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HDMI技术原理

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-10-02 19:26:32
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HDMI技术原理

二、HDMI技术原理解析由于属于DVI的扩展,HDMI架构数据传输仍使用S(TransitionMinimizedDifferentialSignaling)协议。这个协议是SiliconImage公司提出的。这个协议与DVI标准连接使用的协议也是相同的。从图中可以看到:二者都是采用的数字T.M.D.S信号联接,HDMI到DVI无须转换。HDMI标准将8位的数据通过编码变成10位的信号,以差分传动方式传送。而音频和视频数据则通过3个S数据通道来传输。基于DVD音频标准,HDMI支持
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导读二、HDMI技术原理解析由于属于DVI的扩展,HDMI架构数据传输仍使用S(TransitionMinimizedDifferentialSignaling)协议。这个协议是SiliconImage公司提出的。这个协议与DVI标准连接使用的协议也是相同的。从图中可以看到:二者都是采用的数字T.M.D.S信号联接,HDMI到DVI无须转换。HDMI标准将8位的数据通过编码变成10位的信号,以差分传动方式传送。而音频和视频数据则通过3个S数据通道来传输。基于DVD音频标准,HDMI支持
 二、HDMI技术原理解析

  由于属于DVI的扩展,HDMI 架构数据传输仍使用S(Transition Minimized Differential Signaling)协议。这个协议是Silicon Image公司提出的。这个协议与DVI标准连接使用的协议也是相同的。

  

  从图中可以看到:二者都是采用的数字T.M.D.S信号联接,HDMI到DVI 无须转换。HDMI标准将8位的数据通过编码变成10位的信号,以差分传动方式传送。而音频和视频数据则通过3个S数据通道来传输。基于DVD音频标准,HDMI支持1-8组非压缩音频传输,音频支持48,96 or 192 kHz等多种采样率。根据视频格式,HDMI可以传输不同数量的采样率在192KHZ的压缩音频。在这里,视频信息以每24bit像素为一组的序列传输,同时以单位点时钟周期传输10bit的速度传输。这里的点时钟周期定义为每传输1个点(象素)所需的时间,数值上等于位传输周期的10倍。(在时间参数上有两个专有名词要区分清楚:Tpixel是指一个画素的时间,Tbit是指一个位的时间。理论上Tbit是Tpixel的十分之一。HDMI也是利用眼状图来呈现讯号的振幅与抖动(Jitter)状况是否在规格内,这也是判断讯号质量的基准。)

  HDMI 1.3以前版本的点时钟频率的范围可在25 MHz~165 MHz之间,但如果某种屏幕格式可以使用低于25 MHz的点时钟频率传输的话(例如,NTSC480i标准[480行,non-interlaced扫描]可以用13.5MHz的点时钟频率传输),那么它就可以用象素重复法(pixel repetition technique)来传输。HDMI标准可以达到每秒传输1650万点象素的速度。HDMI 1.3将升级340MHz,从这个数据我们也可以算出HDMI 1.3 能够传输的最大分辨率。

  为了使你更好地理解点时钟的概念以及其重要性,我们以HDTV的720p分辨率为例来说明一下。720p代表着1280x720的分辨率。1280 x 720的乘积就是屏幕的象素数,再乘上帧速(在这里即屏幕刷新频率,或垂直频率),就可以得到在该分辨率下每秒传输的象素总点数。例如1280 x 720的分辨率,60Hz的刷新率,则每秒传输55,296,000点象素,也即55.3 MHz。因为HDMI标准可以达到每秒传输1650万点象素的速度,所以传输1280 x 720分辨率的数据绰绰有余。如果按目前视频最高的屏幕分辨率1080p (1920x1080)来算,假设其刷新率为60 MHz,可以算出其需要124.4MHz的传输速率。显然HDMI 1.2版本仍然可以,最新的1.3版本就更不用说了。而且HDMI 1.3版本在双连接下可以达到680MHz的传输速率,甚至可以支持更高商用产品的分辨率。

  HDMI有两种接口:分别是有19针的A类型接口和29针的B类型接口。19阵“Type A”A型HDMI接口采用单S连接,可以传输视频采样率在25-165MHZ范围内的视频信号。A型接口因尺寸小而更多地应用在消费电子行业。对于传输信号采样率高于165MHZ的视频信号,HDMI采用双S的29针B型HDMI接口,这种接口一般用于PC市场。

  

  其中使用A类接口的传输设备只能够通过一端带有A类插头而另一端带有B类插头的电缆连接到使用B类接口的接收设备,但调过来让B类接口的信息源连接到A类接口的接收设备是不行的。由于DVI 与HDMI 是一样的,都是数字视频传输规范,因此HDMI可以完全兼容DVI 。实现的方法也很简单:通过DVI-HDMI接口转接器,我们就可以方便的使用HDMI接口了。其实所谓的DVI 与HDMI 的“转换头”只是接口的机械标准的转换,涉及尺寸、封装、机械规格等。而实际的电气线路上没有变化。HDMI规范规定 :一旦HDMI接口的设备检测到你的这个联接设备的接口信号传输指令中,不包含HDMI 指定特殊标识符的,就认定你这个是DVI 接口的设备。就完全按 DVI 的规范来传输,都是数字视频信号,并指明HDMI 向下兼容DVI 。

  

  注:HDMI的S编码传输技术,早从DVI时代就沿用至今,因此在根本上来说,除了脚位不同、接头不同,但基本定义是相同可互通的。

  在HDMI规范中,CEA EDID数据传输的第一个时序扩展段中要包含VSDB 信号。就是HDMI Vendor Specific Data Block (HDMIVSDB) ,这是一个 EIA/CEA-861B Vendor Specific Data 数据块,这是一个 HDMI 批准、许可的数据值。为了测定接收端是否HDMI 设备,HDMI 源设备需要检测接收端设备的EDID 数据传输扩展时序中,是否存在这个 VSDB 数据块( 由 HDMI 设备制造厂商根据协议制定并提供的)。任何一个HDMI设备都会自动响应一个HDMI VSDB ,只要HDMI 源设备接到这个标示符相关数据的响应,就将接收端设备认定为HDMI 设备。在这里打个比喻。假如你是一个哨兵,这时突然有陌生人,当然你得先审核一下了。你就首先询问一句口令:“ 北京” 若是对方答出“王府井”,你就知道他是自己人了,若是对方答不出来出口令,那就按规矩,一律开火......在HDMI也 是这样,HDMI 知道联接的是DVI 接口的设备时,就会完全按照 DVI 的规范去传输数字视频信号。所以,目前HDMI 的新设备去联接DVI 设备,都会很好地兼容的,不必担心什么。

  虽然HDMI优势不少,但目前HDMI在推广进程中有一个大问题不得不面对,那就是授权费。目前授权费授权费用相当高,厂商们除了必缴的15,000美元年费以外,每个终端产品都还要另外征收4美分到15美分不等的版税(端视HDCP版权保护的搭配采用与否,以及HDMI标志的标示),如果与HDCP搭配授权,所需付出的授权成本更是倍增,而HDMI料件成本也需额外增加20美元以上,而其测试认证的过程,也必须收取3,000~7,000美元的费用,这对于已经进入薄利竞争时代的IT产业而言,是个相当大的负担。 

HDMI的带宽我们在上文已经做过解析。在HDMI第一版规格中,就已经拥有了最大4.95Gbps的传输速率,这种传输速率能支持多大规格的显示格式呢?我们不妨先算一算HDTV中最高的1080p格式的码率是多少。

    

    那么HDMI最初标准中的4.95G的带宽够不够时下最流行的HDTV全高清规格使用呢?我们不妨再算一算。HDTV中分别规定了720p/1080i/1080p三种分辨率规格。以最高规格的1080p/60Hz格式为例,其需要显示的总像素个数是1920×1080=2,073,600(2.073M)个。每秒刷新60次,所需要显示的总像素数量也就1.24G个,总数据量是1.24×3=3.72Gbps,因此用HDMI的4.95Gbps带宽用起来也是绰绰有余。    在PC显示领域,HDMI接口支持SXGA:1280×1024@85Hz和UXGA:1600×1200@60Hz规格。而在广播电视行业使用的TV格式中,则支持标清格式下的480i、480p(含16:9格式)、576i、576p规格以及高清HDTV中的720p、1080i、1080p规格。

 

1.HDCP版权保护机制的功能

    HDMI技术另一大特点,就是具备完善的版权保护机制,因此受到了以好莱坞为代表的影视娱乐产业的广泛欢迎。例如美国的节目内容分销商DIRECTV、EchoStar,有线电视业者协会CableLabs,都明确表示要使用HDCP技术来保护他们的数字影音节目在传播过程中不会被非法组织翻拍。因此,HDMI加入了HDCP版权保护机制后,从节目源方面就会有更加充分的保障。

    HDCP全名为(High-bandwidth Digital Content Protection),中文名称是“高带宽数字内容保护”。HDCP就是在使用数字格式进行传输的信号的基础上,再加入一层版权认证保护的技术。这项技术是由好莱坞内容商与Intel公司合作发开,并在2000年2月份的时候被正式推出。HDCP技术可以被应用到各种数字化视频设备上,例如电脑的显示卡、DVD播放机,显示器、电视机、投影机等等。

  这个技术的开发目的就是为了解决21世纪数字化影像技术和电视技术高度发展后所带来的盗版问题。在各种视频节目、有线电视节目、电影节目都实现数字化传播后,没有保护的数字信号在传播、复制的过程中变得非常容易,并且不会像模拟信号,经过多次复制后会出现明显的画质下降问题。因此会对整个影视行业产生极大的危害。这也是HDCP在21世纪之初就迅速诞生的原因。

  相比于传统的加密技术,HDCP在内容保护机制上走了一条完全不同传统的道路,并且收到了良好效果。传统的加密技术是通过复杂的密码设置,让全部数字信号都无法录制或播放,但HDCP是将数字讯号进行加密后,让非法的录制等手段,无法达到原有的高分辨率画质。也就是说,如果你的设备不支持HDCP协议,录制或播放的时候效果会大打折扣,或者根本播放不出来。

    此外,HDCP还是一种双向的内容保护机制。也就是说,HDCP的要求是播放的数字内容以及硬件本身都必须遵照一套完整的协议才能实现,其中一方面出现问题都可能导致播放失败。打个比方,如果用户买的液晶电视有HDCP功能,但是DVD播放机却不带HDCP功能,那么在看有HDCP版权保护的正版DVD时,是不能实现播放的。

2.HDCP实现机制

    每个支持HDCP的设备都必须拥有一个独一无二的HDCP密钥(Secret Device Keys),密钥由40组56bit的数组密码组成。这个部分HDCP密钥可以放在单独的芯片中,也可以放在其它芯片的内部,例如ATI和Nvdia(世界两大著名显卡主芯片供应商)完全可以将它们放入显示芯片中。每一个有HDCP芯片的设备会拥有一组私钥(Device Private Key),一组私钥将会组成KSV(Key Selection Vector)。KSV相当于这台拥有HDCP芯片设备的ID号。

  HDCP传输器在发送讯号前,将会检查传输和接受数据的双方是否是HDCP设备,它利用HDCP密钥(Secret Device Keys),让传输器与接收端交换,这时双方将会获得一组KSV并且开始进行运算,其运算的结果会让两方进行对照,若运算出来的数值相符,该传输器就可以确认该接收端为合法的一方。

  传输器确定了接收端符合要求,传输器便会开始进行传输讯号,不过这时传输器会在讯号上加入了一组密码,接收端必须实时进行解密才能够正确的显示影像。换句话说,这HDCP并不是确认双方合法后就不管了,这家伙还在传输中加入了密码,以防止在传输过程中偷换设备。具体的实现方法是HDCP系统会每2秒进行确认,同时每128帧画面进行一次发送端和接受端计算一次RI值,比较两个RI值来确认连接是否同步。

  密码和算法泄密是厂家最头疼的事,为了应对这个问题,HDCP特别建立了“撤销密钥”机制。每个设备的密钥集KSV值都是唯一的,HDCP系统会在收到KSV值后在撤销列表中进行比较和查找,出现在列表中的KSV将被认做非法,导致认证过程的失败。这里的撤销密钥列表将包含在HDCP对应的多媒体数据中并将自动更新。简单的说,KSV是针对每一个设备制定了唯一的序号,比较自然的可用号码是每个设备的SN号。这样一来,即便是某个设备被破解了,也不会影响到整体的加密效果。

    总的来说,HDCP的规范相当严谨,除了内容本身加密外,传输过程也考虑的相当精细,双方设备都要内置HDCP才能实现播放。但是最后需要指出的是,HDCP和HDMI或者DVI接口之间并没有必然的联系,只是HDMI标准在制定之初就已经详细的考虑到了对HDCP的支持,并且在主控芯片中内置了HDCP编码引擎,因此在版权保护方面,要大大领先于DVI技术。

的HDCP芯片

集成了HDCP的HDMI主控芯片,Silicon Image公司产品

HDCP是一种双向内容保护机制

HDMI传输原理解析 

作者:佚名 来源:本站整理 发布时间:2007-12-10 18:22:53

  那么到底HDMI标准采用了什么样的传输原理?HDMI的具体性能又是怎样?下面就进入本文的第二部分:详解HDMI技术。

第一节:HDMI传输原理解析

    如同最顶级的发动机是F1赛车驰骋赛场的保障一样,HDMI标准之所以拥有强大的数据传输能力,和它的传输原理是分不开的,下面我们就看看HDMI标准的传输原理是什么。

    每一个标准的HDMI连接,都包含了3个用于传输数据的S传输通道,还有1个的S时钟通道,以保证传输时所需的统一时序。在一个时钟周期内,每个S通道都能传送10bit的数据流。而这10bit数据,可以由若干种不同的编码格式构成。

S对每个像素点中的RGB三原色分别按8bit编码

S数据发送时序结构

    一般来说,HDMI传输的编码格式中要包含视频数据(HDMI1.3版本前每个像素采用24bit)、控制数据和数据包(数据包中包含音频数据和附加信息数据,例如纠错码等)。S每个通道在传输时要包含一个2bit的控制数据、8bit的视频数据或者4bit的数据包即可。在HDMI信息传输过程中,可以分为三个阶段:视频数据传输周期、控制传输周期和数据岛传输周期,分别对应上述的三种数据类型。

HDMI带宽和S的关系

    而在HDMI标准中所规定的带宽,在1.0版本就设定为最高4.96Gbps。那么这一数值是怎么的来的呢?和S又有什么关系呢?我们看下面的公式:

    这是一个适用于所有串口传输接口带宽计算的公式。在所有的数字电路中,都有一个负责提供基本频率的元器件——晶振,它就像是一个精确的闹钟一样,电路中所有的元器件都按照它的节奏统一行动。比方说,某一运算电路的晶振频率是100Hz,就是说这一电路在一秒钟内可以进行100次运算过程。由此可见,晶振的工作频率越高,每秒所能处理的运算次数就会越多,数据的处理能力也就会越强大。而HDMI标准中,这个原理同样适用。

    HDMI电路中的时钟频率,在最初制定时范围从25MHz-165MHz之间,也就是说一个S通道每秒最多能传输165MHz×10bit=1.65Gbit的数据,3个S通道一秒就可以传输1.65×3=4.95Gbit的数据,再加上控制数据,用标准方法表示就是4.96Gbps的带宽。而如果用像素点来表示,那就是一秒可以传输显示1.65G个像素点(一个完整的像素点信息由R/G/B三原色信息构成)所需要的数据量。

   

    在数字音频方面,HDMI灵活的支持符合IEC60985 L-PCM标准的32kHz、44.1kHz和48kHz、16bit量化的立体声数字音频信号和IEC 61937标准的采样率为192KHz,24bit量化的单路无压缩PCM数字音频信号,或者8路96kHz的声音数据流。此外,在家庭影院中常用的DolbyDigital5.1和DTS数字音频格式也能通过HDMI直接传输。

HDMI编码图例:3个S分别传输像素点的RGB数据

 

    HDMI标准继续沿用了和DVI相同的,由Silicon Image公司发明的S(Time Minimized Differential Signal)最小化传输差分信号传输技术。S是一种微分信号机制,采用的是差分传动方式。这不仅是DVI技术的基础,也是HDMI技术的基础原理。

 

    S差分传动技术是一种利用2个引脚间电压差来传送信号的技术。传输数据的数值(“0”或者“1”)由两脚间电压正负极性和大小决定。

 2006年5月,针对日益发展的数字影像技术对高分辨率、高传输速率、高色深图像的要求,HDMI Founders正式推出了HDMI1.3版本。HDMI 1.3标准在规格上,和之间的规格发生了巨大变化:

   * 传输带宽:HDMI1.3规格中,S连接带宽从原来最高165MHz提升到340MHz,数据传输率也从4.96Gbps提升到了10.2Gbps,可以支持支持更高数据量的高清数字流量,如果采用Type B型双路S连接,则可以在此基础上再提升一倍系统带宽。HDMI 1.3可以支持更高的帧刷新率:1080p@120Hz格式、720p@240Hz和1080i@240Hz,以及更高的分辨率(1440p)。

   * 支持高色深:在HDMI 1.3标准之前,只支持24bit色深(R/G/B每种8bit色深),而HDMI 1.3则可以支持24bit/30bit/36bit/48bit的(RGB或者YCbCr)色深。可以传输色阶更加精确的图像。

   * 支持扩展色域:在新一代平板电视中采用的“xvYCC”(又名“x.v.Color”)广色域标准也得到了HDMI 1.3版本的支持。xvYCC是国际照明协会IEC最新的广色域标准,支持xvYCC的显示设备可以显示出更加生动、自然的色彩,特别是红色和绿色表现力非常出色。

   * 支持无损压缩数字音频流:1.3版本之前的HDMI标准只支持最高192KHz、24bit的压缩数字音频,对于最新的多声道无损压缩技术以及非失真压缩音源缺乏支持(如Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio,它们已经在新一代家庭影院和数字光盘中开始使用)。因此HDMI 1.3标准中加入对它们的支持。

   * 提供更加精准的音/视频同步功能。

   * 向下完全兼容,同时也兼容DVI标准。

    HDMI 1.3标准中高色深系统的引入,是近年来显示技术领域除分辨率提升以外最有价值的一个技术。在HDMI以前的标准中,每种原色的8bit色深只能让每个像素点显示出2的8次方×2的8次方×2的8次方=16.7M种颜色,如果使用1.3标准中的10bit色深,那么可以显示的色彩总量就会提升到2的10次方×2的10次方×2的10次方=10.7亿色,已经接近人眼能分辨的色彩极限。

HDMI 1.3导入深色的意义重大

    导入色深功能并不直接影响到HDMI传输原理中8bit到10bit转化的S的编码层。为了传送超过8位的额外像素数据,HDMI接口的频率速率也跟着增加,可以在同样的时间周期内,传输多出来的像素数据。以12bit色彩深度(也就是比8位色彩深度每影片格中的像素数据量,要多上1.5倍)为例,由于S的时钟频率加快1.5倍,就相当于在同样的时间内,原本发送2个数据包的频率提升到了3个数据包包,因此就实现了更大数据量的传输。

    HDMI 1.3的色深系统支持10bit、12bit和16bit的色彩深度(RGB或YCbCr),因此可以消除目前高对比显示设备普遍面临的色阶现象,使得影像色彩更加鲜活,过度更加顺滑,并为消费者提供更为逼真、具感染力的电视影像体验。色深技术借着在纯黑与纯白间增加许多倍的灰阶,传送更多层次的色彩,让屏幕上的色彩能够流畅地转换,改善逐渐增加对比的显示器质量。 

    全新的HDMI规格同时也支持“xvYCC”色彩标准,大幅扩展那目前HDTV标准的色域空间,让色彩更精确的重现,呈现出肉眼可以辨识的任何色彩。下一代高清光盘播放机的HD-DVD与蓝光播放器等最新的高分辨率设备,都将内建这些先进的色彩功能。而在另外一个方面,次世代电视游戏主机,PS3亦内建了10bit色深deep color支持功能,将可为用户创造出更具感染力的游戏体验。

    当然,对于HDMI 1.3支持最高48bit(RGB各16bit)高色深是否有实际意义,在业内还是个一直在争论的问题。首先,目前绝大多数的液晶电视都采用的是8bit色深标准,而等离子电视也在10bit色深的水平,因此就算HDMI 1.3拥有高于10bit的色深处理能力,也会因为显示设备的原因不能发挥全部实力。第二,目前无论是电影电视的前期拍摄,还是后期的制作,仍旧在采用8bit色深标准,高色深的普及在很大程度上要依赖于这些内容提供商的转变速度。最后,10bit色深能显示的色彩数已经达到10.7亿色,接近人类辨认色彩的生理极限,用12bit、16bit的象征意义要远大于实际意义。

Silicon Image公司的新方案可以实现两路S链路连接

    虽然这种争论伴随着HDMI 1.3的诞生就没有停止过,但是支持高色深仍然是一股不可阻挡的潮流。而且对于设备端来说,引入高色深系统除要有更宽的数据带宽之外,高清显示设备系统本身的框架并不需要太大改变,充其量只是一些对既有电路系统来说相对简单功能加强。因此,对硬件厂商来说,仅会增加非常轻微的成本,甚至完全不会增加成本。尤其是现阶段,许多HD显示器系统都能够处理比HDMI 1.2更丰富的色彩时(如索尼07年的BRAVIA中高端液晶电视就支持10bit面板驱动技术),HDMI 1.3中加入对高色深的支持就成了一个不能逆转的决定。

    总的来说,HDMI 1.3版本的推出在很大程度上弥补了HDMI接口在传输速率上的不足,并且为今后数字影音产业的技术变革预留了充足空间,也代表了整个数字影音接口技术的发展方向和最高水平。

采用xvYCC色域后的效果对比

二进制就是逢二进一,十进制是逢十进一,十进制是最常用的,十进制数都由0~9共十个数字组合而成,每一位上最大是9,9再加1就进位成10了;而二进制数由0,1两个数字组合而成,每一位最大是1,1再加1就进位成10了。

计算机内部的数据都用二进制表示,而每一“位”二进制数字就是1bit,是最小单位,比如二进制的1就是1bit,二进制的1010就是4bit,而每一字节(byte)就由8bit组

成。

磁盘是用磁性原理存储数据(二进制数据),简单的说就是用磁性材料的N (北) S(南)极代表二进制数的

0和1,存的时候就是改变磁盘上磁性材料的极性排列顺

序,读取就是取得它们的排列顺序。“1个字节绝对是8bit,”这是绝对没有错误的!   

  但是在网络传输的时候为了区别一个字节的开始和结束需要在每个字节前加一位,后面加一位,就这样而已,所以这个时候就是10个b了,也就是说网络传输了10个b的数据,而其中有8个b是表示一个字节,另外2b是控制信息!!而不是什么“每个字节含有8   bit数据、1   bit起始位和1   bit结束位,说的比较含糊,其实意思是8bit中包括1   bit起始位和1   bit结束位。”                                                                                           

 3

K是千 M是兆 G是吉比特 T

8bit(位)=1Byte(字节)

1024Byte(字节)=1KB

1024KB=1MB

1024MB=1GB

1024GB=1TB

数位组:一个在信息技术和数码技术领域中,用于表示信息的数量的单位。

一个汉字是两个字节,一个字母或标点符号为一个字节。

一个数位组是数个二进位的组合。早期的不同计算机系统中使用的数位组含有的二进位数目不尽相同。 但目前数位组在应用上已经统一,即,一个数位组通常由8个二进位组成。16个二进位合成一个字(word). 32个二进位构成一个复字(double words)。

每个二进位,可用来代表两种状态之一,如电路的开/断等)组成,因此可以代表28 = 256个不同的状态。

4个二进位的组合称为四位组(Nibble)。 8个二进位的组合则为一个八位组(Octet)。 所以一个数位组通常是一个八位组。

数位组是一个承载信息的基本单元。一个数位组表明的信息由所用的编码方式决定。不同的编码方式有可能用一个或多个数位组来表示一个数字,一个符号,或者一幅图像中的一个色点。常用的编码方式如用来表示字符集的ASCII编码或者ISO/IEC 8859标准的编码。

字节又被译为“字節”,即是在电脑内一个英文字所占的最基本单元。而一个中文字是占两个字节的。

由数位组引申出的计量单位

1 kilobyte kB = 1000 (103) byte 

1 megabyte MB = 1 000 000 (106) byte 

1 gigabyte GB = 1 000 000 000 (109) byte 

1 terabyte TB = 1 000 000 000 000 (1012) byte 

1 petabyte PB = 1 000 000 000 000 000 (1015) byte 

1 exabyte EB = 1 000 000 000 000 000 000 (1018) byte 

1 zettabyte ZB = 1 000 000 000 000 000 000 000 (1021) byte 

1 yottabyte YB = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 (1024) byte 

1 nonabyte NB = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (1027) byte 

1 doggabyte DB = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (1030) byte 

注意上面Kibi这一系列的定义。Kibi来自英语kilo-binary(二进制的千), 1998年10月在IEC60027-2中订位标准。但到目前在各种应用中还没有完全占优势。

在信息行业中常用用于内存容量的MB, GB,几乎都是指220,230,… 数位组。KB也经常表示210数位组,以区别于kB。当然你也会经常看到kB被混用来表示210数位组。这些表示法都并没有被标准化。

至于硬盘容量,一般的制造商总是用十进制的计数。一般计算机的操作系统都是使用2进制的计数,所用你经常会发现在计算机看到的硬盘容量比硬盘上声称的要小,比如20GB的硬盘只显示有18.6GB。

特别误导人是软盘的情况。720KB的软盘是720×10241个数位组的值经常用2个十六进制的数字(在信息科学中这样一个16进制的数字也称为一,而1.44MB的软盘则莫名其妙奇妙的是1.44×1000×10241个数位组的值经常用2个十六进制的数字(在信息科学中这样一个16

 “硬件的发展突飞猛进,一日千里”,这句话恐怕很多人都说过无数次了。对于这种进步,我们都可以很直观地表述为诸如CPU越来越快、内存越来越大之类。而若要以一个量化的标准体现出来,自然就免不了要和形形色色的数字打交道,比如三年前主流的CPU主频单位是MHz,而现在的主流CPU主频已经达到了GHz,两相对比,由此可以很清楚地看到硬件水平进步的程度。 

  在这些形形色色的数字后面,是各种各样的数字单位,它们就像一件件数字的新装,一些琐碎平常的数字就因为有了它们的存在而变得意义非凡。有趣的是它们的特点也和各式各样的服装一样:有些数字单位外表花哨却没有什么含义,有些数字单位虽然不引人注意却真正是内涵深刻,有些长期被我们误解或是曲解,也有些根本就是不法经销商为一己私利炮制的陷阱……那么对于普通的消费者来说,它们究竟意味着什么呢?我们又应该如何理解、如何看待这些数字的“新装”呢? 

  在差不多所有的计算机基础教材上,一开始都会提到两个概念:位(bit)和字节(Byte)。前者中文叫比特,一度是IT界的象征之一,它是计算机中最小的信息单位。而字节则是信息的基本单位,通常一个字节都由8个位组成,即1Byte=8bit。二者通常都被简写成b(bit)或B(Byte)。这也成为最易被混淆的两个单位。尤其是在网络设备上,最容易让人困惑。例如,很多人安装了512k的ADSL以后,发现下载速度都在40~50k左右徘徊,于是便怀疑是不是电信运营商搞鬼,其实电信运营商所说的“512k”即指512kbps,而我们下载时的速度通常以kB来计算,512kb/8=kB,因此运营商并没有任何做得不对的地方。 

  此外,bps和Bps还经常用于描述设备接口的传输速度,但是使用范围会略有区别。例如串口和USB接口都是按位来传输数据的,它们的传输速率就以bps来表示,而并口和硬盘接口等是按字节来传输数据的,所以一般用Bps来表示其传输速率。 

   

  第二章 

  CPU 篇 

  对于很多初学者来说,CPU恐怕是他们最早知道的几种能决定电脑档次的配件了。有关于它的各种数字指标也是最引人注意、最能代表一个时期的硬件发展水平的。 

  Hz(赫兹):这是在电脑里最为常见的一个数字单位,我们后面会多次碰到它。从物理学角度说,它的定义是波形每秒钟变化或振动的次数,在CPU上,Hz可以用来标示CPU的主频和外频,其中又以主频最为受人关注,通常以MHz(兆赫兹)或是GHz(吉赫兹)为单位出现。它标示了CPU的工作时钟频率,通常标注在CPU的型号中,如Pentium4 2.4GHz,它的主频就为2.4GHz。由于目前CPU的主频大战已经快走进死胡同,Intel和AMD两家目前都开始采用新的标称方法来表示CPU的速度,最典型的就是AMD现在使用的“真实性能标识”法(如图1)。 

  主频备受世人关注,却是基于一种错误的认识:电脑的性能由CPU决定,CPU的性能由主频决定。高手们不要笑,在许多书本上,这种观点仍在大行其道误人子弟。其实主频只是体现CPU性能高低的一个方面,CPU的制造工艺、核心、二级缓存的容量等等因素都可以决定其性能水准。而像主板芯片组、内存子系统、存储系统等外在因素也足以左右CPU的性能发挥。 

  需要一提的是CPU的外频,这一指标不太引人注意,而且经常有人将它与前端总线(即FSB)混淆起来。其实外频指的是CPU的输入时钟频率,而FSB是指主板的前端总线频率。早期CPU的主频很低,前端总线的频率与外频的频率是一样的,随着CPU主频的不断提高,与外频相同的前端总线频率满足不了CPU的需要,后来Intel设计了“Quad- 

  pumped”的前端总线,使前端总线频率增加了4倍。这样,200MHz外频的CPU,前端总线频率就达到了800MHz。 

  外频对于CPU的性能来说非常重要,在主频相同或相近的情况下,往往高外频的CPU会有更优秀的性能表现。加之现在的CPU几乎都采取了锁住倍频的措施,所以对于超频爱好者来说,提高CPU的外频不仅是提升性能的主要方法,而且也几乎是惟一的选择。 

  CPU的主频等参数可以使用专门的检测软件来检测。如果你使用的是Intel的CPU,可以使用Intel Processor Frequency ID Utility,它的检测结果最为权威真实。如果是AMD的CPU,或是想得到更为全面细致的CPU信息,可以使用CPU-z或是WCPUID,只是它们在鉴别CPU的真伪方面就有所欠缺了。 

  Intel Processor Frequency ID Utility V7.0简体中文版下载地址:http //www.skycn.com/soft/3959.html 

  CPU-z V1.22汉化版下载地址:http //www.skycn.com/soft/3943.html 

  WCPUID V3.10a汉化版下载地址:http //www.skycn.com/soft/3985.html 

  图1 CPU的频率是否代表一切?AMD给出了最好的回答。 

  第三章 

  内存篇 

  ns(纳秒):以这个单位衡量内存的性能恐怕许多朋友不理解,因为目前比较流行的主要方法是以内存的工作频率来标示内存的规格,如DDR266/DDR333/DDR400等等。但是我个人始终认为,这个从SDRAM时代开始渐渐淡出人们视线的指标才是真正界定内存性能的分水岭。简单地说,ns用来表示物理内存和显存的存取速度。其值越小,极限工作频率就越高。计算内存极限工作频率的公式是: 

  SDRAM极限工作频率=1000/ns 

  DDR SDRAM的极限工作频率=(1000/ns)×2 

  内存极限频率与ns的关系可以参见表1,可见,当内存的ns值越小时,其工作频率也就越高,性能也就越好。需要特别说明的是,显卡上的显存与内存在本质上并无区别,因此这种对应关系在显存上同样是成立的。 

  ns还可以用来标示内存的时钟周期(即TCK,Clock Cycle Time),对于这个东西大家可能有些陌生,不过如果说到CAS等待时间(即CAS Latency,经常简写为CAS或CL)可能大家就有印象了。CAS等待时间(CL)指的是CAS信号需要经过多少个时钟周期之后才能读写数据。通常情况下这一数值是越小越好,但是同时对内存质量的要求也越高,很多优质内存与杂牌组装条的差距也就在这里:品牌内存在超频工作时,在CAS值设为2.5甚至是2情况下还能稳定运行,而那些杂牌内存此时则已是纷纷落马了。 

  Hz:用于标示内存工作频率的单位,主要以MHz(兆赫兹)来表示。目前用于标示内存性能的方法主要有两个:一个是起源于Rambus的内存带宽标示法,如PC2100、PC2700、PC3200等;另一个就是更为常见的DDR工作频率标示法,如DDR266、DDR333、DDR400等。二者从本质上来说其实都是一样的,可以通过“内存带宽=内存运行频率×8Byte(bit)”的公式来进行换算,如DDR266的内存就可以换算为266×8Byte=2128MB/s,即PC2100。 

  Bank:买来了新内存,插上以后却发现系统不能识别全部容量,只认出来一半甚至是根本认不出来,偏偏在销售商那里又一切正常,这种郁闷的事情很多朋友都碰上过吧!要想弄明白这个问题,就不得不谈到内存的Bank数。 

  传统内存系统为了保证CPU的正常工作,必须一次传输完CPU在一个传输周期内所需要的数据。这种传递是通过主板上的北桥芯片进行的,而北桥芯片到内存的通道的数据位宽就被称之为物理Bank(Physical Bank,简称P-Bank)的位宽。以目前主流的DDR系统为例,CPU与内存之间的接口位宽是bit,也就意味着CPU在一个周期内会向内存发送或从内存读取bit的数据,那么这一个bit的数据集合就是一个内存条Bank。计算机系统可以支持多少个内存Bank通常都是由主板芯片组来决定的,如Intel的845系列芯片组支持4个Bank的内存,如果内存的Bank数超过了4个就不能被主板正确识别。 

  应当怎么识别内存的Bank数呢?有不少朋友都认为,单面内存条就是一个物理Bank,双面内存则包含两个。但其实内存是单面还是双面与Bank数并没有直接的对应关系。通常我们可以通过查询内存颗粒的编号、查看系统开机自检画面等方法来判断,不过最简便的方法是通过一个公式来推算:内存条Bank数=颗粒位宽×颗粒数/bit,例如一根单面8颗粒的256MB DDR内存,其Bank数就应当是8bit×8/bit=1。 

  可以看到内存的参数是比较琐碎的,如果想有个全面的了解可以借助于检测软件的帮助,推荐使用SiSoft Sandra,它的检测项目比较全面,而且操作方便,生成的结果也很简明易懂。 

  SiSoft Sandra Pro 2004 SP2b下载地址:http //www.skycn.com/soft/3978.html 

  表1 内存/显存极限频率与ns的对应关系表 

  第四章 

  驱动器篇 

  rpm(rotation per minute,转/分):这是表示硬盘主轴转速的单位。目前主流的台式机硬盘转速为7200rpm,5400转的硬盘尽管具有发热量小、噪音低的优势,但由于性能偏低已淡出市场。10000转甚至更高速的硬盘目前还主要是SCSI硬盘,多用于服务器、图形工作站等高性能平台上,尚未进入主流市场。而在笔记本电脑硬盘上,4200rpm的硬盘仍在大行其道,但性能瓶颈日渐突出。5400转和7200转硬盘正蓄势待发,相关产品已经开始上市,希捷的Savvio的转速甚至已经达到了10000rpm!但笔记本电脑硬盘提速的同时也带来了耗电量猛增的问题,而且价格也不是普通用户能承受的。因此4200转的硬盘还将在很长的时间里继续成为主流。 

  转速对于硬盘来说是很重要的,不过目前主流产品的转速已经趋于一致,它已经不是一个决定性的指标。大家更应该注意防范的是少数不法经销商以低速的5400转硬盘冒充7200转硬盘销售的行为(如图2)。 

  Mb/s(兆位/秒):用于表示最大内部数据传输率(也叫持续数据传输率)。它指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率,可以明确地表示出硬盘的实际读写速度。由于目前内部数据传输率仍然是系统的瓶颈所在,因此对于硬盘来说,这一指标也直接决定了硬盘的性能高低。它取决于硬盘的主轴转速和盘片的单碟容量,以及控制器和缓存的速度。一般来讲,硬盘的转速相同时,单碟容量大的内部传输率高;在单碟容量相同时,转速高的硬盘的内部传输率高。 

  有必要指出的是,这里的Mb/s与下面介绍的MB/s并不是简单的1Byte=8bit这样的换算关系。因为这个数值是磁头处理二进制0/1信号(即bit)的纯理论性能,而磁头处理的信号很大部分并不是用户需要的数据(存入的数据都是经过编码的,包含许多辅助信息),因此是不能以字节为单位的。遗憾的是很多“高手”甚至是一些媒体仍在想当然地将内部传输率折算成MB/s,误导消费者。 

  MB/s(兆字节/秒):用于表示外部数据传输率(也称为突发数据传输率或接口传输率),指从硬盘的缓存中向外输出数莸乃俣取D壳癆TA133技术规格的理论外部数据传输率已经达到了133 MB/s。而采用最新的Serial ATA接口标准的Serial ATA硬盘,其数据传输率可达150MB/s。我们一般说的ATA33/66/100/133等规范就是建立在外部传输率的基础上的,但在实际使用中,由于内部传输率的,通常都不能达到这样的速度。 

  ms(毫秒):这一单位可以用于表示硬盘的平均寻道时间、平均潜伏期、平均访问时间等参数。 

  平均寻道时间(Average seek time):指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间,它描述硬盘读取数据的能力,单位为毫秒。该参数由转速、缓存、单碟容量等等多方面性能综合决定,是一个总体的性能指标。相对来说,单碟容量更大的硬盘磁头的寻道动作和移动距离也更少,从而平均寻道时间也会减少,硬盘速度就更快。 

  平均潜伏时间(Average latency time):指当磁头移动到数据所在的磁道后,然后等待所要的数据块继续转动到磁头下的时间,一般在2ms~6ms之间。为什么我们说7200转的硬盘比5400转的硬盘要快?就是因为7200转的硬盘的平均潜伏时间较短,进而降低了平均访问时间。 

  平均访问时间(Average access time):指磁头找到指定数据的平均时间,通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用的时间,越短的平均访问时间越好。需要注意的是:现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。 

  最后还要特别指出一个极易让初学者感到困惑的问题:为什么硬盘的实际容量与标称的容量总是有一个不大不小的差距。例如80GB硬盘的实际容量大概是74GB的样子,还有近6GB的空间哪里去了?这实际是单位换算不同导致的,在计算硬盘容量时,硬盘厂商使用的换算标准是1k=1000,然而在各种分区软件里使用的换算标准则是1k=1024,以这样标准来计算,80GB硬盘的实际容量应当是80×1000×1000×1000/(1024×1024×1024)=74.50GB左右,原来这些“失踪”的空间其实是以另外一种形式存在着。 

  要想检测硬盘的相关参数,可以使用前面介绍的SiSoft Sandra,它的介绍是比较详细和全面的。 

  图2 硬盘的SATA时代已经到来,它对于改善存储系统的瓶颈地位有很大的帮助。图中为西部数据万转SATA硬盘WD740。

  第五章 

  显卡篇 

  Hz(赫兹): 与CPU和内存一样,这个单位用于标示显卡的GPU和显存的工作频率,一般单位都是兆赫兹。与CPU类似,GPU的工作频率也在飞速上升,而且它在整个显卡中的作用也和CPU一样,非常重要,但是绝非惟一的决定性指标。很多对显卡超频过的朋友都知道,为显存超频的效果往往比为显示核心超频的效果好得多。可见目前制约显卡性能的绝非仅仅只是GPU的频率而已。 

  ns:这是用于衡量显存速度的指标,它可以直接决定显卡的超频潜力。关于此方面的内容可以参考前面的内存部分。 

  bit(位):这一单位在显卡上主要用于标示各种带宽,其中特别值得一提的是显存的位宽和带宽。显存位宽指的是显存颗粒与外部进行数据交换的接口位宽,一般有8bit、16bit、32bit等等。而显存带宽就是显存每秒钟提供最大的数据交换量。显存带宽由显存位宽和显存频率以及显存颗粒数共同决定,即显存带宽=显存位宽×显存频率×显存颗粒数/8。 

  显存位宽缩水是一个由来已久的问题。很多显卡厂商出于成本控制的考虑,在显卡上使用了较低带宽的显存,导致显卡性能大幅下降,惹得一片怨声载道。像低端市场的主力产品GeForce MX440显卡就曾经是低带宽显存的“重灾区”。许多厂商为其搭配的是bit的显存,然后以较低的价格销售给不知情的消费者。那么这种规格缩水的显存的性能到底会低下到什么程度呢?我们不妨让事实来说话吧。 

  以笔者的七彩虹MX440为例,这块显卡配备了4片共计MB显存,显存位宽为128bit,显存速度为3.3ns,根据前面所介绍的公式可知它的显存带宽为88MB/s,而如果使用了缩水的bit位宽的显存,则带宽会剧降到4432MB/s!那失去的这些带宽又意味着什么呢?如果你在1024×768×32位色的显示模式下(这也是主流的17英寸显示器的标准分辨率),以60帧/秒的速度打游戏,则要求内存带宽至少应为2.3GB/s,如果提高了分辨率或是刷新率,或者是打开了全屏反锯齿等功能,则对带宽的要求将会更高!由于可见低位宽对显卡性能的影响是多么大(如图3)。 

  要想查看显卡的相关信息,特别是显存的位宽情况,推荐使用Everest Professional(如图4)。乍听鹄春孟窈苣吧  涫邓 那吧砭褪侵  募觳?a href='http://www.enet.com.cn/eschool/rjyy.shtml' target='_blank' class='article'>软件AIDA32。EVERESTPro V1.10.108 汉化版的下载地址是:http //www.skycn.com/soft/8258.html 

  图3 双“128”的双敏GeForce4 MX440显卡

  图4 EVEREST Pro 检测到的显卡数据,请特别注意图中标示的显存位宽和带宽。 

   

  第六章 

  显示器篇 

  inch(英寸):用于标示显示器显像管尺寸的单位,与电视机一样,指的都是显像管对角线的长度。这是一个外在感觉最为直观的指标。但是需要指出的是,传统的CRT显示器存在“最大可视面积”的,即显示器的边框也需要占用一定的空间,因此常见的17英寸纯平显示器的实际对角线长度大概在15.8~16.1英寸左右。而液晶显示器在这方面的就很小,这也就是为什么15英寸的液晶显示器看上去和17英寸CRT显示器屏幕差不多,17英寸液晶显示器看上去和19英寸的CRT显示器的屏幕差不多的原因(如图5)。 

  Hz:看到这张老面孔,先别急着换“台”——因为接下来的内容将和你宝贵的眼睛息息相关。Hz在显示器上可以用来作为行频、场频和带宽的单位。行频:指电子每秒钟在屏幕上从左到右扫描的次数,又称水平扫描频率或水平刷新率,以kHz为单位。它越大就意味着显示器可以提供的分辨率越高,稳定性越好。 

  场频:指每秒钟屏幕刷新的次数,又称屏幕的垂直扫描频率或垂直刷新率,更通俗的说法就是“刷新率”,它是以Hz为单位的。注意,这里的所谓“刷新次数”和我们通常在描述游戏速度时常说的“画面帧数”是两个截然不同的概念。后者指经电脑处理的动态图像每秒钟显示显像管电子的扫描频率。而场频与图像内容的变化并没有任何关系,即便屏幕上显示的是静止图像,电子也要照常更新。场频过低会导致屏幕有明显的闪烁感,即稳定性差,容易造成眼睛疲劳。从1997年开始,VESA组织规定85Hz逐行扫描为无闪烁的标准场频,即显示器在场频达到85Hz时的最大分辨率,才是真正的最大分辨率。这也是“只有刷新率达到85Hz的显示器才能保护视力”这一说法的由来。但是这一说法却往往被曲解为“带宽”,导致场频与带宽的概念的混淆。 

  由于液晶显示器的原理与传统的CRT显示器完全不同,因此液晶显示器通常不会很强调刷新率这一指标,大家也不必很看重这一点。在实际使用中也是这样,一般液晶显示器使用系统默认的刷新率即可,强行将刷新率提到85Hz以上往往会引起显示器黑屏从而导致不必要的麻烦。 

  带宽:每秒钟电子扫描过的总像素数,等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频(画面刷新次数)”,从这一定义就不难理解为什么有那么多人将带宽与场频混为一谈。带宽采用的单位为MHz。带宽是显示器最基本的频率特性,它决定着一台显示器可以处理的信息范围,就是指电路工作的频率范围。显示器工作频率范围在电路设计时就已定死了,主要由高频放大部分元件的特性决定,但高频电路的设计相对困难,成本也高且会产生辐射。高频处理能力越好,带宽能处理的频率越高,图像也更好。 

  每种分辨率都对应着一个最小可接受的带宽,如果带宽小于这一可接受数值,显示出来的图像会因损失和失真而模糊不清。因为显像管电子束的扫描过程是非线性的,能够为人眼所看到的部分仅仅是扫描线中的一部分,所以在计算带宽的时候还应该除以一个“有效扫描系数”,一般取值为0.6~0.7左右,所以实际的带宽应大于理论值。可接受带宽的一般公式为:可接受带宽=水平像素(行数)×垂直像素(列数)×场频(刷新频率)/有效扫描系数(一般为0.6~0.7)。例如,解析度1024×768、刷新频率85Hz的画面,在有效扫描系数为0.7的情况下所需要带宽大约为97MHz。 

  ms(毫秒):对于液晶显示器而言,毫秒是一个颇受关注的单位,由此也诞生了不少的炒作和混乱。它主要用来表示显示器的响应时间。由于与生俱来的缺陷,液晶显示器响应时间过长一直是它的一大硬伤。那些画面残影和鼠标拖尾使得液晶显示器在游戏、视频播放等方面表现尴尬。为了缩短响应时间,改善显示效果,各个厂商都做出了不懈地努力,目前普及型液晶显示器最低响应时间已经只有12ms,理论上每秒可以显示83帧画面,而且价格也不算很昂贵。 

  一般液晶显示器的响应时间只和它所使用的面板有关系,有能力生产这种面板的厂商屈指可数。但是某些厂商却通过偷换概念愚弄消费者,它们宣称自己的产品响应时间只有不可思议的XXms,但当用户在实际使用时发现屏幕上“鬼影重重”,与自己的预想有很大的差距。问题就出在液晶显示器的响应时间分为下降时间(Tr)和上升时间(Tf)两部分,我们平常所说的响应时间应该是这两个时间之和,而这些商家为了提高产品销量而蒙骗消费者,只单单标注了其中一个时间来作为响应时间。因此消费者在采购液晶显示器时,一定要擦亮眼睛,不要被商家的一面之词所迷惑。 

  想了解显示器的相关参数可以使用前面介绍的EVEREST Professional,也可以使用Powerstrip。 PowerStrip V3.54.463的下载地址: 

  http //www.skycn.com/soft/2378.html 

  图5 与传统的CRT显示器相比,液晶显示器的关键性指标发生了根本性的变化。原有的很多观念都不再适用。图中为EIZO的FlexScan L767 液晶显示器。

  第七章 

  声卡、音箱篇 

  bit:关于声卡的话题本来不多,但是关于声卡的“位数”问题因为存在很多的误解,需要向大家澄清。 

  bit在声卡上主要用于表示声音的采样信号的位数,也可以理解为声卡处理声音的解析度。现在有很多无知商家宣称其销售的声卡是“32位”、“位”甚至是“128位”的,这根本是误导!目前市面上所销售的主流声卡大多是16位的,已经足够满足我们的日常使用需要,只有德国坦克和创新的Audigy2等少量高端产品可以达到24位的采样精度(如图6)。那么那些“32位”、“位”和“128位”又是什么意思呢?通常这是指它们的最大复音数是32或个,也就是在利用波表合成器播放MIDI时,最大可同时发音数是32或者个,这只在播放MIDI时有效,而声卡采样精度仍然是16位的,即便是高档的专业数字录音器采样精度也只能达到20位。 

  Hz:在声卡上,Hz可以用来作为声音采样频率的单位,一般都以kHz表示。采样频率指每秒钟采集信号的次数,现在的主流声卡一般采用11kHz、22kHz和44kHz的采样频率,频率越高,失真越小,但是文件体积也相应增加。在录音时,文件大小与采样精度、采样频率和单双声道都是成正比的,如双声道是单声道的两倍,16位是8位的两倍,22kHz是11kHz的两倍。 

  在音箱或是耳机上,Hz则通常用来计量音箱或耳机的频响范围,如某音箱的频响范围是50Hz~20kHz,就表示这只音箱可以播放50Hz(低频)~20kHz(高频)之间的各种音乐成分(如图7)。 

  想要全面测试声卡、音箱、麦克风等音频设备的相关数据,可以使用PassMark SoundCheck。SoundCheck 2.0 Build 2001的下载地址是: 

  http //www.mydrivers.com/tools/dir11/d4682.htm 

  图6 创新的Audigy2是不多的几种能实现24位采样的声卡之一。请注意图中的24bit标志。

  图7 经典的漫步者R1900TⅢ,高性价比的典范。 

   

  第八章 

  外设篇 

  dpi(dots per inch,点/英寸):这是一个承载了太多光环和误解的单位。它本来是一个印刷单位,在计算机领域通常用于表示扫描仪或是打印机的成像精度(请注意打印机和扫描仪对dpi的定义并不完全一样)。后来随着光电鼠标的大规模普及,又被用来表示光电鼠标的所谓“精度”,而眼下关于“dpi值越高的鼠标其定位精度越好”的说法甚嚣尘上,以罗技的MX系列为代表的高dpi设计的鼠标也因此热卖。 

  乍一听,800dpi的鼠标每英寸可以分辨出800个像素点,400dpi的鼠标只能分辨出400个,800dpi的鼠标显然定位精度要高于400dpi的鼠标,但是仔细想一下,同样要移动800个像素点,前者需要移动一英寸,后者则需要移动两英寸,根据生活常识,则应该是400dpi的鼠标定位更为精确。之所以会形成这样一种悖论,就在于“dpi至上论”者其实没有搞清dpi的确切含义,从本质上说,出身于打印机和扫描仪的dpi完全是一个静态的工作指标,而鼠标的dpi指的是在设备移动过程中所返回的坐标数量,这是一个动态的概念,所以应当用我们下面将要介绍到的cpi描述更合适一些。 

  此外,在最讲究定位精度的设计行业,使用的轨迹球一般只有区区300dpi,这也证明鼠标的定位精度与dpi的高低并不是一种对应的关系。那么dpi的优点体现在什么地方呢?刚才我们谈到,移动800像素,高dpi的鼠标只需要移动一英寸,而低dpi鼠标的移动距离会加倍,可见高dpi的鼠标在反应速度和加速性能上优势明显。在激烈对抗的FPS游戏中,快速的转身和流畅细腻的大范围运动对于玩家的生死存亡是至关重要的。这才是那些高dpi鼠标的价值所在(如图8)。 

  cpi(counts per inch,采样数/英寸):光电鼠标引擎的主要提供者安捷伦提出的一种用于标示鼠标精度的计量单位。光学引擎的成像原理其实就是显微照相,其cpi水平就相当于照相细节的放大清晰度。显然这个放大清晰度和照片的尺寸是没有关系的,它只取决于光学组件的放大率,也就是说即便你把CMOS换成原来的一半大小,也只会使采样的影像变得更小,但是细节和清晰度不会改变。从严格意义上说,以它来代替我们上面所说dpi来标示鼠标的定位精度更为恰当,或者也可以说长期以来我们都是错误地将cpi表述成了dpi。关于它的种种话题我们上面已经说过了,此处不再赘述。 

  次/秒:用于表示“像素处理能力”的单位,因为传统的采样频率等参数已经不能充分说明光学引擎的实际性能,还容易导致观念上的混乱,所以罗技和安捷伦都已经慢慢在淡化这些概念,将采样频率与CMOS尺寸和DSP处理能力结合起来整合为“像素处理能力”。这个指标代表光学引擎综合采样的运算性能,较为科学(如图9)。 

  图8 微软的经典之作IE3.0的出现,同时也将“dpi至上论”推上了顶点。

  图9 单从数字指标上看,罗技的MX光学引擎性能相当优秀。图中是罗技最新推出的MX510。

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进制的数字也称为一,即不全是10进制也不全是2进制

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HDMI技术原理

二、HDMI技术原理解析由于属于DVI的扩展,HDMI架构数据传输仍使用S(TransitionMinimizedDifferentialSignaling)协议。这个协议是SiliconImage公司提出的。这个协议与DVI标准连接使用的协议也是相同的。从图中可以看到:二者都是采用的数字T.M.D.S信号联接,HDMI到DVI无须转换。HDMI标准将8位的数据通过编码变成10位的信号,以差分传动方式传送。而音频和视频数据则通过3个S数据通道来传输。基于DVD音频标准,HDMI支持
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