個(gè)人計(jì)算機(jī)顯卡參數(shù)意義淺析

孔笑寒

摘要：顯卡在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛且重要，但其種類(lèi)繁雜、各類(lèi)技術(shù)繁多且不易于普通用戶(hù)理解。該文通過(guò)對(duì)個(gè)人計(jì)算機(jī)顯卡的若干關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析，簡(jiǎn)要概括出其各自對(duì)于普通用戶(hù)的意義，從而對(duì)普通消費(fèi)者在顯卡性能的認(rèn)識(shí)與選擇上起到一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：個(gè)人計(jì)算機(jī)；顯卡；參數(shù)；性能

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）06-0226-02

1 引言

顯卡，即顯示卡，是個(gè)人計(jì)算機(jī)最基本的組成部分之一，用途是將計(jì)算機(jī)所需要的顯示信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，向顯示器提供信號(hào)以驅(qū)動(dòng)其正常顯示，是人機(jī)交互所需的重要設(shè)備之一。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，顯卡的作用也不再僅僅是滿(mǎn)足正常的顯示那么簡(jiǎn)單。高分辨率顯示器的普及、多媒體設(shè)計(jì)行業(yè)、電子游戲業(yè)的發(fā)展等都對(duì)顯卡提出了更為嚴(yán)苛的要求。因此，對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，其使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)所配備的顯卡的性能很大程度地左右了其日常使用當(dāng)中各類(lèi)與顯示相關(guān)應(yīng)用的體驗(yàn)。

但是，也正因顯卡的應(yīng)用種類(lèi)繁多，制造生產(chǎn)技術(shù)不斷更新迭代，由此產(chǎn)生的各類(lèi)復(fù)雜的參數(shù)對(duì)普通消費(fèi)者對(duì)于顯卡性能的理解和選擇上造成了一定阻礙，使得許多消費(fèi)者選擇了并不適合自己使用范疇的顯卡從而導(dǎo)致體驗(yàn)下降。因此，本文針對(duì)目前主流的個(gè)人計(jì)算機(jī)顯卡，對(duì)其部分關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的解釋與分析，從而為普通消費(fèi)者在對(duì)于顯卡性能的理解和選擇上提供一定的參考。

2 顯卡參數(shù)背景

參數(shù)，顧名思義就是能夠給人的理解與應(yīng)用提供參考的數(shù)據(jù)。在個(gè)人計(jì)算機(jī)顯卡范疇，通常使用GPU-Z1獲取其關(guān)鍵參數(shù)，但是僅僅通過(guò)該軟件給出一些數(shù)字就對(duì)顯卡性能進(jìn)行評(píng)判是不合理的。在進(jìn)入到詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析前，有一點(diǎn)概念需要注意，即最終決定顯卡性能的是其架構(gòu)與工藝，這和CPU類(lèi)似，所謂參數(shù)的比較必須基于對(duì)等的架構(gòu)與工藝，否則就會(huì)失去其意義。同時(shí)架構(gòu)和工藝又是在不斷發(fā)展迭代的，同時(shí)期也會(huì)出現(xiàn)多種流行的架構(gòu)與工藝，其各自對(duì)于顯卡的實(shí)際應(yīng)用都有不同的實(shí)現(xiàn)。因此本文不會(huì)深究顯卡的具體實(shí)現(xiàn)，下文對(duì)于各項(xiàng)顯卡關(guān)鍵參數(shù)的分析也都是基于對(duì)等的架構(gòu)與工藝，以確保其客觀性以及足夠的參考價(jià)值。

3 顯卡參數(shù)詳解

通常來(lái)說(shuō)，個(gè)人計(jì)算機(jī)顯卡的性能主要由顯示芯片及顯存兩大部分決定。

3.1 顯示芯片

3.1.1 流處理器數(shù)量

流處理器是顯示芯片最重要的組成部分，提到流處理器，我們需要先簡(jiǎn)單了解一下顯卡最基本的工作原理。概括來(lái)說(shuō)，顯卡所做的工作就是在顯示器上生成圖形與色彩并對(duì)其進(jìn)行渲染。以往這一工作由顯卡的頂點(diǎn)著色器和像素著色器分工完成，前者生成基礎(chǔ)的幾何圖形骨架，再由后者對(duì)其進(jìn)行填色，最后再經(jīng)由像素渲染管線中的紋理單元進(jìn)行貼圖。而當(dāng)新的統(tǒng)一渲染架構(gòu)提出之后，頂點(diǎn)著色器和像素著色器被合二為一，成為了現(xiàn)在的流處理器，它同時(shí)負(fù)責(zé)頂點(diǎn)著色和像素著色，避免了負(fù)載不均衡的情況發(fā)生。從這里我們不難發(fā)現(xiàn)，流處理器可以說(shuō)是整個(gè)顯卡工作的基礎(chǔ)，一塊顯卡所配備流處理器的情況直接決定了其整體的圖形處理性能。

流處理器一般被成組封裝在流處理器單元內(nèi)，常見(jiàn)的規(guī)格如NVDIA2麥克斯韋架構(gòu)一個(gè)單元128個(gè)流處理器，一塊顯卡則往往配備多個(gè)流處理器核心，因此顯卡的流處理器數(shù)量一般是成組提高的。我們知道，流處理器是顯卡工作的重要基礎(chǔ)單元，因此，流處理器數(shù)量更多的顯卡其性能也更強(qiáng)，但隨之而來(lái)的是發(fā)熱與功耗的升高，這與CPU的核數(shù)具有一定的相似性，但由于其特殊的工作特性，其對(duì)顯卡性能的提升作用遠(yuǎn)比CPU核數(shù)對(duì)CPU性能的提升要大。

3.1.2 光柵化處理單元數(shù)量

流處理器數(shù)量決定了顯卡的整體顯示性能，而光柵化處理單元的數(shù)量則很大程度上決定了顯卡的3D圖形處理性能。

通常來(lái)說(shuō)，顯卡的3D圖形處理可以分成四個(gè)主要步驟，即幾何處理、設(shè)置、紋理和光柵處理，其中光柵處理單元主要負(fù)責(zé)光線和反射運(yùn)算，兼顧3D圖形的反鋸齒3、分辨率以及煙霧、火焰等物理效果。這些效果對(duì)于游戲、大型3D設(shè)計(jì)等都是至關(guān)重要的，因此對(duì)于此類(lèi)3D圖形應(yīng)用方面需求較高的消費(fèi)者則需要選擇光柵化處理單元數(shù)量更多的顯卡。

3.1.3 核心頻率

顯卡的核心頻率一般指流處理器單元的工作頻率，與CPU核心頻率類(lèi)似，頻率越高，其性能也越強(qiáng)。與流處理器固定的數(shù)量不同，單個(gè)顯卡的頻率是可以進(jìn)行人為調(diào)控的，即所謂的“超頻”。一般來(lái)說(shuō)，流處理器數(shù)量越多的顯卡，其超頻對(duì)于性能的提升更大，但其所帶來(lái)的發(fā)熱和功耗問(wèn)題也更為嚴(yán)重。因此，顯卡的核心頻率并非越高越好，其與實(shí)際使用的性能關(guān)系中也還需考慮散熱等實(shí)際因素。

3.2 顯存

3.2.1 顯存頻率

與計(jì)算機(jī)內(nèi)存類(lèi)似，顯卡的顯存也工作在一定頻率下，其頻率的高低也直接決定了其對(duì)于顯卡數(shù)據(jù)吞吐的處理性能。顯存的頻率也可以進(jìn)行人為調(diào)控，且不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題，但是會(huì)造成其工作的不穩(wěn)定，同時(shí)顯存的性能也存在其他的約束條件，這是單純提高顯存頻率所無(wú)法解決的。

3.2.2 顯存位寬

上文所提到的顯存性能的其他約束條件之一就是顯存位寬，它代表顯存在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)所能傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)。因此顯存最終的數(shù)據(jù)吞吐能力，即顯存帶寬，是由顯存位寬和顯存頻率所共同決定的。顯存帶寬大的顯卡在顯示數(shù)據(jù)的輸出，如高分辨率支持等方面更具優(yōu)勢(shì)。

3.2.3 顯存容量

顯存之于顯卡的作用與計(jì)算機(jī)內(nèi)存之于CPU的作用類(lèi)似，都是作為處理數(shù)據(jù)的高速處理器和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的低速存儲(chǔ)器之間的中速數(shù)據(jù)交換媒介。前文提到顯存帶寬決定了顯存的實(shí)際數(shù)據(jù)吞吐能力，而顯存容量則決定的是顯存能處理的最大數(shù)據(jù)量。更大的顯存有助于顯卡高速處理更多的硬盤(pán)數(shù)據(jù)，如紋理貼圖等，但在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，顯存容量不足時(shí)大多顯卡也支持調(diào)用計(jì)算機(jī)內(nèi)存，因此顯存容量的重要性明顯要低于顯存帶寬。

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)若干常見(jiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)顯卡重要參數(shù)的解讀與分析，可以發(fā)現(xiàn)顯卡的性能被其多個(gè)部件所影響和制約，其中，流處理器對(duì)于顯卡綜合性能、光柵化處理單元對(duì)于顯卡3D性能、顯存帶寬對(duì)于顯卡圖形數(shù)據(jù)傳輸處理性能的影響最為顯著。因此，消費(fèi)者在偏重顯卡某一參數(shù)時(shí)也應(yīng)適當(dāng)考慮其應(yīng)用領(lǐng)域及其與其他部件之間的影響與制約關(guān)系，才能最大程度地發(fā)揮顯卡本身的作用。

注釋?zhuān)?/p>

1.一款由techPowerUp所開(kāi)發(fā)的基于微軟Windows操作系統(tǒng)的可偵察顯卡信息的軟件。

2.即英偉達(dá)，是一家以設(shè)計(jì)圖形處理器為主的半導(dǎo)體公司，創(chuàng)立于1993年1月。

3.一種消除顯示器輸出的畫(huà)面中圖物邊緣出現(xiàn)凹凸鋸齒的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 羽飛. 深入剖析電腦硬件技術(shù)——顯卡篇[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù)（經(jīng)驗(yàn)技巧），2007（7）：52-56.

[2] 主流顯卡明明白白主流顯卡綜合測(cè)試[J]. 電腦迷，2010（4）：19-23.

[3] 斯佳麗，laoshu. 繽紛色彩競(jìng)妖嬈——顯卡綜述[J]. 電腦愛(ài)好者，2004（9）：75-79.

[4] 維基百科. 顯示卡[DB/OL]. （2015-10-14）.[2016-1-21].https：//zh.wikipedia.org/wiki.

[5] 唐磊. 大忽悠JS將失效顯卡帝詳解顯卡全參數(shù)[EB/OL]. （2011-05-04）.[2016-1-21].http：//vga.zol.com.cn/227/2278852_all.html.