求主显卡详细解释一些参数。
显示芯片的制造工艺与CPU相同,加工精度以微米计量。制造技术的提高意味着显示芯片将更小,集成度更高,可以容纳更多的晶体管,性能更强,功耗更低。
和CPU一样,显卡的核心芯片也是做在硅片上的。采用更高的制造工艺对于提高显示器的核心频率和显卡的集成度非常重要。而且重要的是,工艺技术的提升可以有效降低显卡芯片的生产成本。目前显示芯片厂商中,英伟达已经全面采用0.13微米的制造工艺,这是其FX5900显示核心能够集成1.25亿个晶体管的根本原因。而且ATI还在使用0.15微米的制造工艺,比如其高端的镭9800XT和镭9800 Pro显卡,部分产品采用了更先进的0.13微米制造工艺,比如其镭9600显卡。
微电子技术的发展和进步主要依赖于工艺技术的不断进步,使得器件的特征尺寸不断缩小,从而集成度不断提高,功耗降低,器件性能提高。1995之后,显示芯片的制造工艺已经从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.11微米发展到最新的90纳米。一般来说,显示芯片的制造技术总是比CPU落后一个时代。比如CPU采用0.13微米工艺时,显示芯片还在用0.18微米工艺和0.15微米工艺,CPU采用90 nm工艺时,显示芯片还在用0.13微米工艺和0.165438。
提高显示芯片的制造工艺意义重大,因为更先进的制造工艺会在显示芯片中集成更多的晶体管,使显示芯片达到更高的性能,支持更多的特效;更先进的制造技术将进一步降低显示芯片的核心面积,也就是说,在同样面积的晶圆上可以制造更多的显示芯片产品,直接降低显示芯片的产品成本,从而最终降低显卡的销售价格,惠及消费者;更先进的制造技术也会降低显示芯片的功耗,从而降低其发热量,解决提高显示芯片核心频率的障碍...显示芯片本身的发展史充分说明了这一点。先进的制造技术不断增强显卡的性能,支持特效,而价格却一直在下降。比如售价1500左右的中端显卡GeForce 7600GT,性能足以击败上一代售价5000元左右的顶级显卡GeForce。
制造工艺较低的显示芯片不一定代表性能较高,因为显示芯片的设计思路也不一样,性能不能单用制造工艺来衡量。最明显的是NVDIVA的GeForce FX5950和ATI的镭龙9800XT。9800XT采用0.15微米制造工艺,FX5950采用更先进的0.13微米制造工艺,但镭龙9800XT在性能上略胜一筹。
第四,核心位宽
显示芯片的位宽是指显示芯片内部数据总线的位宽,即显示芯片内部使用的数据传输位数。目前主流的显示芯片基本都采用256位的位宽,采用更大的位宽意味着在数据传输速度不变的情况下,瞬间可以传输的数据量更大。就像不同直径的阀门,在水流速度不变的情况下,直径越大可以提供越大的出水量。显示芯片的位宽是显示芯片内部总线的带宽。带宽越大,能提供的计算能力和数据吞吐量越快,这是决定显示芯片水平的重要数据之一。目前最大的位宽为565,438+02位的显示芯片已经推出,这就是Matrox(魔天)公司推出的Parhelia-565,438+02显卡,这是全球首款位宽为565,438+02位的显示芯片。目前市场上所有主流的显示芯片,包括NVIDIA的GeForce系列显卡和ATI的镭龙系列,都采用256位位宽。全球最大的两家显示芯片厂商也将在未来几年采用512位宽。
显示芯片位宽的增加并不意味着芯片的性能更强,因为显示芯片的集成度相当高,设计制造对技术能力要求很高。单纯强调显示芯片的位宽意义不大。只有其他元器件、芯片设计、制造工艺等各方面充分协调,才能体现显示芯片位宽的作用。
动词 (verb的缩写)图形卡的宽度
视频存储器的位宽是视频存储器在一个时钟周期内可以传输的位数。位数越大,瞬间可以传输的数据量就越大,这是显存的重要参数之一。目前市面上有三种内存位宽:64位,128位,256位。以前人们称呼的64位显卡,128位显卡,256位显卡都是指它们对应的内存位宽。内存位宽越高,性能越高,价格也越高。所以高端显卡更多使用256位宽内存,主流显卡基本都是128位内存。
众所周知,内存带宽=内存频率x内存位宽/8,所以在内存频率相同的情况下,内存位宽会决定内存带宽的大小。比如同样内存频率为500MHz的128位和256位内存,它们的内存带宽会是:128 = 500 MHz * 128∕8 = 8gb/s,而256位= 500 MHz * 256 ∕.
显卡的内存是由一块块内存芯片组成的,内存的总位宽也是由内存粒子的位宽组成的。存储位宽=存储粒子位宽×存储粒子数。每个存储颗粒上都有相关制造商的存储编号。你可以在网上查一下数字,找出它的位宽,然后乘以内存粒子数,得到显卡的位宽。这是最准确的方法,但是实现起来比较麻烦。
六、标准记忆类型
显存是显卡上的关键核心部件之一,其质量和容量将直接影响显卡的最终性能。可以说,显示芯片决定了显卡的功能和基本性能,显卡的性能很大程度上取决于内存。无论显示芯片的性能有多出众,最终还是要通过配套的显存来发挥其性能。
视频内存也称为帧缓冲区,用于存储显卡芯片处理或提取的渲染数据。就像计算机的内存一样,视频内存是用来存储要处理的图形信息的组件。我们在显示屏上看到的画面是由像素组成的,每个像素用4-32位甚至64位的数据控制其亮度和颜色。这些数据必须通过显存保存,然后传输到显示芯片和CPU,最后将运算结果转换成图形输出到显示器。
显卡的工作原理是:在显卡开始工作(图形渲染建模)之前,通常会将所需的材质和纹理数据转移到显存中。当显卡开始工作(建模渲染)时,这些数据通过AGP总线传输,显示芯片会通过AGP总线提取显存中存储的数据。除了建模渲染数据,还有大量的顶点数据和工作指令流需要交换。这些数据通过RAMDAC转换成模拟信号,输出到显示终端,最终就是我们。
显存作为显卡的重要组成部分,随着显示芯片的发展也在逐渐改变。从早期的EDORAM、MDRAM、SDRAM、SGRAM、VRAM、WRAM到今天广泛使用的DDR SDRAM内存,经历了多代的进步。
目前市场上使用的显存主要有三种:SDRAM、DDR SDRAM、DDR SGRAM。目前SDRAM颗粒主要用于低端显卡,频率一般低于200MHz,在价格和性能上与DDR没有优势,逐渐被DDR取代。DDR SDRAM是市场上的主流(包括DDR2和DDR3)。一方面是技术成熟,量产导致成本降低,价格便宜。另一方面可以提供更高的工作频率,带来出色的数据处理性能。至于DDR SGRAM,是显卡厂商在同步动态随机存储器(SDRAM)的基础上改进而来的产品,特别是针对绘图仪的需求,为了加强图形的访问处理和绘图控制的效率。S-SGRAM允许以块为单位单独修改或访问内存中的数据。它可以与中央处理器(CPU)同步工作,可以减少内存读取次数,提高绘图控制器的效率。虽然稳定性好,性能好,但是超频性能差,目前很少使用。
七、核心频率
显示芯片的核心频率是指显示核心的工作频率,类似于CPU的主频,其工作频率在一定程度上可以反映显示核心的性能。但是显卡的性能是由核心频率、显存、像素流水线、像素填充率等决定的。所以在显示核心不同的情况下,核心频率高并不代表这款显卡性能强。比如9600PRO的核心频率达到400MHz,高于9800PRO的380MHz,但在性能上肯定比9600PRO好。在同级别芯片中,核心频率越高,性能越好。提高核心频率是显卡超频的方法之一。只有ATI和NVIDIA是主流显示芯片,这两家公司都向第三方厂商提供显示核心。在同样的显示核心下,有些厂商会适当提高产品的显示核心频率,使其工作在高于显示核心的固定频率,以达到更高的性能。
八、记忆频率
显存频率是指显存默认工作在显卡上的频率,单位为MHz。显存的频率在一定程度上反映了显存的速度。视频内存的频率因视频内存的类型和性能而异。SDRAM显存一般工作频率较低,一般为133MHz和166MHz,早已无法满足目前显卡的需求。DDR SDRAM显存可以提供很高的显存频率,主要用于低端显卡。DDR2显存因为成本高,性能一般,用的不多。DDR3显存是高端显卡使用最广泛的显存类型。不同的显存可以提供不同的显存频率,主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等。在高端产品中,有800MHz,1200MHz,1600MHz,甚至更高。
内存频率与内存时钟周期有关,是倒数,即内存频率= 1/内存时钟周期。如果是SDRAM内存,其时钟周期为6ns,那么其内存频率为1/6ns=166 MHz。对于DDR SDRAM或者DDR2或者DDR3来说,时钟周期是6ns,那么它的内存频率就是1/6ns=166 MHz,但是要明白这是DDR SDRAM的实际频率,而不是我们通常所说的DDR内存频率。因为DDR在时钟的上升沿和下降沿都传输数据,所以在一个周期内传输数据两次,相当于SDRAM频率的两倍。习惯上所说的DDR频率就是它的等效频率,它是通过把它的实际工作频率乘以2得到的。所以6ns DDR内存的内存频率是1/6ns*2=333 MHz。具体请看下面各种内存的介绍。
但是需要理解的是,显卡在制造的时候,厂商就设定了显存的实际工作频率,实际工作频率不一定等于显存的最高频率。这种情况现在比较常见。比如显存的最高工作频率是650 MHz,显卡的工作频率在制造的时候就设定为550 MHz。此时显存有一定的超频空间。这是目前厂商惯用的方法,超频是显卡的卖点。另外,显卡用的内存虽然和主板用的内存一样也叫DDR、DDR2甚至DDR3,但由于规格参数差异较大,不能通用,所以也可以叫GDDR、GDDR2、GDDR3。
九、内存带宽
显存带宽是指显示芯片和显存之间的数据传输速率,单位是字节每秒。显存带宽是决定显卡性能和速度的最重要因素之一。为了获得精细(高分辨率)、逼真的色彩(32位真彩色)和平滑(高刷新率)的3D图像,需要要求显卡具有较大的内存带宽。目前显示芯片的性能已经达到很高的水平,处理能力很强。只有大的内存带宽才能保证其足够的数据输入输出。随着多媒体和3D游戏对硬件的需求越来越大,面对高分辨率、32位真彩、高刷新率的3D图像,较低的显存带宽成为制约显卡性能的瓶颈。显存带宽是决定显卡图形性能和速度的重要因素之一。
内存带宽的计算公式为:内存带宽=工作频率×内存位宽/8。目前大多数低端显卡可以提供6.4GB/s和8.0GB/s的内存带宽,而对于高端显卡,则提供20GB/s以上的内存带宽。有条件的话,尽量买内存带宽大的显卡,这是一个选择的关键。
X.渲染管道
渲染流水线(Rendering pipeline)又称渲染流水线,是显示芯片内部处理图形信号的独立并行处理单元。在某种程度上,渲染管道可以比作工厂中各种常见的生产线。工厂里的生产线是为了提高产品的产能和效率,渲染流水线是为了提高显卡的工作能力和效率。
渲染流水线的数量一般用像素渲染流水线的数量×每条流水线的纹理单元数量来表示。比如GeForce 6800Ultra的渲染管道是16×1,也就是说它有16个像素渲染管道,每个管道有1个纹理单元;GeForce4 MX440的渲染管道是2×2,也就是说它有2个像素渲染管道,每个管道有2个纹理单元,以此类推,其他的表示也是如此。
渲染流水线的数量是决定显示芯片性能和档次的最重要参数之一。在显卡核心频率相同的情况下,更多的渲染流水线意味着更大的像素填充率和纹理填充率。从显卡的渲染流水线数量,可以大致判断出显卡的性能和档次。但是显卡的性能不仅仅取决于渲染流水线的数量,还取决于显示核心架构、渲染流水线的执行效率、顶点着色单元的数量、显卡的核心频率和内存频率等等。一般来说,在相同的显示核心架构下,更多的渲染流水线意味着更高的性能。比如16×1架构的GeForce 6800GT比12×1架构的GeForce 6800性能更好,就像工厂里两条同样工艺的生产线比1生产线产能更高,效率更高。在不同的显示核心架构下,渲染流水线数量多并不意味着性能更好。比如4×2架构的GeForce2 GTS的性能就不如2×2架构的GeForce4 MX440,就像工厂里技术先进的1流水线的产能和效率甚至强于只有旧技术的两条生产线一样。
XI。顶点着色单元
顶点着色单元是显示芯片中使用的并行处理单元,用于处理顶点信息,完成着色工作。顶点着色单元决定了显卡的三角形处理和生成能力,因此也是衡量显示芯片性能尤其是3D性能的重要参数。
顶点是图形中最基本的元素。在三维空间中,每个顶点都有自己的坐标、颜色值等参数。三个顶点可以组成一个三角形,显卡生成的立体画面就是由大量的三角形组成的。三角形的数量决定了画面的质量。画面越真实,越漂亮,就越需要三角形来组成。顶点明暗处理单元是将一些信息处理后送到像素渲染单元完成最终的贴图工作,最后输出到显示器成为我们看到的3D画面。而显卡的顶点处理能力不足,要么会降低画质,要么会降低速度。
在同样的显示核心下,顶点着色单元的数量决定了显卡的性能,数量越多性能越高。例如,具有六个顶点着色单元的GeForce 6800GT比只有五个顶点着色单元的GeForce 6800具有更高的性能:但不同显示核心架构中的顶点着色单元越多,并不一定意味着性能越高。还取决于顶点着色单元的效率和显卡的其他参数。比如有四个顶点着色单元的镭龙9800Pro的性能就不如只有三个顶点着色单元的GeForce 6600GT。
十二。图形卡接口
显卡的接口是指用来连接显卡和主板的接口类型。显卡的接口决定了显卡和系统之间数据传输的最大带宽,也就是可以瞬间传输的最大数据量。不同的接口决定了主板能否使用这个显卡。只有主板上有相应的接口才能使用显卡,不同的接口可以给显卡带来不同的性能。
目前各种3D游戏和软件对显卡的要求越来越高,主板和显卡之间需要交换的数据量也越来越大。以前的显卡接口已经不能满足这么大的数据交换量,所以通常主板都有插显卡的插槽。如果显卡接口的传输速度不能满足显卡的需求,显卡的性能就会受到很大的限制,再好的显卡也发挥不出来。到目前为止,显卡的发展已经出现了ISA、PCI、AGP、PCI Express等几种接口,它们所能提供的数据带宽依次增加。其中,2004年推出的PCI Express接口成为解决显卡与系统之间数据传输瓶颈问题的主流,而带有ISA和PCI接口的显卡已经基本被淘汰。
十三。PCI Express接口
PCI Express(以下简称PCI-E)采用业界流行的点对点串行连接。与PCI和早期计算机总线的共享并行架构相比,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,并且可以将数据传输速率提高到很高的频率,达到PCI无法提供的高带宽。与传统的PCI总线只能在单个时间段内实现单向传输相比,PCI-E的双单工连接可以提供更高的传输速率和质量,两者的区别类似于半双工和全双工。
PCI-E的接口根据总线位宽的不同而不同,包括X1、X4、X8和X16,内部接口将使用X2模式,而不是插槽模式。PCI-E规范从1通道连接到32通道,扩展性很强,可以满足不同系统设备对数据传输带宽的不同要求。此外,较短的PCI-E卡可以插入较长的PCI-E插槽使用,PCI-E接口也可以支持热插拔,这也是一大飞跃。PCI-E X1的250MB/ s传输速度可以满足主流音效芯片、网卡芯片、存储设备的数据传输带宽需求,但远远不能满足图形芯片的数据传输带宽需求。所以用来替代AGP接口的PCI-E接口的位宽为X16,可以提供5GB/s的带宽,即使有编码损失,仍然可以提供4GB/s左右的实际带宽,远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽
虽然PCI-E技术规范允许实现X1(250MB/ s)、X2、X4、X8、X12、X16和X32通道规范,但在目前的形式下,PCI-E X1和PCI-E X16已经成为PCI。PCI-E除了提供极高的数据传输带宽之外,还使用串行数据包来传输数据,因此PCI-E接口的每个管脚都可以获得比传统I/O标准更多的带宽,可以降低PCI-E设备的生产成本和体积。此外,PCI-E还支持高级电源管理、热插拔、同步数据传输和优先级数据传输的带宽优化。
兼容性方面,PCI-E在软件上兼容目前的PCI技术和设备,支持PCI设备和内存模块的初始化。也就是说,过去的驱动程序和操作系统可以支持PCI-E设备,而不需要重新发明。目前,PCI-E已经成为显卡接口的主流。不过早期虽然有芯片组提供了PCI-E作为显卡的接口,但是速度都是4X而不是16X,比如VIA PT880 Pro,VIA PT880 Ultra。当然,这种情况极其罕见。
十四。拉姆DAC
RAMDAC是随机存取存储器数模转换器的缩写,即随机存取存储器数模转换器。RAMDAC用于将显存中的数字信号转换成显示器可以显示的模拟信号,其转换速率用MHz表示。
计算机处理数据的过程,其实就是把东西数字化的过程。一切都会被处理成0和1两个数字,然后不断累加。图形加速卡也是依靠这些0和1来处理每个像素的颜色、深度和亮度。显卡产生的信号都是用数字表示的,但是所有的CRT显示器都是工作在模拟模式下,无法识别数字信号,所以必须有相应的设备将数字信号转换成模拟信号。RAMDAC是显卡中把数字信号转换成模拟信号的设备。
RAMDAC的转换速率用MHz表示,决定了刷新频率(类似于显示器“带宽”的意思)。工作速度越高,频带越宽,高分辨率下的画质越好。该值决定了内存充足的显卡支持的最大分辨率和刷新率。如果要在1024×768的分辨率下达到85Hz的分辨率,RAMDAC的速度至少要达到1024×768×85×1.344÷1.06≈90 MHz。
目前主流显卡RAMDAC可以达到350MHz和400MHz,足以满足并超过目前大部分显示器所能提供的分辨率和刷新率。