顯卡相關知識

顯卡基礎知識分享大綱基礎知識簡介常用工具簡介NVIDIANVAPI簡介概念顯卡（Videocard，Graphicscard）全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器（Videoadapter），是計算機最基本最重要的配件之一。顯卡接受由主機發(fā)出的控制顯示系統(tǒng)工作的指令和顯示內(nèi)容，然后通過輸出信號控制顯示屏顯示多種字符和圖形。它將電腦的數(shù)字信號轉換成模擬信號讓顯示屏顯示出來。分類集成顯卡：集成在主板或CPU上（集成在CPU上的顯卡又稱關鍵顯卡）長處：功耗小，發(fā)熱低，需要系統(tǒng)內(nèi)存。缺陷：性能略低，無法更換。獨立顯卡：工藝技術可比CPU還先進。長處：獨立插槽，自帶顯存，性能較高。缺陷：功耗，發(fā)熱大，額外的資金。構造顯示芯片（GPU），在顯卡上最大的芯片就是顯示芯片。一般的顯卡都采用單芯片設計的顯示芯片，高檔專業(yè)的顯卡則一般采用多種顯示芯片組合的方式。顯示芯片就像專門用來處理圖像的CPU，它可以完畢某些特定的繪圖功能，采用何種主顯示芯片決定了一款顯卡性能的高下。目前常見的顯卡芯片上均有散熱芯片或散熱風扇，可使顯卡穩(wěn)定工作。顯示內(nèi)存，顯存與系統(tǒng)內(nèi)存的功能是類似的，顯存用來暫存顯示芯片處理的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)內(nèi)存則用來存儲CPU處理的數(shù)據(jù)。其容量與存取速度將直接影響顯示的辨別率及其色彩位數(shù)。顯存>辨別率*色深位數(shù)/8。顯卡BIOS，寄存顯示芯片與驅動程序之間的控制程序，此外還儲存有顯示卡的型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家及出廠時間等信息。接口，顯卡總線接口，用于連接顯卡與主板，使顯卡和主板進行數(shù)據(jù)互換。視頻輸出接口，常見的有HDMI，DisplayPort，VGA，DVI等。部分新款顯卡增長了Type-c接口。原理CPU將數(shù)據(jù)通過總線傳送到顯示芯片顯卡上的顯示芯片對數(shù)據(jù)進行處理，并將處理成果寄存成果在顯存中顯卡從內(nèi)存中將數(shù)據(jù)傳送到RAMDAC并進行數(shù)/模轉換RAMDAC將模擬信號通過顯示接口送到顯示屏性能GPU關鍵頻率，顯卡的關鍵頻率是指顯示關鍵的工作頻率，其工作頻率在一定程度上可以反應出顯示關鍵的性能，但顯卡的性能是由關鍵頻率、顯存、像素管線、像素填充率等等多方面的狀況所決定的，因此在顯示關鍵不一樣的狀況下，關鍵頻率高并不代表此顯卡性能強勁。流處理器數(shù)量，即著色單元，PixelShader（NVidia推出了CUDA并行計算架構，讓顯卡可以用于圖形渲染以外的目的。因此把N卡的流處理器稱作CUDAcore。AMD也有類似的技術，叫AMDstream，對應的，AMD的流處理器也叫StreamProcessor）。流處理器是一款顯卡最關鍵的賣點，同架構顯卡中，流處理器數(shù)量越多，性能也越強大，但流處理器數(shù)量的提高和性能的提高并不成正比，這也波及到架構的流處理器效率問題架構及制造工藝，更新的架構和制造工藝可以較大幅度的提醒顯卡性能。性能顯存類型，顯卡上采用的顯存類型重要有SDR、DDRSDRAM、DDRSGRAM、DDR2、GDDR2、DDR3、GDDR3、GDDR4、GDDR5。目前的主流是GDDR3和GDDR5。顯存速度，頻率，顯存速度一般以ns（納秒）為單位。常見的顯存速度有1.2ns、1.0ns、0.8ns等，越小表達速度越快、越好。顯存的理論工作頻率計算公式是：等效工作頻率（MHz）=1000×n/（顯存速度）（n因顯存類型不一樣而不一樣，假如是GDDR3顯存則n=2；GDDR5顯存則n=4）。顯存位寬，顯存位寬是顯存在一種時鐘周期內(nèi)所能傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)，位數(shù)越大則相似頻率下所能傳播的數(shù)據(jù)量越大。市場上的顯卡顯存位寬重要有128位、256位等。顯存帶寬，顯存帶寬=顯存頻率x顯存位寬/8，它代表顯存的數(shù)據(jù)傳播速度。在顯存頻率相稱的狀況下，顯存位寬將決定顯存帶寬的大小。性能像素填充率，是指圖形處理單元在每秒內(nèi)所渲染的像素數(shù)量，單位是MPixel/S（每秒百萬像素），或者GPixel/S（每秒十億像素），是用來度量目前顯卡的像素處理性能的最常用指標。顯卡的渲染管線是顯示關鍵的重要構成部分，是顯示關鍵中負責給圖形配上顏色的一組專門通道。渲染管線越多，每組管線工作的頻率（一般就是顯卡的關鍵頻率）越高，則所繪出的顯卡的填充率就越高，顯卡的性能就越高，因此可以從顯卡的象素填充率上大體判斷出顯卡的性能。簡樸的說，一款顯卡的性能由“像素填充率”和“顯存帶寬”兩個部分構成?！跋袼靥畛渎省焙饬康氖秋@卡的圖形運算能力，“顯存帶寬”衡量的是顯卡的數(shù)據(jù)傳播能力。像素填充率的公式是：像素填充率=渲染管線數(shù)量×關鍵頻率。像素填充率由顯示關鍵的規(guī)格決定，也就是顯示關鍵的運算能力，但要把GPU的運算能力所有發(fā)揮出來，還需要良好的傳播通道，也就是搭配合理、不至于形成瓶頸的顯存規(guī)格來決定，最重要的衡量指標就是顯存帶寬。

性能散熱設備：由于運作集成電路(integrated

circuits)需要相稱多的電力，因此內(nèi)部電流所產(chǎn)生的溫度也相對較高，假如這些溫度不能適時的被減少，則上述所提到的硬設備就很也許遭受損害，GPU或內(nèi)存會過熱，就會進而損害計算機或導致當機，或甚至完全不能使用。散熱片的表面積愈大，所進行之散熱效能就愈大，但有時卻因空間的限制，大型散熱片無法安裝于需要散熱的裝置上，因此，熱管就必須在這個時候將熱能從散熱處傳送至散熱片中進行散熱。一般而言，GPU外殼由高熱能的傳導金屬所制成，熱管會直接連結至由金屬制成的芯片上，如此一來，熱能就能被輕松的傳導至另一端的散熱片。

GPU溫度過高時，控制程序會減少GPU的工作頻率以保護GPU，這樣會導致GPU不能發(fā)揮出最高性能雙顯卡技術多顯卡技術的出現(xiàn)，是為了有效處理日益增長的圖形處理需求和既有顯示芯片圖形處理能力局限性的矛盾。AMD-ATI的多顯技術叫做CrossFire；NVIDIA的多顯技術叫SLI，簡樸的說就是：讓兩塊或者多塊顯卡協(xié)同工作，是指芯片組支持能提高系統(tǒng)圖形處理能力或者滿足某些特殊需求的多顯卡并行技術。要實現(xiàn)多顯卡技術一般來說需要主板芯片組、顯示芯片以及驅動程序三者的支持。雙顯卡技術NVIDIA的SLI技術，有兩種渲染模式：分割幀渲染模式(ScissorFrameRendering，SFR)和交替幀渲染模式(AlternateFrameRendering，AFR)，分割幀渲染模式是將每幀畫面劃分為上下兩個部分，主顯卡完畢上部分畫面渲染，副顯卡則完畢下半部分的畫面渲染，然后副顯卡將渲染完畢的畫面?zhèn)鞑ソo主顯卡，主顯卡再將它與自己渲染的上半部分畫面合成為一幅完整的畫面；而交替幀渲染模式則是一塊顯卡負責渲染奇數(shù)幀畫面，而此外一塊顯卡則負責渲染偶數(shù)幀畫面，兩者交替渲染，在這種模式下，兩塊顯卡實際上都是渲染的完整的畫面，此時并不需要連接顯示屏的主顯卡做畫面合成工作。在SLI狀態(tài)下，尤其是在分割幀渲染模式下，兩塊顯卡并不是對等的，在運行工作中，一塊顯卡做為主卡(Master)，另一塊做為副卡(Slave)，其中主卡負責任務指派、渲染、后期合成、輸出等運算和控制工作，而副卡只是接受來自主卡的任務進行有關處理，然后將成果傳回主卡進行合成然后輸出到顯示屏。由于主顯卡除了要完畢自己的渲染任務之外，還要額外肩負副顯卡所傳回信號的合成工作，因此其工作量要比副顯卡大得多。此外，在SLI模式下，就只能連接一臺顯示屏，并不能支持多頭顯示。雙顯卡技術在渲染模式方面，CrossFire除了具有SLI的分割幀渲染模式和交替幀渲染模式之外，還支持方塊分離渲染模式（SuperTiling）和超級全屏抗鋸齒渲染模式（SuperAA）。方塊分離渲染模式下是把畫面分割成32X32像素方塊，類似于國際象棋棋盤方格，其中二分之一由主顯卡負責運算渲染，另二分之一由副顯卡負責處理，然后根據(jù)實際的顯示成果，讓雙顯卡同步逐格渲染處理，這樣系統(tǒng)可以更有效的配平兩塊顯卡的工作任務。在超級全屏抗鋸齒渲染模式下，兩塊顯卡在工作時獨立使用不一樣的FSAA（全屏抗鋸齒）采樣來對畫面進行處理，然后由圖象合成器將兩塊顯卡所處理的數(shù)據(jù)合成以輸出高畫質的圖像；在這種模式下，對整個畫面的渲染工作不是一分為二來分派給兩塊顯卡，而是每一塊顯卡都要完整渲染一次，即每塊顯卡在這里的工作量都和單顯卡渲染模式時是同樣的，只不過最終圖象合成器會把兩塊顯卡分別渲染的畫面合成起來作為最終的顯示畫面；在這種模式下，由于畫面的每個像素點都被渲染二次，因此可以大大提高圖像顯示畫質，例如一塊顯卡采用8倍FSAA而此外一塊顯卡采用6倍FSAA。則最終顯示的畫面就可以到達14倍FSAA；因此超級全屏抗鋸齒渲染模式是提高渲染畫質而并不能提高渲染速度。與SLI不一樣的是，CrossFire還支持多頭顯示，假如配合整合了顯示芯片的ATI芯片組主板，最多可以支持5個顯示屏輸出。不過在多頭顯示模式下CrossFire就沒太大空間提高性能和畫質了（多屏的辨別率非常高）大綱基礎知識簡介常用工具簡介NVIDIANVAPI簡介GPU-Z檢測顯卡GPU型號、制造工藝、關鍵面積、晶體管數(shù)量，渲染器數(shù)量及生產(chǎn)廠商。檢測光柵和著色器處理單元數(shù)量及DirectX支持版本。檢測GPU關鍵、著色器和顯存運行頻率，顯存類型（生產(chǎn)廠商）、大小及帶寬。檢測像素填充率和材質填充率速度。實時檢測GPU溫度、GPU使用率、顯存使用率及風扇轉速等有關信息。檢查顯卡插槽類型和顯卡所支持的附加功能與顯卡驅動信息及系統(tǒng)版本。GPU-ZGPU-Z中像素填充率、紋理填充率、顯存帶寬的計算公式：像素填充率（PixelFillrate）=關鍵頻率(GPUClock)×光柵單元數(shù)目/1000紋理填充率（TextureFillrate）=關鍵頻率(GPUClock)×紋理單元數(shù)目/1000顯存帶寬（Bandwidth）=顯存位寬(BusWidth)×顯存等效頻率/8DXVAChcker確認解碼器和處理器設備可與GPU的使用。確認在其他應用程序的使用狀況的跟蹤日志。