顯卡相關(guān)知識(shí)

顯卡基礎(chǔ)知識(shí)分享大綱基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介常用工具簡(jiǎn)介NVIDIANVAPI簡(jiǎn)介概念顯卡（Videocard，Graphicscard）全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器（Videoadapter），是計(jì)算機(jī)最基本最重要的配件之一。顯卡接受由主機(jī)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(guò)輸出信號(hào)控制顯示屏顯示多種字符和圖形。它將電腦的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)讓顯示屏顯示出來(lái)。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(guān)鍵顯卡）長(zhǎng)處：功耗小，發(fā)熱低，需要系統(tǒng)內(nèi)存。缺陷：性能略低，無(wú)法更換。獨(dú)立顯卡：工藝技術(shù)可比CPU還先進(jìn)。長(zhǎng)處：獨(dú)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(gòu)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(shè)計(jì)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(lái)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(fēng)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(lái)暫存顯示芯片處理的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)內(nèi)存則用來(lái)存儲(chǔ)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(qū)動(dòng)程序之間的控制程序，此外還儲(chǔ)存有顯示卡的型號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)廠家及出廠時(shí)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(jìn)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(zhǎng)了Type-c接口。原理CPU將數(shù)據(jù)通過(guò)總線傳送到顯示芯片顯卡上的顯示芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換RAMDAC將模擬信號(hào)通過(guò)顯示接口送到顯示屏性能GPU關(guān)鍵頻率，顯卡的關(guān)鍵頻率是指顯示關(guān)鍵的工作頻率，其工作頻率在一定程度上可以反應(yīng)出顯示關(guān)鍵的性能，但顯卡的性能是由關(guān)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(guān)鍵不一樣的狀況下，關(guān)鍵頻率高并不代表此顯卡性能強(qiáng)勁。流處理器數(shù)量，即著色單元，PixelShader（NVidia推出了CUDA并行計(jì)算架構(gòu)，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(shù)，叫AMDstream，對(duì)應(yīng)的，AMD的流處理器也叫StreamProcessor）。流處理器是一款顯卡最關(guān)鍵的賣點(diǎn)，同架構(gòu)顯卡中，流處理器數(shù)量越多，性能也越強(qiáng)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(gòu)的流處理器效率問題架構(gòu)及制造工藝，更新的架構(gòu)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(dá)速度越快、越好。顯存的理論工作頻率計(jì)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(shí)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(chǎng)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?cái)?shù)量，單位是MPixel/S（每秒百萬(wàn)像素），或者GPixel/S（每秒十億像素），是用來(lái)度量目前顯卡的像素處理性能的最常用指標(biāo)。顯卡的渲染管線是顯示關(guān)鍵的重要構(gòu)成部分，是顯示關(guān)鍵中負(fù)責(zé)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(guān)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(jiǎn)樸的說(shuō)，一款顯卡的性能由“像素填充率”和“顯存帶寬”兩個(gè)部分構(gòu)成?！跋袼靥畛渎省焙饬康氖秋@卡的圖形運(yùn)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(guān)鍵頻率。像素填充率由顯示關(guān)鍵的規(guī)格決定，也就是顯示關(guān)鍵的運(yùn)算能力，但要把GPU的運(yùn)算能力所有發(fā)揮出來(lái)，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(lái)決定，最重要的衡量指標(biāo)就是顯存帶寬。

性能散熱設(shè)備：由于運(yùn)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(duì)較高，假如這些溫度不能適時(shí)的被減少，則上述所提到的硬設(shè)備就很也許遭受損害，GPU或內(nèi)存會(huì)過(guò)熱，就會(huì)進(jìn)而損害計(jì)算機(jī)或?qū)е庐?dāng)機(jī)，或甚至完全不能使用。散熱片的表面積愈大，所進(jìn)行之散熱效能就愈大，但有時(shí)卻因空間的限制，大型散熱片無(wú)法安裝于需要散熱的裝置上，因此，熱管就必須在這個(gè)時(shí)候?qū)崮軓纳崽巶魉椭辽崞羞M(jìn)行散熱。一般而言，GPU外殼由高熱能的傳導(dǎo)金屬所制成，熱管會(huì)直接連結(jié)至由金屬制成的芯片上，如此一來(lái)，熱能就能被輕松的傳導(dǎo)至另一端的散熱片。

GPU溫度過(guò)高時(shí)，控制程序會(huì)減少GPU的工作頻率以保護(hù)GPU，這樣會(huì)導(dǎo)致GPU不能發(fā)揮出最高性能雙顯卡技術(shù)多顯卡技術(shù)的出現(xiàn)，是為了有效處理日益增長(zhǎng)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(shù)叫做CrossFire；NVIDIA的多顯技術(shù)叫SLI，簡(jiǎn)樸的說(shuō)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(shù)。要實(shí)現(xiàn)多顯卡技術(shù)一般來(lái)說(shuō)需要主板芯片組、顯示芯片以及驅(qū)動(dòng)程序三者的支持。雙顯卡技術(shù)NVIDIA的SLI技術(shù)，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(gè)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(fù)責(zé)渲染奇數(shù)幀畫面，而此外一塊顯卡則負(fù)責(zé)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(shí)際上都是渲染的完整的畫面，此時(shí)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(duì)等的，在運(yùn)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(fù)責(zé)任務(wù)指派、渲染、后期合成、輸出等運(yùn)算和控制工作，而副卡只是接受來(lái)自主卡的任務(wù)進(jìn)行有關(guān)處理，然后將成果傳回主卡進(jìn)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(wù)之外，還要額外肩負(fù)副顯卡所傳回信號(hào)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(tái)顯示屏，并不能支持多頭顯示。雙顯卡技術(shù)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(jí)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(guó)際象棋棋盤方格，其中二分之一由主顯卡負(fù)責(zé)運(yùn)算渲染，另二分之一由副顯卡負(fù)責(zé)處理，然后根據(jù)實(shí)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(wù)。在超級(jí)全屏抗鋸齒渲染模式下，兩塊顯卡在工作時(shí)獨(dú)立使用不一樣的FSAA（全屏抗鋸齒）采樣來(lái)對(duì)畫面進(jìn)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(zhì)的圖像；在這種模式下，對(duì)整個(gè)畫面的渲染工作不是一分為二來(lái)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(shí)是同樣的，只不過(guò)最終圖象合成器會(huì)把兩塊顯卡分別渲染的畫面合成起來(lái)作為最終的顯示畫面；在這種模式下，由于畫面的每個(gè)像素點(diǎn)都被渲染二次，因此可以大大提高圖像顯示畫質(zhì)，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(dá)14倍FSAA；因此超級(jí)全屏抗鋸齒渲染模式是提高渲染畫質(zhì)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(gè)顯示屏輸出。不過(guò)在多頭顯示模式下CrossFire就沒太大空間提高性能和畫質(zhì)了（多屏的辨別率非常高）大綱基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介常用工具簡(jiǎn)介NVIDIANVAPI簡(jiǎn)介GPU-Z檢測(cè)顯卡GPU型號(hào)、制造工藝、關(guān)鍵面積、晶體管數(shù)量，渲染器數(shù)量及生產(chǎn)廠商。檢測(cè)光柵和著色器處理單元數(shù)量及DirectX支持版本。檢測(cè)GPU關(guān)鍵、著色器和顯存運(yùn)行頻率，顯存類型（生產(chǎn)廠商）、大小及帶寬。檢測(cè)像素填充率和材質(zhì)填充率速度。實(shí)時(shí)檢測(cè)GPU溫度、GPU使用率、顯存使用率及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等有關(guān)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(qū)動(dòng)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(jì)算公式：像素填充率（PixelFillrate）=關(guān)鍵頻率(GPUClock)×光柵單元數(shù)目/1000紋理填充率（TextureFillrate）=關(guān)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(rèn)解碼器和處理器設(shè)備可與GPU的使用。確認(rèn)在其他應(yīng)用程序的使用狀況的跟蹤日志。