顯卡知識普及
一、什么是顯卡?
??顯示接口卡(Video card,Graphics card)、顯示器配置卡簡稱為顯卡,是個人電腦基本組成部分之一。
??用途是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動,并向顯示器提供信號,控制顯示器的正確顯示,是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件。
??民用顯卡芯片供應商主要包括AMD(原ATI)和NVIDIA(英偉達)兩家。
二、顯卡分類
顯卡按照分類存在位置分為集成顯卡和獨立顯卡兩大類。
1.集成顯卡
顯卡目前有兩種存在形式。
??一種是指主板芯片組集成了顯卡芯片,使用這種芯片組的主板就可以不需要獨顯就實現顯示功能,滿足一般的應用需求。集成顯卡的主板一般不帶有顯存,使用系統的一部分內存作為顯存,一般可以在BIOS里面調整,一般在BIOS里面調節上線是256M。
??目前這種主板集成顯卡已經被淘汰。
??一種是指處理器內部集成了顯卡芯片,即“核顯”。一般分為AMD現在的“APU”和英特爾的“核芯顯卡”。顯存同樣從內存分享而來,由于核顯性能的飛躍,現在的核顯對內存性能的依賴很嚴重,還會較大程度的影響CPU的性能。
2.獨立顯卡
??獨立顯卡,簡稱“獨顯”,是指一塊獨立于主板的板卡存在,需要插在主板的相應接口上的顯卡。獨立顯卡具備單獨的顯存,不占用系統的內存(但當獨立顯存不夠用時可以共享內存作為顯存),而且技術上領先于集成顯卡,能夠提供更好的顯示效果和運行性能。
??獨顯由于擁有獨立的一套運行環境,使得其核心運算有很大的發揮控件,因而性能相對于集成顯卡來說有較大的飛躍。不過對于低端入門獨顯來說,并非一定比集顯的性能要好。這種情況出現的原因是因為核顯性能的飛躍。不過,較高性能的核顯對應的CPU型號也屬于高端,價格上也是比較昂貴的。
(1)顯示核心(GPU)
??GPU全程是Graphic Processing Unit,中文翻譯為“圖形處理器”。NVIDIA公司在發布GeForce 256圖形處理芯片時首先提出的概念。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴,并進行部分原本CPU的工作,尤其是在3D圖形處理時。如果說CPU是整個機器的心臟,那么GPU就是整個顯卡的心臟,那么GPU就是整個顯卡的心臟。顯卡負責的圖形處理全部依靠這個顆小小的GPU。一般來說,衡量GPU工作能力的參數有兩個:流處理器數量和核心工作頻率。其他特性:光柵單元(ROPS),L1緩存,核心面積,制造工藝。
??GPU有不同的架構,其包含的參數直接決定了顯卡的性能的高低。主要參數是流處理器和顯存控制器,與GPU代號有關。
(2)顯卡PCB
??印刷線路板(PCB, Printed Circuit Board)主要功能是提供電子元器件之間的相互連接。如果一張顯卡連最基本的電路都設計不好的話,即使有再好的電容、顯存顆粒等等可能也無法穩定的運行,更不要說超頻。所以PCB對顯卡來說是非常重要的。一般來說,PCB的層數越多,長度越長,容納的電氣元件越多,電路越復雜,用料越多,顯卡性能越好。
??PCB上主要查看的是用料的高低。可以通過粗略查看電子元件的密度,顯卡供電相數來判斷同型號顯卡的好快。
(3)顯存
??顯存,也被叫做幀緩存,它的作用是用來存儲顯卡芯片處理過或者即將被提取的渲染數據。如同計算機的內存一樣,顯存是用來存儲要處理的圖形信息的部件。顯存的參數有:顯存類型、容量、位寬、頻率(延遲)
??從某種意義上講,顯存類型是當下選擇顯卡需要加大關注的地方。目前最好的顯存類型是GDDR5,等效頻率最高,其次是GDDR3,最后是目前最常見的DDR3。
注意: GDDR3和DDR3不是一樣的,前者是專屬顯存,是基于DDR2內存改造而成,而DDR3是普通的內存,年代比GDDR3要新,但延遲和頻率比不過GDDR3。之所以DDR3大量應用,是因為成本很低,為了縮減成本,用DDR3不足為奇。
容量
一般來說夠用即可,根據自己的需求場合來選購,沒必要單純追求顯存大。
- 1680*1050分辨率,1G顯存
- 1440*900及其一下,512M就可以
- 1920*1080,至少1.5G顯存。
對于某些場合,如極端游戲來說,2G顯存可能都在1080P下不夠用,所以要選購更大的顯存容量。
這里介紹一下,動態共享顯存技術。是將內存劃分為顯存,以便當顯卡獨立顯存不夠用的時候臨時占用。N卡(即NVIDIA顯卡)將此技術稱為TC(Turbo Cache)、A卡稱為HM,這也就是市面上經常聽見顯卡是TC1024M或者HM1024M的,這時候所謂的顯存大小就是共享后獨立顯存和共享顯存容量之和,買顯卡的時候需要注意,基本上很多商家都是不標注的。
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就越大,這是顯存的重要參數之一。位寬是由每個顆粒的位寬和使用數量決定的,比如每個顆粒32bit寬,使用8顆并聯就是256bit位寬了(其實容量就是這樣決定的,128M*8=1024M)。位寬的作用就是增大
帶寬。
引申:
晶圓,一般有6英寸、8英寸及12英寸規格不等,晶片就是基于晶圓生產出來的。晶圓上一個小塊,一個小塊,就是晶片晶圓體,也名Die,經過封裝之后就成為一個閃存顆粒。
顯存頻率
頻率,顯存的實際頻率,等效頻率是兩個概念。
由于現在顯存都基于DDR系列內存改造,DDR因為能在時鐘的上升沿和下降沿都能傳送數據,所以比SDR同頻效率高了一倍,因而就有了等效頻率這一說法。GDDR3和DDR3都是等效兩倍,而GDDR5是2倍于GDDR3的數據預取量和DQ并行總線,使得GDDR5顯存的實際速度又快了一倍,等效4倍。這也就是為什么GDDR5頻率很高,只是等效頻率高了,實際頻率和GDDR3差不遠(實際頻率取決于物理特性,即顆粒的的固有頻率所決定)。
引申:
SDR為SDRAM,即Synchronous DRAM(同步動態隨機存儲器),曾經是PC電腦上最為廣泛應用的一種內存類型,即便在今天SDRAM仍舊還在市場占有一席之地。既然是“同步動態隨機存儲器”,那就代表著它的工作速度是與系統總線速度同步的。SDRAM內存又分為PC66、PC100、PC133等不同規格,而規格后面的數字就代表著該內存最大所能正常工作系統總線速度,比如PC100,那就說明此內存可以在系統總線為100MHz的電腦中同步工作。
帶寬
除容量外、類型、位寬和頻率能共同決定一個重要的參數—–帶寬。顯存帶寬是指顯示芯片與顯存之間的數據傳輸速率,它以字節/秒為單位。
顯存帶寬 = 等效頻率 X 顯存位寬 / 8s
帶寬越大,意味著對GPU數據吞吐的能力越大,舉個例子,水管的大小就是帶寬,水流就是GPU的數據,水流小沒有限制,大了水管小就會出現瓶頸了。因此,對帶寬的要求就是:夠用即可。
帶寬的高低并不能直接對比不同型號的顯卡高低。
(4)散熱
顯卡散熱一般是風冷主動散熱,就是在散熱片上加裝風扇,被動散熱指的是沒有風扇,依靠自然氣流散熱。
散熱的好壞可以通過散熱面積大小,銅管直徑和數量,風扇類型和數量來判斷。
主動散熱用到的風扇有兩種,普通散熱風扇和渦輪風扇。前者一般轉速低進風量較小,通常會配多個風扇在高端顯卡上;而后者轉速較高,進風量較大,一般一個顯卡只用一個渦輪風扇,但噪音較大。通常只有公版高端卡才會用渦輪。
被動散熱一般鰭片比較寬厚,覆蓋面積大,應用于發熱比較小的低端顯卡。
當然還有一種就是水冷散熱,這個就是屬于DIY,不做介紹。
(5)金手指
顯卡的金手指(connecting finger)是顯卡與插槽的連接部件,所有的信號都是通過金手指進行傳送的。金手指由眾多金黃色的導電觸片排列如手指狀,所以稱為“金手指”。金手指的形狀代表了該顯卡的插槽類型,目前顯卡都是PCI-E 16X接口的,過去的顯卡有AGP和PCI接口的。
(6)供電接口
PCI-E 16X接口對顯卡提供了75W供電,能滿足中低端顯卡的需求。但高端顯卡供電不夠,只能需要電源對其獨立供電,于是就有了供電接口。理論上6PIN接口能提供75W的供電,8PIN接口提供150W。
(7)顯示接口
顯示接口是指顯卡與顯示器、電視機等圖像輸出設備連接的接口。下面介紹目前常見的顯示四個接口。
(8)多卡互聯技術
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