【技术】显卡小白精读 打造好显卡的五大关键点

吸血大魔王

揭秘显卡关键点
　　和传统的购买整台PC相比，攒机不但可以根据自己的需求和喜好购买硬件，而且预算可以由自己控制。但是真正想要让你的钱花的值，配到一台性价比不能再高的电脑，却是要花些心思。特别是电脑中核心配件——显卡的选择让很多人一直觉得很难入门。
　　A卡和N卡
　　我们常常会见到各网站显卡版块都会有A卡N卡的说法，那么这个是什么意思呢？简单来说，世界上有两大显示芯片制造商，ATI和NVIDIA，前者被AMD公司收购。A卡就是使用ATI芯片的显卡，N卡就是使用NVIDIA芯片的显卡。

显卡成为机箱内的绝对王者

　　ATI和NVIDIA是独立显卡领域的两大巨头，两者之间竞争激烈，基本上A卡所有价位的产品，都有与之相对应的N卡。不过很多时候，可能为了避免正面冲突，A卡和N卡相对应的型号，在性能方面总是会有些许的差异。NVIDIA在很多时候，看起来总是比ATI更领先一步，引领整个行业的发展。

AMD显卡浮点吞吐带来运算密度极高

　　例如CUDA技术，NVIDIA率先推出，但紧随其后ATI也推出了类似的技术；多卡互联技术方面也是如此，NVIDIA最早提出SLI多卡互联技术，而之后ATI的多卡互联技术也逐步发展成熟。此外NVIDIA独家PhysX物理加速、3D Vision技术等都可以让中高端显卡用户获得更多独特的体验，这方面ATI暂时处于劣势。所以笔者在这里建议经常玩游戏而又喜欢更多独特体验的朋友，可以多关注一下N卡。

NVIDIA一直在强调游戏之道

　　此外，全球已有90%以上的大中型PC游戏厂商加入了NVIDIA的The Way It's Meant To Be Played计划（NVIDIA的游戏之道）。通过这一项目，NVIDIA在每一个新的硬件平台出现时，就会把这些硬件的平台交给游戏开发商，帮助游戏开发商在未来的平台上去优化新的游戏。
　　现在有越来越多的大型3D游戏诸如《全球使命》、《星际争霸》、《孤岛危机2》等都使用了这个平台来进行优化。在玩这些游戏的时候，N卡的各种特效就可以最大程度地发挥出来，从而带来最好的游戏体验。
　　公版和非公版显卡
　　关于公版和非公版，我们可以简单地下个定义：公版卡是继续使用官方原厂卡PCB设计方案和布局，然后在品牌自己的工厂中组装生产；非公版显卡是指显卡厂商对PCB设计、用料上做出了较大改变，加强了公版显卡不足的地方，例如散热、产品特色功能、接口设计等方面，非公版显卡常常有自己的独到之处。

典型的超公版显卡代表

　　公版显卡是以追求稳定性、可靠性著称的，但随之而来的问题也不可避免：用料极其奢华，成本高居不下，BIOS设置保守限制了核心性能充分发挥等等。而不少非公版显卡，在性能、显存容量、频率、接口、散热等等方面做了加强，这样的显卡完全可以被称为“超公版”。

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重要性能指标解读　　1、核心/显存频率
　　显卡的频率是判定显卡性能高低的重要指标，这个自然不用多说。显卡的核心频率是指显示核心的工作频率，其工作频率在一定程度上可以反映出显示核心的性能。在同样级别的芯片中，核心频率高的性能要强一些。我们平时见到的“显卡超频”主要的方法之一就是提高核心频率。

超公版GTS450显卡 GPU-Z信息

    在GPU-Z信息测试中，软件识别出了这款产品的基本情况，我们可以看到它使用了集成192个流处理器的GF106核心，40nm工艺。这款显卡的频率和高频中国版的875MHz设定相同，核心与Shader比为1：2，着色器频率达到1750MHz。
    在GPU通用计算能力方面GPU-Z也做了功能识别，GF106图形核心支持GPU-Z软件能够识别的所有功能，OpenCL、CUDA、PhysX和DirectCompute 5.0。
    显存方面，受益于DDR5的高预取位带来的高频率，加之GTS450使用的128位显存控制器，最终显存带宽达到了60.2GB/s，当然我们看到显存向上提升的空间还很大，同时128位显存控制器可以最大限度节省晶体管使用量，这符合GF106芯片的市场定位。

超公版GTS450显卡 GPU-Z传感器信息

    在传感器页面，我们看到了这款显卡的传感器能够准确识别显卡的工作状态，没有一个参数错误或者遗漏，特别是GPU温度侦测比较全面。我们用Furmark做了一个简单的3D负载，发现传感器对于温度的检测非常准确，GPU核心也支持频率自适应变化以降低功耗，风扇转速同样随温度变化。其强大的频率控制能力让核心频率最低能下探到50MHz，这可以更大程度上降低芯片功耗。

超公版GTS450显卡 EVEREST信息

　　在同样的显示核心下，部分厂商会适当提高其产品的显示核心频率，使其工作在高于显示核心固定的频率上以达到更高的性能。
　　显存频率是指默认情况下，该显存在显卡上工作时的频率。显存频率一定程度上反应着该显存的速度。比如翔升GTS450金刚版1G D5核心频率为830MHz而显存频率为3800MHz，这是一个比较高的频率了。

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显存是绝对重点　　显存的指标又包括显存速度，显存容量和显存位宽三个重要参数。显存速度就是显存时钟脉冲的重复周期的快慢，是作为衡量显存速度的重要指标。显存速度越快，单位时间交换的数据量也就越大，在同等情况下显卡性能将会得到明显提升，显存的时钟周期一般以ns（纳秒）为单位。

GDDR5显存优势

　　GDDR5在GDDR3/4优秀特性的基础上，还有诸多改进和新特性，下面就对它们进行详细分析。在1Byte数据中的8个值中，如果超过一半的数值是0，那么GDDR5就会自动执行转位传输，把0变成1、1变成0，通过1个附加的DBI(数据总线转位值)来判定数据流是正位还是反位。GDDR5的这项技术是从GDDR4继承发展而来的。
　　此外GDDR5还能支持时间延迟和信号强度调整，灵活的协调数据同步，以往通过“蛇形走线”平衡延迟的方法彻底成为历史，GDDR5没有这种顾虑，因此能极大的简化PCB布线和成本，并有利于冲击更高频率。

GDDR5显存优势

　　显存容量是显卡上显存的容量数。显存容量决定着显存临时存储数据的多少。随着显示芯片的处理能力越来越强大，特别是现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储的数据也越来越多，所需要的显存容量也是越来越大，显存容量在一定程度上也会影响到显卡的性能。

显卡显存分布

　　显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数，位数越大则瞬间所能传输的数据量越大，这是显存的一个非常重要的参数，特别是对于时刻都需要大量数据传输的游戏显卡来说非常重要。通常显存位宽越高，性能越好。目前市场上的显存位宽主要有64位、128位和256位三种。

显存颗粒

　　从原理上说，显存就像一个仓库，而显示芯片就像工厂。这个仓库既可以存放工厂的生产原料，也可以存放工厂生产的产品，因此工厂的制造速度有多快，一次能生产多少产品，和显存有很大的关系。
　　而连接工厂和仓库之间还有一条“道路”，这就是显存的数据带宽，也就是显存和芯片之间交换数据的速度。带宽的计算公式是“显存频率*显存位数总和/8”，我们不难发现，和显存频率一样，显存位数也直接影响了显存的数据带宽值。

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显卡流处理器　　流处理器是2006年由NVIDIA公司首先提出的一个概念，也取代了以前常说的两个显卡参数Pixel Pipelines（像素渲染管线）和Vertex Pipelines（顶点着色单元），简称SP，其作用就是处理CPU传过来的信号，直接变成显示器可以识别的数字信号。对于流处理器的概念，我们不妨这么理解：
　　流处理器是显卡内建的一类处理器，如果把它比作流水线，相同的处理频率情况下，流水线越多自然产量就多，速度也就快。所以流处理器数量越多，代表着性能越高。

NVIDIA Fermi架构

　　流处理器多少对显卡性能有决定性作用，可以说高中低端的显卡除了核心不同外主要的差别就在于流处理器数量。但是有一点要注意，就是NV和AMD的显卡流处理器数量不具有可比性，他们两家的显卡核心架构不同，不能通过比较流处理器多少来看性能，一般情况下NV的显卡流处理器数量会明显少于AMD。

AMD RV870芯片架构

　　继2010年7月中旬发布的GeForce GTX460后，面向千元以下级别市场基于新一代Fermi架构的核心GF106产品GeForce GTS450也终于正式问世。核心规格方面，GTS450将会拥有192个流处理器、4个多边形引擎、32个纹理单元，核心规格就刚好是GF104核心的一半(完整的GF104拥有384个流处理器、8个多边形引擎、64个纹理单元)。

NVIDIA流处理器结构

             根据NVIDIA针对GF100、GF104和GF106的定位为除了一个较为形象的比喻，GF100拥有最猛火力的重装战士，而GF104是具备杀伤力武器的机动战士。而GF106被定义为“Sniper”（狙击手），拥有一击毙命的本事，足见NVIDIA对这款产品的厚望。

GF106核心架构图

                通过上面GF100、GF104和GF106的核心架构图，我们发现虽然在整体架构上三者保持了Fermi的完整性，例如GPC→SM→CUDA Core由广到微的等级结构，例如独立的Polymorph Engine和Raster Engine的设计等。

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整体散热系统
　　散热效果的好坏对于一款显卡至关重要。由于显卡核心工作频率与显存工作频率的不断攀升，显卡芯片的发热量也在迅速提升。显示芯片的晶体管数量已经达到，甚至超过了CPU内的数量，如此高的集成度必然带来了发热量的增加，为了解决这些问题，显卡都会采用必要的散热方式。

各类显卡散热器

　　尤其对于超频爱好者和需要长时间工作的用户来说，过高的温度不但影响显卡性能，增大功耗，而且会使硬件加速老化,因此在选择显卡的时候一定要注意它的散热性能。

主动和被动散热器区别

　　现在的散热方式可以分为两种:被动式散热和主动式散热。一般一些工作频率较低的显卡采用的都是被动式散热，这种散热方式就是在显示芯片上安装一个散热片即可，并不需要散热风扇。因为较低工作频率的显卡散热量并不是很大，没有必要使用散热风扇，这样在保障显卡稳定工作的同时，不仅可以降低成本，而且还能减少使用中的噪音。

主动式风冷散热方案

　　而主动式散热除了在显示芯片上安装散热片之外，还安装了散热风扇，工作频率较高的显卡都需要这种主动式散热。因为较高的工作频率就会带来更高的热量，仅安装一个散热片的话很难满足散热的需要，所以就需要风扇的帮助，而且对于那些超频使用的用户和需要长时间使用的用户来说就更重要了。

翔升GTS450金刚版1G D5显卡拆解

　　像这款超公版显卡的散热性能就非常不错。因为工作频率较高，所以翔升GTS450采用了主动式散热的方式。它配备的是翔升独有的金刚轮散热系统，采用的是散热更好的8mm加粗金属热管，同时使用用散热效能极高的F.I.N穿钉技术。散热热管除采用H.D.T工艺，热管与GPU直接接触，具备更强的热传导效率外，热管还进行了镀镍防氧化处理，使用更为耐久。

镀镍防氧化处理

　　其实除了以上最重要的四个方面，显卡还有很多其他指标，比如显示架构、显示核心、工艺制程、供电设计、输出接口等，受于篇幅限制，就不再另作介绍。通过以上部分的讲解，相信菜鸟朋友们已经对显卡有了一个大致的理论上的认识了。在不断的接触和学习中，相信你也能成为一个攒机高手。