目前的顯示卡一般都帶有 3D 畫面運算和圖形加速功能，所以也叫做「圖形加速卡」或「3D 加速卡」。PC 上最早的顯示卡是 IBM 在 1981 年推出的 5150 個人電腦上所搭載的 MDA 和 CGA 兩款 2D 加速卡。

顯示卡通常由匯流排介面、PCB 板、顯示晶片、顯示記憶體、RAMDAC、VGA BIOS、VGA 端子及其他外圍元件構成，現在的顯示卡大多使用 VGA、DVI、HDMI 介面或 DisplayPort 介面。

1.1 整合顯示卡

作為使用顯示卡的替代方案，影片硬體可以整合到主機板、CPU 或片上系統中作為整合顯示卡（integrated graphics），相應的作為主機板擴充套件的顯示卡則稱為獨立顯示卡。一些主機板支援同時使用整合顯示卡和獨立顯示卡來為單獨的顯示器供電。整合顯示卡的主要優點是：成本低、緊湊、簡單和低能耗。整合顯示卡的效能通常低於獨立顯示卡，因為整合顯示卡內的圖形處理單元需要與 CPU 共享系統資源。另一方面，獨立顯示卡具有單獨的隨機存取儲存器 (RAM)、冷卻系統和專用電源調節器。獨立顯示卡可以解除安裝工作並減少 CPU 和系統 RAM 的記憶體匯流排爭用，因此除了提高圖形處理效能外，計算機的整體效能也可以提高。這種效能改進可以在影片遊戲、3D 動畫和影片編輯中看到。

AMD 和英特爾都推出了支援將 GPU 整合到與 CPU 相同的晶片中的 CPU 和主機板晶片組。 AMD 以 “加速處理單元”（APU）作為商標來宣傳整合顯示卡的 CPU，而英特爾則以 “Intel HD Graphics” 作為品牌來宣傳類似技術。

匯流排介面型別

2.1 ISA 顯示卡

ISA 顯示卡是以前最普遍使用的 VGA 顯示器所能支援的古老顯示卡。

2.2 VESA 顯示卡

VESA 是「Video Electronic Standards Association」（影像電子工程標準協會）的縮寫，由多家計算機晶片製造商於 1989 年聯合創立。1994 年底，VESA 發表了 64 位架構的「VESA Local Bus」標準，80486 的個人電腦大多採用這一標準的顯示卡。

2.3 PCI 顯示卡

PCI（Peripheral Component Interconnect）顯示卡，通常被使用於較早期或精簡型的電腦中，此類電腦由於將 AGP 標準插槽移除而必須仰賴 PCI 介面的顯示卡。目前已知被多數的使用於 486 到 Pentium II 早期的時代。目前已知最新型的 PCI 介面顯示卡，是 GeForce GT 610 PCI、ATI HD 4350 PCI、ATI HD 5450 PCI、ATI HD 5450 Silence 512MB DDR3 PCI。

2.4 AGP 顯示卡

AGP（Accelerated Graphics Port）是英特爾（Intel）公司在 1996 年開發的 32 位元匯流排介面，用以增進電腦系統中的顯示效能。分有 AGP 1X、AGP 2X、AGP 4X 及最後的 AGP 8X，頻寬分別為 266MB/s、533MB/s、1066MB/s、以及 2133 MB/s。其中 AGP 4X 以後已跟之前電壓不相容。ATI 公司的 Radeon HD 4670、HD 3850，是當年效能最強的消費級 AGP 圖形加速卡。

2.5 PCI Express 顯示卡

PCI Express（亦稱 PCI-E）是顯示卡最新的圖形介面，用來取代 AGP 顯示卡，面對日後 3D 顯示技術的不斷進步，AGP 的頻寬已經不足以應付龐大的資料運算。現時的顯示卡可支援多顯示卡技術（NVIDIA 的 SLi、NVLink 和 AMD/ATI 的 CrossFire）。

2.6 外接 PCI Express 顯示卡

用 USB 或 Thunderbolt 高頻寬線材連線到外接 PCI Express 顯示卡盒，需要用獨立電源供應。

顯示器介面

以下為常用的顯示器介面：

ADC - 蘋果顯示器端子
D-sub - 大多數人都稱呼 VGA 端子
13W3 - 類比視訊介面，在早期圖形工作站中普遍使用。
DVI - 數位視訊介面，與 D-sub 接頭共存於現時市場中，可以轉接成 D-sub 接頭
mini-DVI - 蘋果公司所使用，就是 DVI 的縮小版，可以轉成 DVI 或 D-sub
HDMI - 影音家電介面，現在的顯示卡普遍使用，可以轉為 DVI 接頭
DisplayPort - 與 HDMI 競爭的新型介面
Mini DisplayPort - DisplayPort 的演進版本
LFH - DMS-59 介面前身
DMS-59 - 一種可同時輸出兩組類比與兩組數位訊號的介面
USB Type-C
Thunderbolt - 一種由蘋果和英特爾共同開發的高速資料介面，向下相容 Mini DisplayPort 裝置，新一代使用 USB 3.1 Type C。

著名公司

4.1 仍在運營

4.1.1 晶片製造商

Apple
Intel
NVIDIA
AMD

4.1.2 品牌

VIA（威盛電子）
ASUS（華碩）
GIGABYTE（技嘉）
MSI（微星科技）
Leadtek（麗臺科技）
PowerColor（撼訊）
Galaxy（影馳科技）
柏能集團 (zotac、inno3d)
HIS（基恩資訊）
XFX
ASRock（華擎科技）
COLORFUL（七彩虹）
BIOSTAR（映泰集團）
GUNNIR（藍戟）
Maxsun（銘瑄）

4.2 已退出市場：

3dfx （已被 NVIDIA 收購）
3DLABS
Accel Graphics
Avance Logic
Appian
Artist Graphics
Ark Logic
ATI（冶天，已被 AMD 收購）
Canopus（康能普視）
Cirrus Logic（凌雲邏輯）
Colorgraphic（彩圖）
Creative（創新）
DEC（迪吉多）
Diamond Multimedia（帝盟）
Dynamic Pictures
Everex
EVGA（艾維克）
Genoa（熱那亞）
Headland
Hercules（大力神）
I-O DATA
Intense3D
IXMicro
Kasan
Lung Hwa（隴華）
Macronix（旺宏）
Matrox（邁創）
Matsushita（松下）
Motorola（摩托羅拉）
Mpact
NEC（日本電氣）
Number Nine
Orchid（蘭花）
OAK
PowerVR
Quantum3D（昆騰 3D）
Realtek（瑞昱）
RealVision
Rendition
S3 Graphics
Sigma Designs
SiS（矽統）
STB Systems
STMicroelectronics（意法半導體）
Tandy（坦迪）
Tech Source
Trident（泰鼎）
Tseng Labs（曾氏）
Western Design Center（西方設計中心）
Weitek
XGI（圖誠）