[轉載] 簡單易懂菜鳥晉級！帶你全面了解顯示卡 [12P]

alfredku · 發表於 2013-1-3 16:48:38

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簡單易懂菜鳥晉級！帶你全面了解顯示卡

　　整天面對各大IT網站上那些“導購”“評測”文章你會不會有些乏味？整天被各種各樣的廣告侵襲你會不會有些反感？那麼有沒不打廣告、一心幫助消費者得文章呢？答案是有——

　　由於從事硬件行業的相關工作，身邊的朋友經常會問我怎麼買硬件，買硬件應該注意哪些因素等問題。通常情況下我會問對方幾個問題：想做什麼（遊戲、辦公、視頻、影音）、想花多少錢（高中低端價位）、對品牌有什麼要求（一線、二線、三線），在了解對方的需求之後，然後再向他推薦相關的硬件產品。這樣的做法雖然能夠比較直觀、有效的幫助到有需求的人，但是也存在著一個致命的弱點——受眾面太小了。

alfredku · 發表於 2013-1-3 16:50:45

　　畢竟“授人予魚不如授人予漁”，鑑於這個原因本人在上一期中，為大家整理了篇菜鳥晉級必看揭露CPU選購背後的秘密的文章。而今天本人要將這一主題延伸到顯示卡領域，期待本文能夠幫助更多的人。

　　通過本文你將了解到什麼是顯示卡，影響顯示卡性能的關鍵因素有哪些，用戶在購買顯卡過程中應該注意什麼，從而為消費者在購買顯卡過程中提供必要的參考。

什麼是顯示卡？顯示卡有哪些要素構成

　　在開始本文之前，筆者先為大家解釋下神馬才是顯卡——顯卡可以簡單的理解為，是一個顯示信息轉換硬件，它向顯示器提供行掃描信號，控制顯示器的正確顯示的部件。

　　那麼顯示卡是由什麼組成的呢？顯示卡的重要組成部分為：GPU、顯存、供電、PC B板、散熱、接口、BIOS、驅動。這幾部分“相互作用”對顯示卡的性能產生直接的影響。

　　那麼對於用戶來說，在選購顯示卡的時候該何從下手呢？上圖為本站的某款顯卡綜述頁，在圖片右側我們看到羅列出來的：顯示核心、顯存類型、流處理數量，顯存容量、核心頻率、顯存位寬等參數（詳細參數請點擊參數頁），在了解這些術語之後，相信你會對顯示卡有個全新的認識。

alfredku · 發表於 2013-1-3 16:53:46

什麼是GPU？GPU性能是如何劃分的

　　鋼鐵俠之所以強大因為有一顆強大的“心”，同樣顯卡要想性能強勁也要擁有一個強勁的“芯”。這顆芯就是我們通常所說的“GPU或顯示卡核心”。早在硬件發展的初期並沒有GPU這個概念，GPU這個概念是由NVIDIA公司在GeForce 256圖形處理芯片時代提出的。

　　 GPU出現的目的是為了減少CPU的工作負擔，GPU主要負責幾何轉換和光照處理、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等（了解下就好沒必要強加記憶）。

GK106

　　 GPU的重要性在於：它決定了該顯示卡的檔次和大部分性能，通常顯示卡廠商會對GPU性能進行劃分，我們以NVIDIA顯示卡GPU核心命名為例：主要有GK104、GK106、GK107（性能由高到底），其中GK104是主打高端型號，GK106佈局中端的型號，而GK107算是補全性質的低端型號了。

　　與GPU核心相互關係的就是我們通常俗稱的顯示卡命名：其中採用GK104核心的顯示卡主要有GeForce GTX 680、GeForce GTX 670、GeForce GTX 670；採用GK106核心的顯示卡主要有GeForce GTX 660、GeForce GTX 650 Ti；採用GK107核心的顯示卡主要包括GeForce GTX 650。

　　從上面的圖表中我們可以看出，採用相同核心的顯示卡又分為不同的型號，不同的型號之間又存在性能差異，那麼這些性能差異又是怎樣產生的呢？答案就在上圖中紅線部分（其它方面暫時略過），顯示卡廠商通過增加或減少，最大加速頻率、CUDA核心數量（流處理器數量）、晶體管數量、紋理單元數量、ROP單元數量、顯存位寬來進一步劃分顯示卡的性能。

　　下面筆者就針對影響顯示卡性能（GPU）主要因素進行個大致的講解——

alfredku · 發表於 2013-1-3 16:56:25

影響GPU性能的關鍵因素解析

　　顯示卡的核心頻率是指顯示核心的工作頻率，其工作頻率在一定程度上可以反映出顯示核心的性能。其中最大加速頻率，可以理解為顯示卡工作時的最高頻率（顯示卡的頻率越高性能就越強）。

　　目前顯示芯片生產廠商只有AMD和NVIDIA兩家，而集成顯示卡市場的則是AMD ( APU )/INTEL的天下。

　　 CUDA核心數量：其實就是流處理數量，只不過N卡有CUDA技術，所以才叫“CUDA核心數量”。要知道流處理器的數量的多少，已經成為了決定顯示卡性能高低的一個很重要的指標，NVIDIA和AMD都在不斷地增加顯示卡的流處理器數量使顯示卡的性能達到跳躍式增長。

　　 晶體管泛指一切以半導體材料為基礎的單一元件，而晶體管數量的多少直接決定著電子元件性能的強弱。

　　目前顯示卡的渲染流程是，通過頂點單元構建模型骨架，紋理單元處理紋理貼圖，像素單元處理光影特效，ROP（光柵）單元負責3D轉2D光柵化輸出。如果以人體來比喻的話，頂點單元就是骨骼，紋理單元就是肌肉和皮膚，ROP（光柵）單元就是人的力氣大小。

　　 顯存位寬是顯存在一個時鐘週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越大，這是顯存的重要參數之一。目前市場上的顯存位寬有128位、192位、256位三種。消費者需要知道是，顯存位寬越高顯示卡性能越好。

　　以上幾點就是影響GPU性能的關鍵要素（顯存位寬除外），除此之外顯示卡芯片的架構、製程工藝對GPU的性能也有一定的影響。

alfredku · 發表於 2013-1-3 17:00:50

影響顯示卡性能的重要因素：顯存

　　 決定顯示卡性能的第一個要素是顯示核心，第二個要素就是顯存。顯存的作用就好比內存，它的強弱對顯示卡性能有著直觀的影響。

　　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提取的渲染數據。提到顯示卡我們就會聯想到內存，其實顯示卡上的顯存同內存的作用基本相似，只不過顯存是用來存儲要處理的圖形信息的。

　　 影響顯存性能的主要因素包括：顯存類型、顯存容量、顯存位寬、顯存帶寬、顯存頻率、讀取速度。

　　顯存類型指的是：顯存的種類，如g DDR3、G DDR3、GDDR5等。

　　顯存容量指的是：我們經常聽到的512MB、1GB、2GB等，需要說明的是顯示卡性能的強弱，和顯存容量沒有直接的關係！只有當顯示卡核心在足夠強的情況下大顯存容量的顯示卡才能發揮出性能優勢，那種“小馬拉大車”顯示卡搭配方式只不過是顯示卡廠商的虛頭！

　　顯存的帶寬指的是：顯示核心與顯存通信的數據寬度，顯存的帶寬越大容納數量的通行量越大。顯存帶寬的計算公式為=顯存位寬×顯存頻率/8

　　顯存頻率是指默認情況下，該顯示存在顯示卡上工作時的頻率，以MHz（兆赫茲）為單位。顯存頻率一定程度上反應著該顯存的速度。顯存頻率隨著顯存的類型、性能的不同而不同(最直觀的表現是GDDR5顯存強於GDDR3顯存)。

　　顯存的讀取速度一般以ns為單位，常見的顯存有6ns、5.5ns、5ns、4ns、3.8ns等。

　　目前主要的顯存生產廠商：美國的Micron（美光）、德國的Infineon（英飛凌）；韓國的SAMSUNG（三星）、HY（現代）等。關於顯存識別的有關知識，感興趣的朋友可以看看同芯片速度相差5倍!識顯存防忽悠秘籍這篇文章。

　　需要注意的是顯卡生產廠商還有虛擬顯存技術（劃撥內存充當顯存），其中AMD叫做HM (ATI Hyper Memory)，NVIDIA叫做TC（Turbo Cache），這兩個技術本是為了解決顯存不足用的，但是卻經常被JS拿來當做產品的噱頭。

　　決定顯存性能的關鍵因素：顯存類型>顯存位寬、顯存帶寬>顯存頻率、讀取速度>顯存容量。

alfredku · 發表於 2013-1-3 17:06:12

間接因素：供電、PC B板、散熱

　　顯示卡的供電系統、PC B板、散熱性能等因素，顯示卡性能的影響處於比較間接的地位。

　　顯示卡供電系統的強弱會，影響到顯示卡的穩定以及超頻性能。總的來說顯示卡供電相數多>供電系相數小、數字供電>模擬供電，同時供電系統的強弱又和所採用的電容、電感、電子元件有著直接關係。

　　關於顯示卡供電系統用料的文章，有興趣的朋友可以讀下這篇文章，一顆頂十顆！顯示卡電容用料全方位解析。

　　顯示卡的PC B板厚度，對顯示卡內部走線、電子芯片的焊接、顯示卡的牢固程度有著重要影響。顯示卡所採用的PCB板厚度主要有6層、8層幾種（當然是越厚越好）。另外需要注意的是顯示卡品質的好壞同PCB的顏色的無關，PCB的顏色只不過是染料劑作用的結果。

　　根據質量守恆原理，顯示卡要工作就要產生能量，至於能量的轉化形式就是“發熱”。因此顯示卡都需要配備散熱系統，顯示卡的散熱系統為顯示卡的穩定工作，提供了必要的保證。

　　主流的顯示卡散熱方式：鋁質散熱片+ 風扇、銅質散熱片+風扇、銅鋁結合散熱片+風扇、熱管+鱗片+風扇、水冷等（散熱性能由低到高）。一些二線廠商製作非公版的做法，通常在公版電路板的基礎上改裝個非公版的散熱器。

　　對顯示卡散熱有興趣的朋友可以延伸下，夏日炎炎需降溫！淺談顯示卡散熱進化史；創意引領新時代！顯示卡散熱器歷史回顧這兩篇文章。

alfredku · 發表於 2013-1-3 17:07:53

影響性能的軟件層：BIOS、驅動

　　顯示卡Bios是與驅動程序之間的控製程序，另外還存有顯示卡的型號、規格、生產廠家及出廠時間等信息。顯示卡性能好的壞除了要有硬件支持，還需要軟件層支持。BIOS的強弱一方面展現上游廠商的研發實力，另一方面也直接影響著顯示卡的性能。

　　在各大顯示卡廠商的官網，我們經常會看到XX家的BIOS更新了XX功能、解決了XX bug、提升XXX性能，這些都是工程師辛勤勞動的結果(那些幾個世紀不更新BIOS的顯卡廠商，他們的產品用戶體驗可想而知？)。在BIOS中用戶可以調節，顯示卡的頻率、核心電壓、風扇轉速等參數，一流的顯示卡廠商都在推出自家的BIOS調節工具（超頻軟件），方便用戶進行超頻。

　　顯示卡的驅動程序即添加到操作系統中的一小塊代碼，其中包含有關硬件設備的信息。有了此信息，計算機就可以與設備進行通信。各個硬件廠商為了保證硬件的兼容性及增強硬件的功能會不斷地升級驅動程序。

　　顯示卡的驅動程序對顯卡性能的發揮也有著不小的影響，例如前不久AMD新發布的催化劑就另旗下的A卡性能提升了15%左右。

alfredku · 發表於 2013-1-3 17:12:18

沒它們不能工作：顯示卡接口

　　顯示卡上面的接口主要有：供電接口、橋接接口、輸出接口、PC IE接口。

　　供電接口為顯示卡提供電力支持，常見的有6PIN、8PIN、8+6PIN，一般高端的顯示卡需要的供電接口多。

　　顯示卡的橋接接口為顯示卡提供交火用。

　　PC IE接口為連接顯示卡與主板的接口，有PC I-E2.O

　　顯示卡的輸出接口，主要有DVI、VGA、HDMI、DP、迷你HMDI/DP幾種，顯示卡的視頻輸出能力與用戶接駁的顯示器數量有關（多屏輸出）。

alfredku · 發表於 2013-1-3 17:13:56

番外：後起的新秀“ 核芯顯示卡 ”

　　“核芯顯示卡”是最近幾年興起的新物種，它是處理器廠商的傑作。處理器廠商憑藉其在處理器製程上的先進工藝以及新的架構設計，將圖形核心（GPU）與處理核心整合在同一塊基板上，構成一顆完整的處理器。

　　目前INTEL的處理器以及AMD的APU都集成了核芯顯示卡，而核芯顯示卡的性能也在逐步提升，目前已經能夠和入門級的獨立顯示卡相媲美（入門級顯示卡有哪些？N卡GT640及其以下、A卡HD7750以下）。因此用戶在裝機的時候，對顯示卡性能要求不是太高的可以，直接購買集成核芯顯示卡的處理器。

顯示卡性能排行（點擊可以放大）

　　另外，用戶在購買顯示卡的時候，需要留意顯示卡的質保時間（2年、3年、5年的都有），顯示卡的新舊程度（看金手指有無把查過的痕跡），顯示卡的型號是否正確（用GPU-Z軟件查看）。

　　在顯示卡的選擇方面，遊戲玩家可以選擇中高端的顯示卡；辦公用戶對顯示卡要不高的選擇核心顯示卡或者入門級產品；專業的作圖、影音處理器用戶請選擇專業的級顯示卡。至於顯示卡的品牌完全可以根據自己的嗜好。

出處：泡泡網