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电脑硬件知识普及之显卡篇(PC端

类别:硬件知识 日期:2017-10-26 23:41:51 人气: 来源:

  显示接口卡(Video card,Graphics card)、显示器配置卡简称为显卡,是个人电脑基本组成部分之一。用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动,并向显示器提供信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人电脑主板的重要元件。对于从事专业图形设计和高端游戏发烧的人来说显卡非常重要。

  民用显卡芯片供应商主要包括AMD(原ATI)和nVIDIA(英伟达)两家。具体的显卡发展史本文就不介绍了

  一种是指主板芯片组集成了显示芯片,使用这种芯片组的主板就可以不需要独显就实现显示功能,满足一般的家庭影音娱乐和办公应用,节省购买独显的开支。集成显卡的主板一般不带有显存,使用系统的一部分内存作为显存,一般可以在主板的BIOS里面调整,具体常见最大不超过256MB。

  一种是指处理器内部集成了显示芯片,即“核显”。一般分为AMD现在的“APU”和英特尔的“核芯显卡”。显存同样从内存分享而来,由于核显性能的飞跃,现在的核显对内存性能的依赖很严重,还会较大程度的影响CPU的性能。

  显卡,简称独显,是指成的板卡存在,需要插在主板的相应接口上的显卡。显卡具备单独的显存,不占用系统内存(但当显存不够用时可以共享内存作为显存),而且技术上领先于集成显卡,能够提供更好的显示效果和运行性能。

  独显由于拥有的一套运行,使得其核心运算有很大的发挥空间,因而性能相对于集成显卡来说有较大的飞跃。不过对于低端入门独显来说,并非一定比集显的性能要好。这个造成的主要原因是核显性能的飞跃。不过,较高性能的核显对应的CPU型号也属于高端,所以低端独显仍然可以存在,用来和低端CPU组合,或者作为JS坑钱的配置。

  GPU全称是Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖,并进行部分原本CPU的工作,尤其是在3D图形处理时。如果说CPU是整个机器的心脏,那么GPU就是整个显卡的心脏。显卡负责的图形处理全部依靠这颗小小的GPU。一般说来,衡量GPU工作能力的参数有两个:流处理器数量和核心工作频率。其他特性:光栅单元(ROPS),L1缓存,核心面积,制造工艺。

  GPU有不同的架构,其包含的参数直接决定了显卡性能的高低。主要参数是流处理器和显存控制器,与GPU代号有关。

  印刷线板(PCB,Printed Circuit Board)主要功能是提供电子元器件之间的相互连接。如果一张显卡连最基本的电都设计不好的话,即使给你再好的电容、显存颗粒等等可能也无法稳定的运行,更别提进一步超频什么的了。所以PCB对显卡来说也常重要的。一般说来,PCB的层数越多,长度越长,容纳的电气元件越多,电越复杂,用料越多,显卡性能越好。

  PCB上主要查看的是用料的高低。可以通过粗略查看电子元件的密度,显卡供电相数来判断同型号显卡的好坏。

  显存,也被叫做帧缓存,它的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。如同计算机的内存一样,显存是用来存储要处理的图形信息的部件。显存的参数有:显存类型,容量,位宽,频率(延迟)。

  从某种意义上讲,显存类型是当下选择显卡需要加大关注的地方。目前最好的显存类型是DR5,等效频率最高,其次是DR3,最后是目前常见的DDR3。注意,DR3和DDR3不是一样的,前者是专属显存,是基于DDR2内存而成,而DDR3是普通的内存,年代比DR3要新,但延迟和频率比不过DR3。之所以DDR3大量应用,是因为成本很低,为了缩减成本,用DDR3不足为奇。

  容量,一般说来,够用足矣,没必要追求显存大。1680*1050分辨率,1G显存;1440*900及其以下,512M就可以;1920*1080,至少1.5G显存。对于某些极端游戏来说,2G显存可能都在1080P下不够用,但普遍游戏来说不会出现问题。

  动态共享显存技术,是将内存划分为显存,以便当显卡显存不够用时临时占用。N卡将此技术成为TC,A卡为HM,这也就是市面上经常听见显卡是TC1024M或者HM1024M的,这时候所谓的显存大小就是共享后显存和共享显存容量之和,买显卡的时候需要注意。

  显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位数越大则瞬间所能传输的数据量越大,这是显存的重要参数之一。位宽是由每个颗粒的位宽和使用数量决定的,比如每个颗粒32bit位宽,使用8颗并联就是256bit位宽了(其实容量也是这样决定的,128M*8=1024M)。位宽的作用就是增大带宽,带宽后面会有解释。

  频率,显存的实际频率,等效频率是两个概念。由于现在显存都基于DDR系列内存,DDR因为能在时钟的上升沿和下降沿都能传送数据,所以比SDR同频效率高了一倍,因而就有了等效频率这一说法。DR3和DDR3都是等效两倍,而DR5是2倍于DR3的数据预取量和DQ并行总线显存的实际速度又快了一倍,等效4倍。这也就是为什么DR5频率很高,只是等效频率高了,实际频率和DR3差不远。

  除容量外,类型、位宽和频率能共同决定一个重要的参数——带宽。显存带宽是指显示芯片与显存之间的数据传输速率,它以字节/秒为单位。

  带宽越大,意味着对GPU数据吞吐的能力越大。举个例子,水管的大小就是带宽,水流就是GPU的数据,水流小没有,大了水管小就会出现瓶颈了。因此,对带宽的要求就是:够用即可。

  显卡散热一般是风冷主动散热,就是在散热片上加装风扇,被动散热指的是没有风扇,依靠自然气流散热。

  被动散热一般鳍片比较宽厚,覆盖面积大,应用于发热比较小的低端显卡(这只是一般说法,也有奇葩旗舰卡用被动散热,其意义并不大)。

  主动散热,散热鳍片一般会有铜管。铜管加快核心向鳍片传热的速度,使得散热鳍片均匀受热,所以理论上铜管直径直径越大,铜管数量越多,散热越好。

  主动散热用到的风扇有两种,普通散热风扇和涡轮风扇。前者一般转速低进风量较小,通常会配多个风扇在高端显卡上;而后者转速较高,进风量较大,一般一个显卡只用一个涡轮,但噪音较大。通常只有公版高端卡才会用涡轮。

  除了风冷外,显卡也可以选择水冷。水冷可以不考虑风道对散热的影响,一般应用于多卡互联平台。至于显卡自己水冷平台的方法和技巧,请到精品区寻找相关的帖子。

  显卡的金手指(connecting finger)是显卡与插槽的连接部件,所有的信号都是通过金手指进行传送的。金手指由众多金的导电触片组成,因其表面镀金而且导电触片排列如手指状,所以称为“金手指”。金手指的形状代表了该显卡的插槽类型,目前显卡都是PCI-E 16X接口的,过去的显卡有AGP和PCI接口的。

  金手指不决定性能高低,但如果该处存在氧化磨损,可能会导致显卡连接问题,造成与主板的通讯受限,该情况下有可能会极大的显卡性能,部分显卡性能问题可能就由此出现。因此,当显卡长时间在外面时,再次使用前用橡皮擦拭一下金手指表面,插槽的灰尘也需清理,显卡和主板之间的通讯正常。

  PCI-E 16X接口对显卡提供了75W供电,能满足中低端显卡需求。但高端显卡供电不够,只能需要电源对其供电,于是就有了供电接口。理论上6PIN接口能提供75W的供电, 8PIN接口提供150W。(不过在实际上他们能提供大于这个数值的供电)

  VGA,就是显卡上输出模拟信号的接口,VGA(Video Graphics Array)接口,也叫D-Sub接口。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,在中低端上显卡很常见。

  DVI,全称为Digital Visual Intece,它是1999年由Silicon Image、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(Digital Display Working Group,数字显示工作组)推出的接口标准。目前的DVI接口分为两种,一个是DVI-D接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。另外一种则是DVI-I接口,可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟信号并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上,而是必须通过一个转换接头才能使用,一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。由于DVI可以转换成其他三种接口,目前中高端都有DVI接口。显示器也普遍采用DVI和显卡对应。

  HDMI,英文全称是“High Definition Multimedia”,中文的意思是高清晰度多接口。应用HDMI的好处是:只需要一条HDMI线,便可以同时传送影音信号,而不像现在需要多条线材来连接;同时,由于无线进行数/模或者模/数转换,能取得更高的音频和视频传输质量。HDMI接口也可以转换成DVI或者VGA接口。目前高端显卡和显示器均用此类型接口,笔记本也有HDMI接口。

  DP, 全称是”DisplayPort”。作为DVI的继任者,DisplayPort将在传输视频信号的同时加入对高清音频信号传输的支持,同时支持更高的分辨率和刷新率。DP拥有很多优势,但目前只是高端显示器的接口,中低端显卡很少能看见此接口。

  对于显示接口,有些显卡并不能做到全面覆盖占有,当显示屏接口和显卡具有的接口出现不匹配时,需要采用转接口来实现。常见的转接口有DVI转VGA,DVI转HDMI,在此需注意某些显卡提供多个DVI接口,并不是所有DVI接口均可以进行转接,具体能否转接请参考相关说明书。

  在台式机上曾经有过A卡和N卡的混合交火,但其效果很差,基本取决于A卡的性能。不同核心的A卡也曾有过混合交火,但其结果也往往是等于高端显卡性能,低端的相当于没有发挥效果。

  目前的混合交火较为有意义的是AMD的核显与其部分独显的交火,其本质还是同架构核心的CFX技术,效率不算很高。

  (3)交火(SLI/CFX)数据线。双卡互联时仅需一条数据线,三卡互联则需要两条数据线或者一个专有的三卡数据线,四卡互联则需要数据线或者一个专有四卡数据线。

  (4)系统支持。XP不支持多SLI/CFX,仅支持双,VISTA以上即可支持多互联技术。

  值得一提的是,多卡SLI/CFX时需要注意主板提供的带宽模式。一般单卡运行在X16模式下,此时的显卡性能几乎不受。而双卡如果不采用第三方PCI-E控制器的线。后者效果较差,因为短板效应严重,带宽不够时就会影响交火效率,双X8则不算很明显。支持3卡以上SLI/CFX的主板一般不会采用X4模式运行,基本不需要担心损失性能问题。为了确保多卡互联技术的效率,查看主板说明书,不支持双X8慎重选择双卡交火。

  有些单卡双芯的的显卡,其工作原理和SLI/CFX是类似的,只是将互联技术集合在单个显卡内,兼容性得到提高,效率也有一定的提升。不过双芯显卡普遍价格高于两个同型号单卡价格,并且双芯卡频率通常会比单卡频率低来减缓对功耗的需求。一般非发烧友不购买此类卡,性价比较低。

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