孔笑寒

摘要：顯卡在現(xiàn)代計算機領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛且重要，但其種類繁雜、各類技術(shù)繁多且不易于普通用戶理解。該文通過對個人計算機顯卡的若干關(guān)鍵參數(shù)進行分析，簡要概括出其各自對于普通用戶的意義，從而對普通消費者在顯卡性能的認識與選擇上起到一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：個人計算機；顯卡；參數(shù)；性能

中圖分類號：TP301 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）06-0226-02

1 引言

顯卡，即顯示卡，是個人計算機最基本的組成部分之一，用途是將計算機所需要的顯示信息進行轉(zhuǎn)換，向顯示器提供信號以驅(qū)動其正常顯示，是人機交互所需的重要設(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足正常的顯示那么簡單。高分辨率顯示器的普及、多媒體設(shè)計行業(yè)、電子游戲業(yè)的發(fā)展等都對顯卡提出了更為嚴苛的要求。因此，對于普通消費者來說，其使用的個人計算機所配備的顯卡的性能很大程度地左右了其日常使用當中各類與顯示相關(guān)應(yīng)用的體驗。

但是，也正因顯卡的應(yīng)用種類繁多，制造生產(chǎn)技術(shù)不斷更新迭代，由此產(chǎn)生的各類復(fù)雜的參數(shù)對普通消費者對于顯卡性能的理解和選擇上造成了一定阻礙，使得許多消費者選擇了并不適合自己使用范疇的顯卡從而導(dǎo)致體驗下降。因此，本文針對目前主流的個人計算機顯卡，對其部分關(guān)鍵參數(shù)進行簡單的解釋與分析，從而為普通消費者在對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)。在個人計算機顯卡范疇，通常使用GPU-Z1獲取其關(guān)鍵參數(shù)，但是僅僅通過該軟件給出一些數(shù)字就對顯卡性能進行評判是不合理的。在進入到詳細的數(shù)據(jù)分析前，有一點概念需要注意，即最終決定顯卡性能的是其架構(gòu)與工藝，這和CPU類似，所謂參數(shù)的比較必須基于對等的架構(gòu)與工藝，否則就會失去其意義。同時架構(gòu)和工藝又是在不斷發(fā)展迭代的，同時期也會出現(xiàn)多種流行的架構(gòu)與工藝，其各自對于顯卡的實際應(yīng)用都有不同的實現(xiàn)。因此本文不會深究顯卡的具體實現(xiàn)，下文對于各項顯卡關(guān)鍵參數(shù)的分析也都是基于對等的架構(gòu)與工藝，以確保其客觀性以及足夠的參考價值。

3 顯卡參數(shù)詳解

通常來說，個人計算機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，我們需要先簡單了解一下顯卡最基本的工作原理。概括來說，顯卡所做的工作就是在顯示器上生成圖形與色彩并對其進行渲染。以往這一工作由顯卡的頂點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，再由后者對其進行填色，最后再經(jīng)由像素渲染管線中的紋理單元進行貼圖。而當新的統(tǒng)一渲染架構(gòu)提出之后，頂點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，它同時負責頂點著色和像素著色，避免了負載不均衡的情況發(fā)生。從這里我們不難發(fā)現(xiàn)，流處理器可以說是整個顯卡工作的基礎(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)，常見的規(guī)格如NVDIA2麥克斯韋架構(gòu)一個單元128個流處理器，一塊顯卡則往往配備多個流處理器核心，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，但隨之而來的是發(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，其對顯卡性能的提升作用遠比CPU核數(shù)對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。

通常來說，顯卡的3D圖形處理可以分成四個主要步驟，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責光線和反射運算，兼顧3D圖形的反鋸齒3、分辨率以及煙霧、火焰等物理效果。這些效果對于游戲、大型3D設(shè)計等都是至關(guān)重要的，因此對于此類3D圖形應(yīng)用方面需求較高的消費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核心頻率類似，頻率越高，其性能也越強。與流處理器固定的數(shù)量不同，單個顯卡的頻率是可以進行人為調(diào)控的，即所謂的“超頻”。一般來說，流處理器數(shù)量越多的顯卡，其超頻對于性能的提升更大，但其所帶來的發(fā)熱和功耗問題也更為嚴重。因此，顯卡的核心頻率并非越高越好，其與實際使用的性能關(guān)系中也還需考慮散熱等實際因素。

3.2 顯存

3.2.1 顯存頻率

與計算機內(nèi)存類似，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于顯卡數(shù)據(jù)吞吐的處理性能。顯存的頻率也可以進行人為調(diào)控，且不會產(chǎn)生嚴重的發(fā)熱問題，但是會造成其工作的不穩(wěn)定，同時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，它代表顯存在一個時鐘周期內(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。

3.2.3 顯存容量

顯存之于顯卡的作用與計算機內(nèi)存之于CPU的作用類似，都是作為處理數(shù)據(jù)的高速處理器和存儲數(shù)據(jù)的低速存儲器之間的中速數(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，顯存容量不足時大多顯卡也支持調(diào)用計算機內(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)

通過對若干常見個人計算機顯卡重要參數(shù)的解讀與分析，可以發(fā)現(xiàn)顯卡的性能被其多個部件所影響和制約，其中，流處理器對于顯卡綜合性能、光柵化處理單元對于顯卡3D性能、顯存帶寬對于顯卡圖形數(shù)據(jù)傳輸處理性能的影響最為顯著。因此，消費者在偏重顯卡某一參數(shù)時也應(yīng)適當考慮其應(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：

1.一款由techPowerUp所開發(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，是一家以設(shè)計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面中圖物邊緣出現(xiàn)凹凸鋸齒的技術(shù)。

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