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在游戏、视频编辑、图形设计和动画领域，视频处理性能至关重要。生成和显示高分辨率图形需要大量的数学计算。尽管通用处理器能够执行一些必要的计算，但还是达不到用户的期望。
名为 图形处理单元 （Graphics Processing Unit，GPU）的高性能显卡本质上就是微型超级计算机，在经过严格优化后执行3-D场景渲染等图形计算任务。由于场景渲染中涉及的计算是高度重复的，因此可以通过使用硬件并行化来提高性能。图形处理器中包含大量相对简单的计算单元，每个计算单元执行一部分任务。
GPU可能包含数千个独立的功能类似于ALU的处理单元。促使高性能GPU发展的最初动力是3D场景生成，这项技术的新版本在大数据分析和机器学习等领域中得到了广泛的应用。任何能够被分解为并行运算集合的数值计算密集型任务都适合用GPU加速。
当然，并非所有用户都需要极高的视频性能。为了满足用户适度的图形需求和有限预算的需求，现代处理器通常将相对功能较弱的GPU集成到处理器芯片中。在许多应用程序中，这种方法提供了充足的图形性能，这样的配置称为 集成显卡 （integrated graphics），意味着GPU功能已经集成到处理器中，并与处理器共享系统内存。具有集成显卡的计算机系统成本较低，同时为电子邮件、Web浏览和观看视频等基本计算任务提供了足够的图形性能。
许多台式计算机和笔记本计算机在提供集成显卡的同时，还可以选择安装高性能显卡，以便用户可以根据其成本和性能需求定制计算机系统。
目前，有几种不同的视频标准用于将显示器连接到计算机上。由于计算机生成的图形界面必须与所连接的显示器兼容，因此计算机通常提供多种类型的视频连接器。计算机显示器和高清电视通常也提供多种视频连接器的类型。
第6章将详细介绍GPU处理体系结构。接下来各节将介绍过去和现在的计算机应用程序中使用的一些流行的视频接口标准。
1987年，IBM推出了用于个人计算机的 视频图形阵列 （Video Graphic Array，VGA）视频标准。尽管大多数现代计算机不提供VGA连接器，但VGA仍然是一种广泛使用的模拟接口。只支持VGA接口的老式计算机使用转换电缆连接到支持DVI和HDMI视频输入的显示器的情况很常见。
现代版本的VGA标准在刷新频率为60Hz的情况下支持的显示分辨率高达1920×1200像素。由于VGA视频信号是模拟信号，因此在传输到显示器的过程中会产生一些信号质量的损失。在高屏幕分辨率下，这种质量损失的效果最为明显。
数字视频接口 （Digital Visual Interface，DVI）视频标准的开发是为了提高计算机显示器的视觉质量，在计算机和显示器之间以数字形式传输视频信号。为了保持与早期的计算机和显示器的向后兼容性，DVI电缆也能够传输VGA模拟信号。
与前面讨论的高速串行接口相似，DVI使用差分串行信号传输视频数据。一个DVI连接器包含有4条串行通道：其中3条通道分别传输红、绿、蓝这3种颜色信息，第4条通道传输公共时钟信号。
根据支持的数字视频和模拟视频类型的组合，定义了3种DVI变体：
● DVI-A只支持模拟视频信号，该模式提供了与VGA计算机和显示器的向后兼容性。DVI-A连接器与传统VGA连接器的引脚布局不同，因此需要适配器电缆才能够连接到传统VGA设备上。
● DVI-D是一个数字接口，并支持单链路和双链路两种方式。双链路提供了额外的串行数据通道，增加更高分辨率的显示器的视频带宽。双链路并不意味着电缆就可以支持两个显示器。
● DVI-I是一个集成接口，可以同时支持DVI-A的模拟接口和DVI-D的数字接口。DVI-I的数字接口可以是单链路，也可以是双链路。
DVI接口主要用于计算机的显示应用程序。单链路DVI-D连接的有效传输速率为3.96Gbit/s。双链路DVI-D连接的传输视频速率是单链路的两倍，为7.92Gbit/s。
大多数现代计算机、显示器、所有现代电视和DVD播放器等视频娱乐设备都支持 高清多媒体接口 （High Definition Multimedia Interface，HDMI）。HDMI只支持数字视频（没有模拟的能力），并且使用与DVI-D相同的差分串行总线。除视频数据外，HDMI电缆还传输多通道数字音频。
HDMI自2002年推出以来，其标准已经历了多次修订。后续的每次修订都保持了向后兼容性，同时增加了新功能。该标准的更高版本增加了视频带宽、扩大了可支持的屏幕分辨率范围、增添了高清音频功能、使用HDMI电缆支持以太网通信并增加了支持游戏的功能。尽管HDMI的每个版本都向后兼容，但是只有在信号源设备、显示设备和连接电缆均与新标准版本兼容的配置中，新的特征才能发挥作用。
HDMI 2.1版本在2017年推出，该标准在4条差分串行通道上支持42.6Gbit/s的有效数据传输速率。
DisplayPort（显示端口）是于2006年发布的一种支持数字视频、音频和USB连接的数字接口标准。尽管HDMI的目标是电视机和家庭影院系统等消费类电子产品，但DisplayPort却更多地面向计算机应用。DisplayPort传输嵌入时钟信息的数据包，从而消除了独立时钟通道的需求。
单个计算机的DisplayPort输出可以驱动以菊花链连接的多个显示器，其中一根电缆将计算机连接到第一台显示器，第二根电缆把第一台和第二台显示器连接起来，以此类推。显示器必须支持这种能力，以这种方式组合的最大显示器数量受显卡的性能以及显示器的分辨率和刷新率的限制。
DisplayPort 2.0于2019年发布，在4条差分串行通道上的有效数据传输速率高达77.4Gbit/s。