顯卡基本參數(shù)的相關(guān)知識(shí)
顯卡基本參數(shù)的相關(guān)知識(shí)
顯卡現(xiàn)在已經(jīng)成為了電腦配件中最為重要的部分，特別對(duì)于熱衷游戲的玩家而言，一張性能不錯(cuò)的顯卡更是電腦的必備硬件。而在我們選購(gòu)一張顯卡之時(shí)，往往會(huì)看到許多相關(guān)的顯卡信息，從顯卡參數(shù)上反映出來(lái)，顯卡參數(shù)成為了消費(fèi)者辨別一張顯卡的快捷方式。
但對(duì)于一些剛接觸硬件的朋友來(lái)說(shuō)，看著顯卡多項(xiàng)的參數(shù)卻無(wú)從入手。下面學(xué)習(xí)啦小編就為大家介紹一下具體的顯卡參數(shù)知識(shí)吧，歡迎大家參考和學(xué)習(xí)。
我們常見(jiàn)的顯卡參數(shù)表
為了方便網(wǎng)友區(qū)分，我們將常見(jiàn)的顯卡參數(shù)分為以下三部分：
一、顯示核心(芯片廠商、代號(hào)、型號(hào)、架構(gòu)、頻率)
二、顯存顆粒(封裝、類型、位寬、速度、頻率、容量)
三、PCB板(PCB層數(shù)、接口、供電位、散熱器)
一、顯示核心：
顯示核心
顯示核心就是我們?nèi)粘３Ｕf(shuō)的GPU，它在顯卡中起到的作用，就像電腦整機(jī)中CPU的一樣，而GPU主要負(fù)責(zé)處理視頻信息和3D渲染工作。很大程度上，GPU對(duì)一張顯卡的性能好壞起到?jīng)Q定性的作用。
芯片廠商
我們常見(jiàn)的顯示芯片廠商分別有ATI、nVIDIA、Intel、SIS、Matrox和3D Labs。其中Intel和SIS主要生產(chǎn)集成顯示芯片，而Matrox和3D Labs則主要面向?qū)I(yè)圖形領(lǐng)域。目前主流的獨(dú)立顯卡芯片市場(chǎng)主要被兩大派系占據(jù)，它們分別是ATi和nVIDIA，而由于ATi現(xiàn)在已經(jīng)被AMD收購(gòu)，以后顯卡市場(chǎng)上的爭(zhēng)奪戰(zhàn)，將由AMD-ATi和nVIDIA主演。
芯片代號(hào)
核心代號(hào)就是顯示芯片的開(kāi)發(fā)代號(hào)。制造商在對(duì)顯示芯片設(shè)計(jì)時(shí)，為了方便批量生產(chǎn)、銷售、管理以及驅(qū)動(dòng)程序的統(tǒng)一，對(duì)一個(gè)系列的顯示芯片給出了相應(yīng)的代號(hào)。相同的核心代號(hào)，可以根據(jù)不同的市場(chǎng)定位，再對(duì)核心的架構(gòu)或核心頻率、搭配的顯存顆粒進(jìn)行控制，不同型號(hào)的顯示芯片因而產(chǎn)生，從而可以滿足不同的性能、價(jià)格、市場(chǎng)，起到細(xì)分產(chǎn)品線的目的。
芯片型號(hào)
以芯片型號(hào)細(xì)分芯片代號(hào)這種做法，還可以將當(dāng)初生產(chǎn)出來(lái)，體格較弱的顯卡芯片，通過(guò)屏蔽核心管線或降低顯卡核心頻率等方法，將其處理成完全合格的、較為低端的產(chǎn)品。如nVIDIA的GeForce 7300GT和7600GT為兩個(gè)型號(hào)的顯卡，它們同樣采用了代號(hào)為G73的顯示核心，而為了區(qū)分兩者的級(jí)別，7600GT擁有12條渲染管線和5個(gè)頂點(diǎn)著色器，而7300GT則被縮減至8條渲染管線和4個(gè)頂點(diǎn)著色器。因此，雖然7300GT和7600GT雖然同樣采用了代號(hào)為G73的顯示芯片，但兩者仍然是有區(qū)別的。
核心架構(gòu)：
像素渲染管線
在傳統(tǒng)顯卡的管線架構(gòu)中，我們經(jīng)常說(shuō)道某張顯卡擁有X條渲染管線和X個(gè)頂點(diǎn)著色單元。而像素渲染管線又稱像素渲染流水線，這個(gè)稱呼能夠很生動(dòng)的說(shuō)明像素渲染流水線的工作流程。我們對(duì)于一條流水線定義是“Pixel Shader(像素著色器) TMU(紋理單元) ROP(光柵化引擎，ATI將其稱為Render Back End)。
從功能上簡(jiǎn)單的說(shuō)，Pixel Shader完成像素處理，TMU負(fù)責(zé)紋理渲染，而ROP則負(fù)責(zé)像素的最終輸出，因此 ，一條完整的傳統(tǒng)流水線意味著在一個(gè)時(shí)鐘周期完成1個(gè)Pixel Shader運(yùn)算，輸出1個(gè)紋理和1個(gè)像素。像素渲染單元、紋理單元和ROP的比例通常為1:1:1，但是也不確定，如在ATi的RV580架構(gòu)中，其像素渲染流水線就基于1:3的黃金渲染架構(gòu)，每條像素渲染管線都有著3個(gè)像素著色器，因此一塊X1900XT顯卡中，具有48個(gè)像素渲染單元，16個(gè)TMU(紋理單元)和16個(gè)ROP。
在過(guò)去的顯卡核心體系中，像素渲染管線的數(shù)量是決定顯示芯片性能和檔次的最重要的參數(shù)之一，在相同的顯卡核心頻率下，更多的渲染管線也就意味著更大的像素填充率和紋理填充率，因而我們?cè)谂袛鄡蓮埐煌诵囊?guī)格的顯卡時(shí)，并不能單一只看它的核心/顯存頻率，像素渲染管線亦相當(dāng)重要。
頂點(diǎn)著色引擎數(shù)
我們可以將像素渲染管線理解成為一張3D圖形的上色過(guò)程，而這個(gè)3D圖形的構(gòu)建，則是由頂點(diǎn)著色引擎(Vertex Shader)來(lái)執(zhí)行的。頂點(diǎn)著色引擎主要負(fù)責(zé)描繪圖形，也就是建立幾何模形，每一個(gè)頂點(diǎn)將對(duì)3D圖形的各種數(shù)據(jù)清楚地定義，其中包括每一頂點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)，每一點(diǎn)頂點(diǎn)可能包函的數(shù)據(jù)有顏色、最初的徑路、材質(zhì)、光線特征等。頂點(diǎn)著色引擎數(shù)目越多就能更快的處理更多的幾何圖形，目前許多新的大型3D游戲中，許多獨(dú)立渲染的草叢和樹葉由大量多邊形組成，對(duì)GPU的Vertex Shader(頂點(diǎn)著色器)要求很大，在這個(gè)情況下，更多頂點(diǎn)著色引擎的優(yōu)勢(shì)就被體現(xiàn)出來(lái)。
統(tǒng)一渲染架構(gòu)
這一概念的出現(xiàn)，其初衷就如前面說(shuō)到，在目前許多新的大型3D游戲中，許多獨(dú)立渲染的場(chǎng)景由大量多邊形組成，對(duì)GPU的Vertex Shader(頂點(diǎn)著色器)要求很大，而這時(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)，并不需要太多的像素渲染操作，這樣便會(huì)出現(xiàn)像素渲染單元被閑置，而頂點(diǎn)著色引擎卻處于不堪重荷的狀態(tài)，統(tǒng)一渲染架構(gòu)的出現(xiàn)，有助于降低Shader單元的閑置狀態(tài)，大大提高了GPU的利用率。
所謂統(tǒng)一渲染架構(gòu)，大家可以理解為將Vertex Shader、Pixel Shader以及DirectX 10新引入的Geometry Shader進(jìn)行統(tǒng)一封裝。此時(shí)，顯卡中的GPU將不會(huì)開(kāi)辟獨(dú)立的管線，而是所有的運(yùn)算單元都可以任意處理任何一種Shader運(yùn)算。這使得GPU的利用率更加高，也避免了傳統(tǒng)架構(gòu)中由于資源分配不合理引起的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。這種運(yùn)算單元就是現(xiàn)在我們經(jīng)常提到的統(tǒng)一渲染單元(unified Shader)，大體上說(shuō)，unified Shader的數(shù)目越多，顯卡的3D渲染執(zhí)行能力就越高，因此，現(xiàn)在unified Shader的數(shù)目成為了判斷一張顯卡性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。
核心頻率：
顯示核心的核心頻率在一定程度上反映出核心的運(yùn)行性能，就像CPU的運(yùn)行頻率一樣。我們前邊已經(jīng)說(shuō)過(guò)顯卡在核心架構(gòu)上的差異，而如果在相同核心架構(gòu)的前提下，核心頻率越高的顯卡其運(yùn)行性能就越好，此一說(shuō)法可以針對(duì)于傳統(tǒng)渲染流水線體系的GPU。
而nVIDIA在最新的8系列顯卡中，提出了核心頻率與Shader頻率異步的概念。由于DX10采用了統(tǒng)一渲染架構(gòu)，它將Vertex Shader、Pixel Shader和Geometry Shader進(jìn)行了統(tǒng)一封裝，稱為統(tǒng)一渲染單元(unified Shader)，核心渲染頻率就是這些unified Shader的運(yùn)行頻率，通常核心頻率和Shader頻率的比值為1:2。而在顯示核心中，Unified Shader以外的工作單元，如texture單元和負(fù)責(zé)最終輸出的ROP單元還是受到核心頻率的影響的。
在nVIDIA的DX10顯卡中，除了核心頻率現(xiàn)在還多了Shader頻率
在DX10顯卡中，ATi的Radeon HD 2000系列和NV的8系列不同，ATi依然沿用了核心頻率同步的工作方式，因此Radeon HD 2000系列核心頻率的高低，對(duì)一張顯卡3D性能仍然起到了至關(guān)重要的作用。
3D API
API是Application Programming Interface的縮寫，是應(yīng)用程序接口的意思，而3D API則是指顯卡與應(yīng)用程序直接的接口。3D API實(shí)際顯卡與軟件直接的接口，程序員只需要編寫符合接口的程序代碼，就可以充分發(fā)揮顯卡的不必再去了解硬件的具體性能和參數(shù)，這樣就大大簡(jiǎn)化了程序開(kāi)發(fā)的效率。
目前主要應(yīng)用的3D API有：DirectX和OpenGL。
RAMDAC頻率和支持最大分辨率
RAMDAC(Random Access Memory Digital-to-Analog Converter 隨機(jī)數(shù)模轉(zhuǎn)換記憶體)。它的作用是將接收到的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模擬信號(hào)。
RAMDAC的轉(zhuǎn)換速率以MHz表示，它決定了刷新頻率的高低。其工作速度越高，，高分辨率時(shí)的畫面質(zhì)量越好。該數(shù)值決定了在足夠的顯存下，顯卡最高支持的分辨率和刷新率。如果要在1024×768的分辨率下達(dá)到85Hz的刷新率，RAMDAC的速率至少是1024×768×85×1.344(折算系數(shù))÷106≈90MHz。目前主流的顯卡RAMDAC都能達(dá)到350MHz和400MHz，已足以滿足和超過(guò)目前大多數(shù)顯示器所能提供的分辨率和刷新率。
二、顯存顆粒
如果說(shuō)顯卡的GPU就像電腦的CPU一樣，那么顯存扮演的，則是電腦中內(nèi)存的角色，我們現(xiàn)在來(lái)講解顯存顆粒的常見(jiàn)參數(shù)。
顯存封裝
顯存封裝是指顯存顆粒采用的封裝技術(shù)類型，封裝的目的就是避免顯存芯片與空氣中的雜質(zhì)和具有腐蝕性的氣體接觸，防止外界對(duì)芯片的損害，進(jìn)而造成顯存性能的下降。不同的封裝技術(shù)在制造工序和工藝方面差異很大，封裝后對(duì)顯存芯片自身性能的發(fā)揮也起到至關(guān)重要的作用。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在常見(jiàn)的封裝類型有TSOP(Thin Small Out-Line Package) 薄型小尺寸封裝和MicroBGA (Micro Ball Grid Array) 微型球閘陣列封裝、又稱FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array)。
其中TSOP封裝類型的顯存，其特征為有這類封裝類型的顯存顆粒，有兩側(cè)的腳針裸露在外，而形狀一般呈長(zhǎng)方形。TSOP封裝現(xiàn)在的制造工藝比較成熟，可靠性也比較高。同時(shí)這類封裝顯存具有成品率高、價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)。
TSOP封裝類型
對(duì)比TSOP封裝的顯存產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，mBGA封裝類型的顯存在功耗方面有所增加，但其采用的可控塌陷芯片焊接方法使得產(chǎn)品有著更佳的電氣性能。同時(shí)由于這類顯存在厚度和重量上都比TSOP封裝有所改善，因此產(chǎn)品的產(chǎn)品的附加參數(shù)減少 、信號(hào)傳輸延遲也更小，產(chǎn)品的工作頻率及超頻性能都有了顯著的提高。而mBGA/FBGA封裝的特征為看不到針腳，形狀亦沒(méi)有TSOP封裝類型那么長(zhǎng)。目前，我們見(jiàn)到的顯存顆粒都是使用這種mBGA的封裝類型。
使用mBGA封裝的GDDR3顯存顆粒
顯存位寬
顯存位寬是顯存在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)所能傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)，位數(shù)越大則瞬間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大。常見(jiàn)的顯存位寬有64bit，128bit，256bit，320bit和512bit，從顯存位寬上我們也可以判斷一張顯卡的級(jí)別，通常來(lái)說(shuō)，顯存位寬越高的顯卡級(jí)別越高。而一張顯卡的顯存位寬，一般是由顯卡核心的顯存位寬控制器決定的，因此就算搭配了8顆16M*32bit的GDDR3顯存顆粒的GeForce 8600GTS顯卡，其顯存位寬也僅是128bit，這是因?yàn)镚eForce 8600GTS的核心已經(jīng)規(guī)定了顯存位寬的規(guī)格為128bit。
顯存容量
顯存容量很好理解了吧?顯存容量越大，所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就越多。而在這里，需要指出的是，并不是所有的顯卡，顯存容量越大就越好，現(xiàn)在有許多中低端顯卡，如GeForce 8500GT、GeForce 7300GT都配備了512MB的顯存容量，其實(shí)這對(duì)中低端顯卡的性能是沒(méi)有任何影響的。打一個(gè)簡(jiǎn)單的比喻，你拿一個(gè)水缸到一個(gè)湖里打水，你打到多少的水不取決于這個(gè)湖的水量有多大，而是取決于你的水缸有多大。
顯存速度
我們常見(jiàn)的顯卡參數(shù)中，還可以看見(jiàn)如DDR3:1.4ns這類參數(shù)，這里的DDR3表示的則是顯存類型，而后面的1.4ns表示的則為顯存速度，顯存速度一般以ns(納秒)為單位，越小表示顯存的速度越快，顯存的性能越好?，F(xiàn)在常見(jiàn)的顯存類型中，GDDR2顯存速度由4.0ns~2.0ns，GDDR3顯存速度由2.0ns~0.8ns，而目前最新的GDDR4技術(shù)，顯存速度則由0.9ns開(kāi)始起跳。
顯存頻率
顯存頻率亦為最常見(jiàn)的顯卡參數(shù)之一，它一定程度上反應(yīng)著該顯存的速度，以MHz(兆赫茲)為單位。DDR顯存的理論工作頻率計(jì)算公式是：顯存理論工作頻率(MHz)=1000/顯存速度*2。
三、PCB板
PCB是Printed Circuit Block(印制電路板)的縮寫。就是顯卡的載體，所有的顯卡元件都被焊在PCB板上，因此PCB板的好壞，直接決定了顯卡電氣性能的好壞和穩(wěn)定。
PCB層數(shù)
PCB的一般可分為信號(hào)層(Signal)，電源層(Power)或是地線層(Ground)。每一層PCB版上的電路是相互獨(dú)立的。目前最為常見(jiàn)的PCB板一般都是采用4層、6層的8層板路設(shè)計(jì)，總的來(lái)說(shuō)，PCB板層數(shù)越多，顯卡的電氣性越佳，顯卡的性能、體質(zhì)也越好，而價(jià)格成本也更為昂貴。由于PCB板的層數(shù)我們很難用肉眼來(lái)判斷，因此一般都要依靠顯卡廠商提供的信息，較為可靠的信息來(lái)源為帶有編號(hào)的公版PCB板。如nVIDIA的Model P403/P402/P401則分別為4層、6層、8層PCB板。
顯卡接口
目前AGP顯卡接口基本已經(jīng)被淘汰，而直至目前的DX10顯卡，還只是AMD-ATi通過(guò)橋接芯片，將旗下的DX10顯卡推出AGP接口的版本，目前最為主流的是PCI-Express X16接口，而最新的顯卡接口為PCI-Epress2.0，支持這個(gè)規(guī)范的顯卡亦已經(jīng)在醞釀中。
輸出接口
現(xiàn)在最為常見(jiàn)的視頻輸出接口有VGA(Video Graphics Array) 視頻圖形陣列接口，DVI (Digital Visual Interface) 數(shù)字視頻接口，S-VIDEO(Separate Video) 二分量視頻接口，HDMI(High Definition Multimedia Interface)高清晰多媒體接口。
VGA接口的作用是將模擬信號(hào)輸出到CRT或者LCD顯示器中，是目前主流的輸出接口之一。
DVI接口的視頻信號(hào)無(wú)需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，信號(hào)無(wú)衰減或失真，是目前主流的輸出接口之一。
S-VIDEO一般采用五線接頭，它是用來(lái)將亮度和色度分離輸出的設(shè)備，主要功能是為了克服視頻節(jié)目復(fù)合輸出時(shí)的亮度跟色度的互相干擾。
HDMI是基于DVI(Digital Visual Interface)制定的，可以看作是DVI的強(qiáng)化與延伸，兩者可以兼容。HDMI可以看作是強(qiáng)化的DVI接口和多聲道音頻的結(jié)合。
顯卡供電位
由于目前顯卡的頻率越來(lái)越高，對(duì)顯卡的電壓供電要求也越來(lái)越高，因此現(xiàn)在常見(jiàn)的多為核心/顯存分開(kāi)獨(dú)立供電的設(shè)計(jì)。而有些高端或運(yùn)行頻率較高的顯卡，核心更是采用了兩相或多相供電的設(shè)計(jì)，每相供電分別由電容元件+MOS管+電感組成。而由于PCI-Express X16接口目前所能提供最大的功率為71W左右，因此不少高端顯卡還需要外接4Pin或6Pin電源來(lái)維持供電，在ATi的頂級(jí)顯卡Radeon HD 2900XT中，更是提供了6pin 8pin的外接電源接口，功耗非常之大。
散熱裝置
顯卡散熱裝置的好壞也能影響到一張顯卡的運(yùn)行穩(wěn)定性，目前高端的顯卡大多采用了渦輪式風(fēng)冷散熱系統(tǒng)，配合熱管或銅底來(lái)進(jìn)行散熱。
常見(jiàn)的散熱裝置有風(fēng)冷散熱、被動(dòng)式散熱和水冷散熱。風(fēng)冷散熱既在散熱片上加裝了風(fēng)扇，幫助顯卡提高散熱效能，目前采用最廣泛的就是這種散熱方式;被動(dòng)式散熱則是在顯卡核心上安裝鋁合金或銅合金，通過(guò)被動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行散熱，這類散熱系統(tǒng)由于沒(méi)有多余的噪音產(chǎn)生，因此大量被應(yīng)用到高清顯卡中;液冷散熱則是通過(guò)熱管液體把GPU和水泵相連，一般在頂級(jí)顯卡中采用，如我們見(jiàn)到的麗臺(tái) 8800Ultra液冷版。
頂級(jí)顯卡用到的液冷散熱裝置