那些与显卡有关的事

龙飞 · 发表于 2024-1-13 15:57:59

本文目录：
1显卡名词
2.显卡分类
3.显示核心
4.显卡PCB
5.显存
6.显卡散热
7.显卡金手指
8.显卡供电接口
9.显示接口
10.多卡互联技术

1.显卡名词解释
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。

2.显卡分类
显卡按照存在位置分为集成显卡和独立显卡两大类。

集成显卡：
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。
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。因此，对于较高端的CPU以及对游戏需求较多的用户来说，不推荐采用核显方案。

笔记本中，厂商普遍采用核显+独显联立的方案，核显输出视频信号以及轻负载渲染，独显在必要时开启进行工作。这样就造成无法强制关闭核显，有些场景下由于双显卡优化问题仅能使用核显，导致性能的损失。

独立显卡：
独立显卡，简称独显，是指成独立的板卡存在，需要插在主板的相应接口上的显卡。独立显卡具备单独的显存，不占用系统内存（但当独立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。
独显由于拥有独立的一套运行环境，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。图片
其实显卡是一个小主机的缩影，并不像CPU那样高度集成，而是包含了很多组件。

3.显示核心（GPU）

GPU全称是Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。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。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。

显卡PCB
印刷线路板（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路都设计不好的话，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。一般说来，PCB的层数越多，长度越长，容纳的电气元件越多，电路越复杂，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
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GDDR5，等效频率最高，其次是GDDR3，最后是目前常见的DDR3。

注意，GDDR3和DDR3不是一样的，前者是专属显存，是基于DDR2内存改造而成，而DDR3是普通的内存，年代比GDDR3要新，但延迟和频率比不过GDDR3。

容量：
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，以便当显卡独立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独立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：
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。

显存频率：
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系列内存改造，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。GDDR3和DDR3都是等效两倍，而GDDR5是2倍于GDDR3的数据预取量和DQ并行总线，使GDDR5显存的实际速度又快了一倍，等效4倍。这也就是为什么GDDR5频率很高，只是等效频率高了，实际频率和GDDR3差不远。

带宽：
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。

显存带宽=等效频率×显存位宽/8

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，水流小没有限制，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。

散热
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。
散热的好坏可以通过看散热面积大小，铜管直径和数量，风扇类型和数量来得到。
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

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。

金手指
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。金手指由众多金黄色的导电触片组成，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限制显卡性能，部分显卡性能问题可能就由此出现。

供电接口

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，只能需要电源对其独立供电，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）
需要注意的是，供电上限不代表该卡实际功耗上限，一般显卡功耗上限远比接口供电上限要小。

显示接口

显示接口是指显卡与显示器、电视机等图像输出设备连接的接口。下面介绍目前常见的显示四个接口。
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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 Interface，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媒体接口。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。

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。

多卡互联技术

SLI和CrossFire分别是Nvidia和AMD（ATI）两家的双卡或多卡互连工作组模式。
组建SLI和Crossfire，需要几个方面：
（1）需要2个或以上的显卡，不要求必须是相同核心，混合CFX/SLI可以用于不同核心显卡。
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。
（2）需要主板支持，SLI授权已开放，支持SLI的主板有NV自家的主板和Intel的主板，一般来说，一个主板含有两个PCI-E插槽时均可支持CFX技术（具体核实请参照说明书），而支持SLI技术则需要额外说明。
（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，四卡互联则需要三条数据线或者一个专有四卡数据线。
（4）系统支持。XP不支持多路SLI/CFX，仅支持双路，VISTA以上即可支持多路互联技术。
（5）驱动支持。目前的新驱动均可支持多路互联技术，不过需要在驱动控制面板中确认开启。

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限制。而双卡如果不采用第三方PCI-E控制器的话，很难做到双X16模式，一般为双X8或者X16+X4。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，建议查看主板说明书，不支持双X8建议慎重选择双卡交火。

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