显卡,是包括 显示核心GPU、显存(显示内存)、外围电路、输出接口的一个整体,有点像一个更小的电脑系统,只不过显卡是专门用于做图形运算或通用加速的。
显卡上的GPU就相当于电脑中的CPU。
显卡上的显存就相当于电脑中的内存。
显卡的外围电路以及整个PCB板就相当于电脑中的主板。
即每秒钟显示芯片/卡能在显示器上画出的点的数量。
像素填充率 的最大值为3D时钟乘以渲染途径的数量。如 NVIDIA 的GeForce 2 GTS芯片, 核心频率 为200 MHz,4条渲染管道,每条渲染管道包含2个纹理单元。那么它的填充率就为4x2像素x2亿/秒=16亿像素/秒。
像素填充率是指图形处理单元在每秒内所渲染的像素数量,单位是MPixel/S(每秒百万像素),或者GPixel/S(每秒十亿像素),是用来度量当前显卡的像素处理性能的最常用指标。显卡的 渲染管线 是显示核心的重要组成部分,是显示核心中负责给图形配上颜色的一组专门通道。渲染管线越多,每组管线工作的频率(一般就是显卡的核心频率)越高,那么所绘出的显卡的填充率就越高,显卡的性能就越高,因此可以从显卡的象素填充率上大致判断出显卡的性能。
一般情况下,显卡的像素填充率等于显示核心的渲染管线数量乘以核心频率。这里的像素填充率显然是理论最大值,实际效果还要受管线执行效率的影响。另外显卡的性能还要受核心架构、顶点数量、 显存带宽 的影响。例如较高的填充率渲染像素需要消耗大量的存储带宽来支持,因此如果显卡的显存带宽跟不上,显卡的像素填充率也会受影响。不过对大多数显卡而言,设计时总会让像素填充率、顶点生成率、显存带宽等几个显卡的重要指标大致匹配,因此从像素填充率可以大致反映出显卡的性能。
像素填充率的最大值为3D时钟乘以渲染途径的数量。如 NVIDIA 的GeForce 2 GTS芯片,核心频率为200 MHz,4条渲染管道,每条渲染管道包含2个纹理单元。那么它的填充率就为4x2像素x2亿/秒=16亿像素/秒。这里的像素组成了我们在显示屏上看到的画面,在800x600分辨率下一共就800x600=480,000个像素,以此类推1024x768 分辨率 就有1024x768=786,432个像素。我们在玩游戏和用一些图形软件常设置分辨率,当分辨率越高时显示芯片就会渲染更多的像素,因此填充率的大小对衡量一块显卡的性能有重要的意义。刚才我们计算了GTS的填充率为16亿像素/秒,下面我们看看MX200。它的标准核心频率为175,渲染管道只有2条,那么它的填充率为2x2 像素x1.75亿/秒=7亿像素/秒,这是它比GTS的性能相差一半的一个重要原因。
对于游戏玩家来说,图形性能非常重要,显卡的重要程度甚至超过了CPU。这也导致了很多游戏玩家的配置预算中,显卡占去了很大一部分,有时玩家的显卡价格甚至超过了CPU价格的一倍。由此可见,图形性能对于游戏玩家的重要程度。
无论是 DirectX9 时代的渲染管线、顶点单元,还是DirectX10时代的统一渲染单元,像素填充率都是一款显卡图形性能最重要的衡量指标之一。
简单的说,一款显卡的性能由“像素填充率”和“显存带宽”两个部分构成。“像素填充率”衡量的是显卡的图形运算能力,“显存带宽”衡量的是显卡的数据传输能力。
像素填充率的公式是:像素填充率=渲染管线数量×核心频率
2)像素填充率的计算公式
上面这个公式是DirectX9显卡的像素填充率计算方法, DirectX10 显卡的像素填充率计算公式为:
像素填充率=SP数量×核心频率÷2÷1000单位:MPixel/S(每秒百万像素),或者GPixel/S(每秒十亿像素)
按照DirectX10显卡的像素填充率公式,可以算出当今DirectX10显卡的像素填充率都是多少。
这个表格是各显卡的像素填充率理论值,实际显卡的频率都和公版频率有出入,不能直接套用。而且决定一款显卡图形性能的还有其他因素,显存规格、纹理填充率等等。
在DirectX11来临的大趋势下,全新的Directx11显卡也降临于世,由于Directx11添加了对Tessellation(镶嵌)技术的支持使得显卡结构发生巨变,也使得像素填充率的计算公式又增加了,即像素填充率=核心频率X光栅单元数量/1000。单位:GPixel/S或billion/sec(每秒十亿像素)。
综合来说,NVIDIA显卡的特点是SP数量较多、SP频率较高,而且NVIDIA显卡的纹理单元普遍比AMD显卡的纹理单元多了一倍,9800GX2比HD3870X2的纹理单元更是多了3倍,因此这个像素填充率排名只是衡量指标之一而已。
9800GX2的像素填充率高于HD3870X2,这可以解释9800GX2略占优势的原因,但9800GX2和HD3870X2的显存规格基本相当,可以说是显存规格限制了它们的差距进一步拉大。但从市场的角度来说,9800GX2的价格是HD3870X2的1.6倍,9800GX2的性价比反而较低。
9800GTX、8800GTS、8800GT的像素填充率都明显高于HD3870,甚至
8800GS
的像素填充率也高于HD3870,但8800GS的显存规格很弱,这使得HD3870的实际性能要高于8800GS。9600GT的像素填充率虽然较低,但9600GT的显存规格很高,这使得9600GT的性能和HD3870非常接近。
8600GT的像素填充率虽然高于HD3650,但市场上499元的8600GT的频率普遍都比较低,甚至只有450MHz,如此的话8600GT的实际填充率就降到了7.2 GPixel/S,明显低于HD3650。
像素填充率由显示核心的规格决定,也就是显示核心的运算能力,但要把GPU的运算能力全部发挥出来,还需要良好的传输通道,也就是搭配合理、不至于形成瓶颈的显存规格来决定,最重要的衡量指标就是显存带宽。
显存带宽的计算公式:显存带宽=显存频率×显存位宽÷8
影响显存带宽的因素是显存位宽和显存频率,显存容量的价值体现在容纳运算数据的容量上,最典型的体现就是高频率、低显存容量的显卡在低分辨率时会优于低频率、高显存容量的显卡。显存频率越高越好,显存容量越大越好,但毕竟有个限度,它们的最佳搭配是:显存容量=显存位宽×2
显存带宽由显存位宽决定,显存位宽由显存颗粒决定。一般的显存颗粒封装模式有3种:TSOP、QFP和BGA。其中TSOP和QFP的封装模式是每颗显存颗粒都是32bit位宽,BGA封装的显存颗粒都是16bit位宽。如果是4颗TSOP封装显存颗粒,那么显存位宽就是4×32bit=128bit,如果是4颗BGA封装显存颗粒的话就只有4×16bit=64bit了。
不言而喻,BGA封装的显存颗粒比较便宜一些。
显存带宽要跟的上GPU的运算能力,如此才能保持快速车道的畅通,显卡的实际性能才能发挥至最大。如果像素填充率高、而显存带宽低的话,那么显卡的实际性能会被显存带宽所拖累,最典型的例子就是HD3690,像素填充率和HD3850相当,但显存带宽只有HD3850的一半,实际性能自然是天差地远。
相对来说,NVIDIA显卡的显存频率较高,
AMD
显卡的显存频率较低,这主要是由于各自的像素填充率导致的。AMD显卡的显存带宽和像素填充率的比例大体接近2:1,而9800GX2、9800GTX、
8800GTS
、
8800GT
和
8800GS
的这个比例却低于2:1,因此NVIDIA在高端显卡的显存频率上要求很高。
显存是显卡的一部分,正如内存是电脑的一部分一样。
显存主要是用于保存显示数据,进行各种 3D图形运算时的一些纹理贴图、3D模型等素材,还有保存一些GPU运算出来的临时数据等等,以及最终要显示到屏幕上的最终 光栅化数据。
如今商家的宣传有很大误导倾向,会让很多人认为显存越大的显卡性能越强,实际上完全不是这么回事。
就像电脑一样,内存大小只是影响性能的一个因素而已,更重要的往往是CPU。
显卡也是一样,更重要的是 显示核心,也就是GPU的类型,显存是其次。
比如,1G显存的HD4570性能还不到256M显存的9600M GT的一半,就是因为GPU差距太大了。
如今笔记本常见的GPU类型有:
NV的:GT445M、GT425M、GT335M、GT420M、GT330M、GT325M、 GT240M等,性能从高到低,更弱的因为不适合游戏我没再写了。
AMD的:HD5730、HD5650、HD4650等。
然后是显存,显存也有很多参数,显存大小其实反倒是相对次要的因素,显存的速度(频率和位宽)才是最重要的,而显存大小,对于笔记本那么小分辨率的屏幕来说,一般512M就足够了,更大的 显存容量只是 噱头,浪费而已(除非你整天把笔记本外接在 高清显示器上面玩游戏,那样的话1G或更高的显存才有意义)。
你如果想流畅运行剑网3和 使命召唤系列,采用上述我写出来的GPU的显卡,搭配较高速的显存(128bit或以上位宽,DDR3或以上 显存类型),大小能有512M就足够了。
一定要注意,GPU类型最重要, 显存速度其次,显存大小再次。
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