显卡杂谈.docx

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显卡杂谈

【分类篇】

按品牌：

目前PC显卡有两个品牌，Nvidia（英伟达）和AMD（超微半导体）。

Nvidia目前涉及的领域包括桌面显卡、笔记本显卡和手机、平板电脑的ARM架构整合处理器Tegra等。

CEO是黄仁勋，俗称老黄。

AMD目前涉及的领域包括主板芯片组、服务器CPU，桌面CPU，桌面APU，闪存，桌面显卡，笔记本CPU、笔记本显卡，X86架构的APU平板电脑和电视卡。

CEO是罗瑞德，因为位置没坐多久，很多人也不知道他是谁，所以也没外号。

按功能：

分为专业制图显卡和游戏显卡。

专业制图显卡顾名思义主要就是为了制图时实时渲染用，它跟游戏显卡其实只是在功能上有所区别，多了一些功能，少了一些功能，硬件上大同小异。

所以原来ATI也出现过靠刷BIOS把游戏显卡变成专业制图显卡这种事儿。

专业制图显卡跟游戏显卡定位差异很大，专业制图显卡价格大多非常离谱，而做工用料又“惨不忍睹”，所以不能以游戏显卡的眼光来看专业制图显卡。

一般专业制图显卡只要超过千元的都可以应付一些简单3D游戏，只不过特效开不了几个而已。

Nvidia的专业制图显卡品牌为Quadro，显卡品牌为Geforce。

AMD的专业制图显卡品牌为ATiFire系列，显卡品牌为Radeon。

本篇主要讲游戏显卡。

【结构篇】

GPU：

图形处理器，一般称为“显示核心”。

以前CPU在游戏中占很大比重，自从GPU概念出来以后，CPU在游戏中的负担也就越来越小，自从Nvidia弄出GPU物理加速（GPUPhysX）后，CPU在游戏中就更没什么事儿干了，虽然GPUPhysX游戏只有不到30款。

显存：

主要就是储存GPU未处理和处理完的数据，GPU核心越强，游戏对显存要求的也就越多，这是一个非常重要的平衡，后面会详细讲解。

自从尔必达倒闭了之后，现在世界上生产显存的厂家就只有海力士和三星两家了。

BIOS：

保存着显卡重要的输入输出程序和一些基本信息（型号、频率、电压等）。

供电：

供电接口、电容、电感、mos管等元件组成。

供电最重要的是供电元件的档次而不是相数。

散热器：

给核心、显存、供电散热用。

PWM：

变频控制芯片，主要用来调节频率和电压。

显示接口：

一般为VGA、DVI、HDMI、DP等

PCB：

装配着上述东西的电路板。

【原理篇】

显卡全称为显示接口卡，主要就是为了图形显示。

显卡的工作流程：

CPU下达命令到SATA控制器，SATA控制器控制硬盘内数据经过通过CPU转存到内存，CPU读写内存对数据进行处理，然后将数据通过北桥传送到GPU中，GPU将数据转存到显存中，GPU通过读写显存对数据进行处理，然后通过显示端口将处理后的数据传唤成数字或模拟信号传输到显示器上，显示器转换信号显示成画面。

了解了工作流程就可以很容易理解瓶颈所在。

【概念篇】

1.编程接口平台

OpenGL借着《狂怒》昙花一现，DirectX依然接近于完全的占据着PC、主机甚至掌机的多媒体编程接口，微软才是控制着显卡和游戏发展的幕后金手。

DirectX在PC上需要硬件实现，也就是说DirectX10的显卡永远也支持不了Direct11。

但是在主机掌机上，这点就没有太多限制，PS3出生时Direct的概念还没出来呢，但现在PS3游戏依然可以支持Direct11的曲面细分等特性，但问题在于一个主机硬件配置不会升级，它的显示核心也难以承受消耗资源极大的Direct11特性，也只能把它应用在一些小游戏中，所以这种功能在主机上放宽的实际意义不大。

2.超频

显卡的超频包括GPU超频、显存超频、GPU电压调节和显存电压调节四种，主要是通过显卡PWM芯片来进行，其中显存电压调节现在极少有显卡支持。

GPU超频可以提升GPU的处理速度，当默认电压不足够维持GPU的稳定的话，就需要提高GPU电压来使其稳定运行。

显存超频可以增加显存带宽，以减少对GPU的瓶颈。

当默认电压不足够维持显存的稳定的话，就需要提高GPU电压来使其稳定运行。

3.良品率

良品，即达标产品。

GPU跟CPU一样，都是在一个硅锭上切割出圆盘，然后再在圆盘上蚀刻出电路。

核心面积越小，工艺越成熟，主频、电压要求的标准越低，良品率也就越高。

所以说很多人单纯以核心面积来判断一个产品的良品率是片面的。

其实同在科技前沿的产品，只要厂家不压货，在供货方面就可以很容易判断出此核心良品率的高低。

4.显存带宽

显存带宽是指显示芯片与显存之间的数据传输速率。

关系到显存带宽的两样参数是显存位宽和显存频率，位宽和频率越高，显存带宽也就越高。

显存带宽计算方法很简单：

显存带宽=显存频率*显存位宽/8。

有些厂家喜欢偷换概念，降低了位宽提升了频率，然后再以显存高频作为卖点，而实际上显存性能照比上代并没有发生变化。

有些人认为同样带宽下位宽越大越好，降低位宽提升频率虽然带宽没变，但性能实际上是有所下降。

本句道听途说，因为自身没有条件所以也没法验证，实际上弄个336SP的GTX560SE，跟GTX560带宽调成一样就能测出来了。

5.帧数

检测帧数软件是显示每秒钟游戏所输出的画面数量。

电影所谓的“24帧”在游戏中并不适用，因为电影暂停的话画面会有重影，而游戏却没有这种功能。

一般30帧以上才会被定为“不卡”，而60帧以上才是“完全不卡”。

但这也分眼神儿，绝大多数情况下能保持24帧以上，只要不是玩精度很高的FPS或RTS游戏，影响就不是很大。

现在液晶显示器只有60Hz的刷新率，也就是一秒最多只能显示60个画面，所以帧数再高也没用。

只要跟刷新率同步到60帧，就已经是显示极限了。

在显卡性能对比中，最低帧数和平均帧数是重要的参考值，其中最低帧数尤为重要，因为它关系到游戏会不会顿卡。

例如某评测，X卡和Y卡测最低帧数：

A游戏，X卡112帧，Y卡68帧

B游戏，X卡27帧，Y卡31帧

C游戏，X卡84帧，Y卡65帧

D游戏，X卡185帧，Y卡102帧

E游戏，X卡22帧，Y卡24帧

F游戏，X卡120帧，Y卡96帧

G游戏，X卡25帧，Y卡32帧

H游戏，X卡30帧，Y卡29帧

I游戏，X卡135帧，Y卡134帧

J游戏，X卡55帧，Y卡47帧

十次测试，X卡胜7次，Y卡胜3次。

但X卡赢都赢在百十来帧的游戏上，而Y卡都赢在“卡与不卡”边缘上。

这类评测一般都很有倾向性，挑了很多X卡特别优化，Y卡又没特别优化的游戏，虽然明显能看出Y卡优势明显，但最后会以胜多胜少来做总结性误导小白。

【瓶颈篇】

对显存中的数据做过预处理的所有硬件或通道都可能成为显卡的性能瓶颈。

1.硬盘和SATA控制器：

整个过程中速度最慢也就是硬盘了，所以游戏开始之前都会有个“loading”画面，以对硬盘进行预读取。

只要是主流速度的硬盘，在绝大多数游戏中，都不会对游戏的帧数产生影响，它影响的只是“loading”的时间。

2.CPU与内存：

一个优秀的CPU架构可以最大的程度减少对显卡预处理数据的瓶颈，而较强的物理加速能力也可以增加游戏的帧数。

现在游戏的配置需求，CPU和显卡都是分开看的，也就是所谓的此游戏“吃显卡”或“吃CPU“。

如果CPU的处理产生瓶颈，就会对游戏的帧数产生影响。

比如说四核（四核四线程以上）优化较好，而对双核（包括双核四线程）优化较差的游戏，就算两者国际象棋性能持平，双核的帧数也要比四核的少很多；CPU物理加速能力较差，游戏画面模型、阴影较多时，帧数就会收到影响。

现在声称支持6线程的游戏只有《波斯王子5》而已，而声称支持8线程的游戏也有，实际上这些游戏CPU占用率很低，一般连4线程都吃不满，并不会对游戏性能有所提升。

Windows近年来对多线程应用线程分配方式进行了改进。

原来支持单线程的游戏，在任务管理器中能看到只有一个线程CPU占用率超高，其它的都在“休息”，而现在Windows任务管理会把它比较均匀的分配到每个线程上，让大家都干点活儿，虽说CPU总占用率没有变化，但是曲线却和谐了许多。

所以某些自称支持8线程的游戏，连50%的总占用率都不到，跟四线程的实际使用几乎没有区别。

3.PCI-E控制器、接口带宽与显存带宽与GPU

PCI-E接口带宽受北桥PCI-E控制器的限制，它跟显存带宽一样，游戏中贴图质量越高，场景建模越复杂，场景变化越快，显存占用越大，数据交换量也就越大，这些“带宽”要求的也就越大。

所以说带宽的瓶颈不是绝对的，而在不同的使用状态下是不一样的，常见的就是以跑分软件来判定PCI-E和显存带宽的误差，跑分软件大多场景单一显存占用少，跑分软件来判定实际上是没有意义的。

PCI-E每一代需要北桥控制器和显卡本身双向支持，否则任何一方都会成为带宽的瓶颈。

4.GPU与显存容量

不同的游戏，不同的特效等级对显存的要求不同，所谓的“爆显存”就是指所需显存容量超过了实际显存容量，虽然现在两家都有动态分配内存为显存的功能，但实际上这个功能只是在后台程序显示所需显存缓冲上起作用，一旦游戏需要“动态显存”的话，帧数就会下降到个位数，除非你玩的是AVG，否则根本无法进行游戏。

分辨率和高品质贴图，是现在显存占用最恐怖的东东，一个游戏管它用了多少特效，显存占有都非常有限，而分辨率和高品质贴图的提高会导致显存占用复数的增加。

现在单屏常用的分辨率是1920*1080，可已经有很多人开始倾向1920*1200、2560*1400甚至2560*1600的怪兽级产品。

而贴图的提升更为离谱，以前比较流行的256*256，现在每个选项的提升都是成倍的：

512*512、1024*1024、2048*2048甚至4096*4096，每一级像素都是四倍的增长。

所以随着时间的推移跑着近30帧甚至60帧以上，单屏显存占用接近3GB甚至接近6GB的游戏就会越来越多。

而在多卡互联或组多屏上就更需要大显存的支持了，否则再高的核心性能却无法体验最高的效果，实在浪费。

【3D篇】

1.平台分类：

Nvidia3D技术为3DVision，AMD3D技术为HD3D，另外双方都支持第三方技术，iZ3D和TriDef3D。

3DVision支持的游戏要比HD3D多得多，AMD现在一股放弃HD3D的样子，连官网都没有过多介绍。

而iZ3D和TriDef3D支持的游戏比较多，基本都有四五百款。

但作为第三方软件是要收费的。

虽然可以通过更改BIOS时或重装系统间来“破解”，但时间显示不对也很耽误事，而每隔14天就重装系统也挺麻烦的。

2.显示分类：

偏色3D：

通过不同颜色的镜片（通常为红蓝）来达到3D效果，缺点是分辨率丢失和颜色严重偏离，就像是在看黑白画面。

偏光3D：

又称偏振3D，通过过滤可见光的一部分波形来分出左右眼画面，缺点同样是分辨率丢失，还有屏蔽了一部分光导致的亮度降低。

快门3D：

因为是交替显示左右眼，要保持住单眼60Hz的刷新率，必须需要120Hz以上的显示设备，优点是分辨率不会减少。

眼镜的原理是通过液晶镜片施加电流交替档光，所以亮度损失很大。

而且因为液晶镜片本身就有颜色，所以也会导致画面有一定颜色的偏失。

裸眼3D：

并没有在桌面上应用，所以也没有桌面显卡支持。

目前裸眼3D只应用在任天堂3Ds和一些手机屏幕上。

目前裸眼3D的原理是通过横向分辨率翻倍，也就是说本来400*240分辨率的任天堂游戏使用（400*2）800*240的屏幕，再通过一定档光原理，在固定视角视距上实现左眼看到左眼应该看到的那列像素，而右眼只能看到右眼该看到的那列像素。

所以裸眼3D的致命伤不光只能一个人观看，还有效果调节完成后就完全不能动了，包括屏幕和人眼的空间位置，人又不是石像，就算玩啥也不可能完全不动，所以按现在的技术，桌面级裸眼3D就完全不可能实现了。

据说将来通过专业摄像头监视眼睛位置再用专门的软件自动调节3D效果，这样的话固定视角的问题是解决了，但多人3D观看估计是难以实现。

估计将来多人观看的3D，要么就是用现在已经有的眼镜式3D屏幕，要么就是全息了。

3.投资篇：

软硬件部分：

HD3D完全免费（就支持十几个游戏能不免费么）。

3DVision必须用Nvidia专用眼镜，但万能的山寨只需要不到300元，而Nvidia二代3DVision眼镜大概999元。

TriDef3D的价格是49.99刀，并不是什么便宜的东东，而且是美元定价，也不是想买很容易就可以买的。

TriDef3D可以支持绝大多数显示器、液晶电视自带的快门3D眼镜。

而iZ3D有限制功能的试用版，但正式版也很久没更新了，现在在搞开源捐款，只要本月30日之前捐款总额到达80万刀，就一定会公布代码，如果没到80万刀的话，也有可能会公布代码或返还所有捐款。

显示设备部分：

目前支持快门3D的1920*1080全高清液晶显示器产品还不多，而偏光3D就有很多选择。

3D还是电视效果最好，桌面显示器体验一般。

绝大多数快门3D电视都有赠送3D眼镜，就算没赠送也可以很容易买到配套眼镜。

个人建议：

想玩舒服3D还是用Nvidia的显卡比较好，虽然花的钱比较多，但本身支持的游戏也多些。

第三方软件TriDef3D比较成熟，而且支持不少国产网游。

最好不要玩多屏3D，边框会很难受。

一定要买一个品质差不多的HDMI线，廉价的HDMI线效果连VGA的1%都赶不上，各种颜色丢失到让你吐血。

【多屏篇】

AMD：

AMD从6系显卡开始，只要输出接口不缩，基本都可以单卡支持3屏以上。

AMD组3屏以上必须使用DP接口，双卡最低可以支持6屏，最高12屏。

Nvidia：

Nvidia从6系开始支持单卡3屏，双卡6屏，之前4系5系只能双卡3屏或4屏。