【漠风】电脑科普#2-显卡是什么

2020-03-29 20:29 作者:漠风Mo_Feng_ 0人读过 | 我要投稿

本专栏共5928字，仔细阅读需约三十分钟

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2.0写在前面

最近，有小朋友问我，说电脑的显卡到底是什么，今天我就做一期专栏来讲一下这个问题。这期专栏带*的部分为进阶内容，想要加深对显卡的了解的朋友可以着重学习一下这部分内容。

2.1 显卡是什么

显卡，Graphis Card,又称GPU

是将CPU处理完成的数据转化为图像的电脑部件。这就好比我们跟电脑对话，显卡就像是把电脑的大脑里处理完成的语言信息，转化成语音的“嘴”。

2.2 现在市面上有哪些显卡

现在市场上主流游戏显卡由两家负责研发，AMD（前身为ATI，于2006年左右被AMD收购）和Nvidia。而显卡具体的制造商则有专门制造Nvidia显卡的华硕、技嘉、微星、华擎、映众、影驰、索泰、EVGA、七彩虹、NVIDIA官方等。以及专门制造AMD显卡的XFX（讯景）、蓝宝石、迪兰（恒进）、盈通、铭瑄、映泰等。Intel也有自己性能羸弱的核心显卡。

Nvidia和AMD显卡具体产品系列如下：

NVIDIA：

Geforce产品线：

GTX系列：高端游戏显卡

GT系列：低端亮机显卡

QUADRO系列：专业图形显卡

RTX系列：高端支持光线追踪游戏显卡

AMD：

RADEON产品线：

R（X）系列：功耗较高，高端型号性能凑合

RX系列：最新的游戏显卡产品线

HD系列：较老的游戏显卡产品线，高端型号性能凑合，功耗很高，对电源瓦数和质量要求较高

2.3 显卡的各项参数都代表什么意思

使用小软件——GPU－Z，即可查看显卡参数（由于很多版本汉化得乱七八糟，这里会同时给出英文和中文）（部分版本的某些参数位置可能不一定相同，图例仅供参考）

2.3.1 显卡名称（Name）

就是显卡的型号，可以用这个型号判断显卡性能和去配合显卡的系列名称查询显卡的详细参数。（有些假卡改写了这个参数，请注意辨别）

（显卡和CPU不同，各厂家生产的显卡没有一个统一的对于频率的标准，不同厂家或者定位的显卡核心频率基本不同，显存的频率也不同（厂家根据芯片体质和供电出场设定不同的频率））

*2.3.2 GPU（核心代号）

这个参数代表了这张显卡使用的核心种类，核心不同，会直接决定显卡的性能。也可以靠这个参数直接辨别显卡的型号（但无法分辨生产厂家和系列）

2.3.3 生产工艺（Technology）

这个参数显示了这张显卡的核心所使用的制造工艺，跟CPU的制程是一个道理，数字越大，代表这张显卡的核心使用的制造工艺越落后，发热量也会在同性能下更大（能耗比低）

*2.3.4 BIOS版本（BIOS Version）

这个参数显示了你的显卡使用的BIOS（Basic Input/Output System, 基本的输入输出系统？）版本，一般不需要更新，除非你想要修改显卡的频率等参数限制或者永久性超频等。这些技巧在470D刷470BIOS，470刷570BIOS再超成580这些操作里都有应用

2.3.5 发布日期（Release Date）

这个参数显示了这张显卡的官方发布日期，这可以帮助我们更好地了解这张显卡是否过保，一般主流显卡的保修期是三年，不同的厂家也可能有不同的保修政策，这仅作为一个参考，判断自己的显卡是否很老了，需要更换（个人建议是GTX7系列或更老以及HD7系列或更老最好换新显卡（注意自己的CPU带不带的动）（后面会讲搭配问题））

*2.3.6 总线接口（Bus Interface）

这个参数显示了这张显卡与CPU之间连接的插槽形态（这东西很难形容），可以用此来计算显卡与CPU之间的带宽（对于AMD方面的核显不太友好，经常识别错误，而对独立显卡和英特尔的核显比较友好，仅供参考）。如果显卡与CPU之间的等效连接带宽低于PCIe 2.0 X16,在大部分的主流卡上就会造成明显的性能损失。如果是PCIe 3.0 x8的话，对于目前的主流显卡也不会造成10%以上的性能损失。

2.3.7 子供应商（Subvendor）

这个参数显示了GPU的具体生产厂家，一般是可靠的，一些寨厂使用别的厂家的核心制造的寨卡除外可能会有偏差。

*2.3.8 渲染器（Shaders）

即流处理器，是影响显卡性能的最重要的指标。流处理器越多，代表这张显卡在条件相同下比流处理器少的显卡性能更加强劲，功耗也会更高。通过这一项指标可以在很大程度上分辨假卡，以及判断显卡的大概性能

但在不同的架构或者频率下，单靠这个指标并不能直接对比，就像CPU的核心数一样，不确定CPU的架构和频率，无法通过核心数比较性能

*2.3.9 Direct X支持（Direct X Support）

Direct X是一微软研发的目前应用范围很广的显卡的图形API。API，可以理解为为显卡的流处理器编程的语言，也可以跟CPU的指令集类比记忆。*具体可以观看以下视频了解更多：

这个参数显示了当前显卡支持的最高的Direct X版本，如果显示为12，即支持目前最新的Direct X 12技术，可以游玩DX12的游戏。当然，Direct X API也是支持向下兼容的，即你的DX12显卡也可以正常游玩运行在DX9下的游戏。目前的主流显卡均支持DX12，所以这并不是非常重要的参数。

*2.3.10 像素填充率（Pixel Fillrate）、纹理填充率（Texture Fillrate）

这是两个体现显卡性能的指标，但是现在已经不被人重视了（3D Mark跑分不香吗），也没必要去了解它背后的原理。只需要知道它代表显卡的性能就可以了

*2.3.11 显存类型（Memory Type）

显存就相当于显卡的自己的内存，跟CPU一样，显卡也需要数据缓存区，因为核心内部没有各级缓存，所以显存的速度比内存可是要快上好几倍的。

这个参数显示了当前显卡的显存类型以及显存生产的厂家，现在的显存生产被三家企业垄断，三星、美光、SK海力士，三星的显存超频比较厉害，其他两家稍差一点，其他方面都基本相同。现在主流的显存版本有GDDR5、GDDR5X（可以理解为GDDR5的增强版）、HBM、HBM2、GDDR6。越往后，显存的速度（带宽）就越快

GDDR5、GDDR5X和GDDR6比较特殊，要特别注意它的频率

HBM和HBM2也比较特殊，要特别注意它的形态

如果是核显或者集显的话，需要占用电脑的一部分内存作为显存，性能也比较弱

*2.3.12 总线宽度（显存位宽）（Bus Width）

总线的宽度就相当于显存与显卡核心之前的数据连接线的宽度，这直接影响了显存的读取速度，也一定程度上影响了显卡性能（数据运不过来的话会拖累核心）（比如1060 3g版和1060 6g版），常见的显存位宽有128bit 384bit 256bit等。

2.3.13 显存大小（Memory Size）

这个参数显示了当前显卡所专用的显存，显存越大，相应的存储画面信息的能力就越强，大型3A游戏大多都对显存大小有要求，很多画面特效开启后以及分辨率的提高都需要多占用一定的显存，所以较高的特效就对显存提出了较高的需求。同时，显存越大，相应的显存位宽就会加大（不一定），所以当显卡有两种显存版本的时候，建议选择较高显存容量的版本，以保证性能释放。

以我自己的例子来说，我之前那一张R9 370 4G版（现在已经战损去世了），在我进行OBS显卡编码录屏的同时，游玩800*600分辨率下的中特效孤岛惊魂5，在监控数据内可以很明显地看到显存占用可以到2-3G左右（可以去看下我之前的视频），而帧数在大多数场景下可以稳定在60帧左右。其实R9 370还有一个2G显存的版本，这么看下来，2G显存的版本就无法保证显卡的正常性能释放，反而会拖累核心的处理能力。（1060 3G版也很容易爆显存）

如果游戏对显卡的显存占用超过显卡本身的显存后，就会造成“爆显存”现象，系统会很匆忙地把内存划出一部分临时供显卡使用，DDR3 1333频率下的内存读写速度仅有10GB/s，而GDDR5显存的读写速度都可以超过100GB/s，这样的巨大差距，就会导致帧数暴降，从一百多降到二十出头都是正常现象。

*2.3.14 带宽（显存带宽）（Bandwith）

这个参数显示了显存与核心之间的数据传输速度，不同显卡之间的数据对比无法代表性能孰高孰低，只有同核心的情况下的比较才能稍微做一些比较。不然的话比较没什么参考价值。

显存带宽有一个公式计算，但是我们一般人用不上，HBM2和GDDR6的显存带宽都比较高，前者是通过较高的显存位宽，后者是通过较高的显存频率。

2.3.15 驱动版本（Driver Version）

这个参数显示了这张显卡所使用的驱动版本号以及当前系统的版本，便于查看驱动版本号以确定当前驱动版本是否为最新

2.3.16 GPU频率（GPU Clock）和默认频率（Deafult Clock）

GPU频率显示了当前显卡的核心频率和显存频率

默认频率显示了显卡的默认核心频率和显存频率

这两个数据搭配查看可以查看显卡的超频效果以及显卡的Boost频率

现代的显卡已经和CPU一样，拥有了“睿频”，放在显卡上就改了名，变成了“Boost频率”。和CPU一样，如果温度合适，显卡的核心也会在高负载时自动拔高频率，显存没有Boost频率的说法。

注：GDDR系列显存等效的频率为显示的四倍，这两种频率极容易搞混，还好倍数是四倍，拉开的差距比较大，可以大概分辨出说的是哪种频率（等效频率OR实际频率）

*2.3.17 计算特性（Computing）

最下面的一栏复选框时无法自行手动勾选的，因为这一行的勾勾均表示了显卡支持的运算特性，其中最有用的一个，当属CUDA了。这是N卡专用的计算特性，可以在某些运算上起到加速作用，例如渲染视频和预览视频，在Pr中开启水银加速，即可把渲染时的一部分工作交由显卡完成，来降低CPU的负担。而A卡没那么幸运，只能使用Open CL加速，效果不明显，显卡的占用率也不高

2.4 显卡的是怎么组成的

显卡的组成图大体如上，下面有几个具体要讲的点

1.核心供电不一定两边都有，大部分低端卡仅有在核心左侧有几项供电

2.2080ti使用的是GDDR6显存，是独立在外的，大部分显卡均为这种形式，但HBM系列显存则采用了与核心封装在一起的方式，具体如下图，不必担心自己的显存位置为什么空空如也哦，HBM显存比起GDDR系列显存更容易散热，是好事。

3.显卡的供电接口有理论的最大供电瓦数值，8Pin接口可以最大提供150W的电力，而6Pin接口也可以最大提供75W的电力。要注意的是，显卡也可以从PCIe槽中获得额外的75W的电力，这就是为什么一些低端卡不需要外接供电的原因。也就是说，我买了一张2080Ti，它有两个8Pin供电接口，那么这张卡理论上的最大功耗就是375W，如果实际功耗高于这个数值，显卡就会自己降频。当年GTX590曾经因为功耗太大，两个8Pin接口仍然满足不了它的电力需求，显卡就偷偷地从PCIe槽里偷电，最后导致PCIe槽烧毁。GTX590也成为了一代核弹，被玩家所嘲讽。现代的显卡功耗没有再高到过那个程度，所以这种事情估计将成为历史。

（大部分电源的显卡8Pin供电都支持拆为6Pin供电，可以通用）

（不要轻易地购买某宝上的转接线把6Pin接口转接成8Pin接口，或者把大4D转成6Pin，极容易烧毁线材、自动关机、不开机、蓝屏、死机、甚至烧毁电源和显卡。）

4.现在显卡的交火和SLI已经逐渐地淡出了大家的视野，消失在历史的长河之中。最主要的原因是现在的游戏都已经不支持双卡交火和SLI了，并且显卡的交火效率也不是很高，功耗又高，有需要双倍的金钱，性价比较低。交火和SLI技术最后消失是必然，不必过度惊讶。