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【漠風(fēng)】電腦科普#2-顯卡是什么

2020-03-29 20:29 作者:漠風(fēng)Mo_Feng_ 0人讀過 | 我要投稿

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本專欄共5928字，仔細(xì)閱讀需約三十分鐘

（本專欄所有內(nèi)容版權(quán)歸Bilibili：大漠之風(fēng)Mo_Feng_所有，轉(zhuǎn)載請注明來源）

（本人知識(shí)有限，有任何錯(cuò)誤歡迎在評(píng)論區(qū)內(nèi)指出）

2.0寫在前面

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最近，有小朋友問我，說電腦的顯卡到底是什么，今天我就做一期專欄來講一下這個(gè)問題。這期專欄帶*的部分為進(jìn)階內(nèi)容，想要加深對顯卡的了解的朋友可以著重學(xué)習(xí)一下這部分內(nèi)容。

2.1 顯卡是什么

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顯卡，Graphis Card,又稱GPU

是將CPU處理完成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像的電腦部件。這就好比我們跟電腦對話，顯卡就像是把電腦的大腦里處理完成的語言信息，轉(zhuǎn)化成語音的“嘴”。

2.2 現(xiàn)在市面上有哪些顯卡

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現(xiàn)在市場上主流游戲顯卡由兩家負(fù)責(zé)研發(fā)，AMD（前身為ATI，于2006年左右被AMD收購）和Nvidia。而顯卡具體的制造商則有專門制造Nvidia顯卡的華碩、技嘉、微星、華擎、映眾、影馳、索泰、EVGA、七彩虹、NVIDIA官方等。以及專門制造AMD顯卡的XFX（訊景）、藍(lán)寶石、迪蘭（恒進(jìn)）、盈通、銘瑄、映泰等。Intel也有自己性能羸弱的核心顯卡。

Nvidia和AMD顯卡具體產(chǎn)品系列如下：

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NVIDIA：

Geforce產(chǎn)品線：

GTX系列：高端游戲顯卡

GT系列：低端亮機(jī)顯卡

QUADRO系列：專業(yè)圖形顯卡

RTX系列：高端支持光線追蹤游戲顯卡

AMD：

RADEON產(chǎn)品線：

R（X）系列：功耗較高，高端型號(hào)性能湊合

RX系列：最新的游戲顯卡產(chǎn)品線

HD系列：較老的游戲顯卡產(chǎn)品線，高端型號(hào)性能湊合，功耗很高，對電源瓦數(shù)和質(zhì)量要求較高

2.3 顯卡的各項(xiàng)參數(shù)都代表什么意思

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使用小軟件——GPU－Z，即可查看顯卡參數(shù)（由于很多版本漢化得亂七八糟，這里會(huì)同時(shí)給出英文和中文）（部分版本的某些參數(shù)位置可能不一定相同，圖例僅供參考）

2.3.1 顯卡名稱（Name）

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就是顯卡的型號(hào)，可以用這個(gè)型號(hào)判斷顯卡性能和去配合顯卡的系列名稱查詢顯卡的詳細(xì)參數(shù)。（有些假卡改寫了這個(gè)參數(shù)，請注意辨別）

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（顯卡和CPU不同，各廠家生產(chǎn)的顯卡沒有一個(gè)統(tǒng)一的對于頻率的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家或者定位的顯卡核心頻率基本不同，顯存的頻率也不同（廠家根據(jù)芯片體質(zhì)和供電出場設(shè)定不同的頻率））

*2.3.2 GPU（核心代號(hào)）

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這個(gè)參數(shù)代表了這張顯卡使用的核心種類，核心不同，會(huì)直接決定顯卡的性能。也可以靠這個(gè)參數(shù)直接辨別顯卡的型號(hào)（但無法分辨生產(chǎn)廠家和系列）

2.3.3 生產(chǎn)工藝（Technology）

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這個(gè)參數(shù)顯示了這張顯卡的核心所使用的制造工藝，跟CPU的制程是一個(gè)道理，數(shù)字越大，代表這張顯卡的核心使用的制造工藝越落后，發(fā)熱量也會(huì)在同性能下更大（能耗比低）

*2.3.4 BIOS版本（BIOS Version）

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這個(gè)參數(shù)顯示了你的顯卡使用的BIOS（Basic Input/Output System, 基本的輸入輸出系統(tǒng)？）版本，一般不需要更新，除非你想要修改顯卡的頻率等參數(shù)限制或者永久性超頻等。這些技巧在470D刷470BIOS，470刷570BIOS再超成580這些操作里都有應(yīng)用

2.3.5 發(fā)布日期（Release Date）

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這個(gè)參數(shù)顯示了這張顯卡的官方發(fā)布日期，這可以幫助我們更好地了解這張顯卡是否過保，一般主流顯卡的保修期是三年，不同的廠家也可能有不同的保修政策，這僅作為一個(gè)參考，判斷自己的顯卡是否很老了，需要更換（個(gè)人建議是GTX7系列或更老以及HD7系列或更老最好換新顯卡（注意自己的CPU帶不帶的動(dòng)）（后面會(huì)講搭配問題））

*2.3.6 總線接口（Bus Interface）

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這個(gè)參數(shù)顯示了這張顯卡與CPU之間連接的插槽形態(tài)（這東西很難形容），可以用此來計(jì)算顯卡與CPU之間的帶寬（對于AMD方面的核顯不太友好，經(jīng)常識(shí)別錯(cuò)誤，而對獨(dú)立顯卡和英特爾的核顯比較友好，僅供參考）。如果顯卡與CPU之間的等效連接帶寬低于PCIe 2.0 X16,在大部分的主流卡上就會(huì)造成明顯的性能損失。如果是PCIe 3.0 x8的話，對于目前的主流顯卡也不會(huì)造成10%以上的性能損失。

2.3.7 子供應(yīng)商（Subvendor）

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這個(gè)參數(shù)顯示了GPU的具體生產(chǎn)廠家，一般是可靠的，一些寨廠使用別的廠家的核心制造的寨卡除外可能會(huì)有偏差。

*2.3.8 渲染器（Shaders）

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即流處理器，是影響顯卡性能的最重要的指標(biāo)。流處理器越多，代表這張顯卡在條件相同下比流處理器少的顯卡性能更加強(qiáng)勁，功耗也會(huì)更高。通過這一項(xiàng)指標(biāo)可以在很大程度上分辨假卡，以及判斷顯卡的大概性能

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但在不同的架構(gòu)或者頻率下，單靠這個(gè)指標(biāo)并不能直接對比，就像CPU的核心數(shù)一樣，不確定CPU的架構(gòu)和頻率，無法通過核心數(shù)比較性能

*2.3.9 Direct X支持（Direct X Support）

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Direct X是一微軟研發(fā)的目前應(yīng)用范圍很廣的顯卡的圖形API。API，可以理解為為顯卡的流處理器編程的語言，也可以跟CPU的指令集類比記憶。*具體可以觀看以下視頻了解更多：

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這個(gè)參數(shù)顯示了當(dāng)前顯卡支持的最高的Direct X版本，如果顯示為12，即支持目前最新的Direct X 12技術(shù)，可以游玩DX12的游戲。當(dāng)然，Direct X API也是支持向下兼容的，即你的DX12顯卡也可以正常游玩運(yùn)行在DX9下的游戲。目前的主流顯卡均支持DX12，所以這并不是非常重要的參數(shù)。

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

這是兩個(gè)體現(xiàn)顯卡性能的指標(biāo)，但是現(xiàn)在已經(jīng)不被人重視了（3D Mark跑分不香嗎），也沒必要去了解它背后的原理。只需要知道它代表顯卡的性能就可以了

*2.3.11 顯存類型（Memory Type）

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顯存就相當(dāng)于顯卡的自己的內(nèi)存，跟CPU一樣，顯卡也需要數(shù)據(jù)緩存區(qū)，因?yàn)楹诵膬?nèi)部沒有各級(jí)緩存，所以顯存的速度比內(nèi)存可是要快上好幾倍的。

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這個(gè)參數(shù)顯示了當(dāng)前顯卡的顯存類型以及顯存生產(chǎn)的廠家，現(xiàn)在的顯存生產(chǎn)被三家企業(yè)壟斷，三星、美光、SK海力士，三星的顯存超頻比較厲害，其他兩家稍差一點(diǎn)，其他方面都基本相同?，F(xiàn)在主流的顯存版本有GDDR5、GDDR5X（可以理解為GDDR5的增強(qiáng)版）、HBM、HBM2、GDDR6。越往后，顯存的速度（帶寬）就越快

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GDDR5、GDDR5X和GDDR6比較特殊，要特別注意它的頻率

HBM和HBM2也比較特殊，要特別注意它的形態(tài)

如果是核顯或者集顯的話，需要占用電腦的一部分內(nèi)存作為顯存，性能也比較弱

*2.3.12 總線寬度（顯存位寬）（Bus Width）

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總線的寬度就相當(dāng)于顯存與顯卡核心之前的數(shù)據(jù)連接線的寬度，這直接影響了顯存的讀取速度，也一定程度上影響了顯卡性能（數(shù)據(jù)運(yùn)不過來的話會(huì)拖累核心）（比如1060 3g版和1060 6g版），常見的顯存位寬有128bit 384bit 256bit等。

2.3.13 顯存大?。∕emory Size）

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這個(gè)參數(shù)顯示了當(dāng)前顯卡所專用的顯存，顯存越大，相應(yīng)的存儲(chǔ)畫面信息的能力就越強(qiáng)，大型3A游戲大多都對顯存大小有要求，很多畫面特效開啟后以及分辨率的提高都需要多占用一定的顯存，所以較高的特效就對顯存提出了較高的需求。同時(shí)，顯存越大，相應(yīng)的顯存位寬就會(huì)加大（不一定），所以當(dāng)顯卡有兩種顯存版本的時(shí)候，建議選擇較高顯存容量的版本，以保證性能釋放。

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以我自己的例子來說，我之前那一張R9 370 4G版（現(xiàn)在已經(jīng)戰(zhàn)損去世了），在我進(jìn)行OBS顯卡編碼錄屏的同時(shí)，游玩800*600分辨率下的中特效孤島驚魂5，在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)內(nèi)可以很明顯地看到顯存占用可以到2-3G左右（可以去看下我之前的視頻），而幀數(shù)在大多數(shù)場景下可以穩(wěn)定在60幀左右。其實(shí)R9 370還有一個(gè)2G顯存的版本，這么看下來，2G顯存的版本就無法保證顯卡的正常性能釋放，反而會(huì)拖累核心的處理能力。（1060 3G版也很容易爆顯存）

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如果游戲?qū)︼@卡的顯存占用超過顯卡本身的顯存后，就會(huì)造成“爆顯存”現(xiàn)象，系統(tǒng)會(huì)很匆忙地把內(nèi)存劃出一部分臨時(shí)供顯卡使用，DDR3 1333頻率下的內(nèi)存讀寫速度僅有10GB/s，而GDDR5顯存的讀寫速度都可以超過100GB/s，這樣的巨大差距，就會(huì)導(dǎo)致幀數(shù)暴降，從一百多降到二十出頭都是正?，F(xiàn)象。

*2.3.14 帶寬（顯存帶寬）（Bandwith）

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這個(gè)參數(shù)顯示了顯存與核心之間的數(shù)據(jù)傳輸速度，不同顯卡之間的數(shù)據(jù)對比無法代表性能孰高孰低，只有同核心的情況下的比較才能稍微做一些比較。不然的話比較沒什么參考價(jià)值。

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顯存帶寬有一個(gè)公式計(jì)算，但是我們一般人用不上，HBM2和GDDR6的顯存帶寬都比較高，前者是通過較高的顯存位寬，后者是通過較高的顯存頻率。

2.3.15 驅(qū)動(dòng)版本（Driver Version）

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這個(gè)參數(shù)顯示了這張顯卡所使用的驅(qū)動(dòng)版本號(hào)以及當(dāng)前系統(tǒng)的版本，便于查看驅(qū)動(dòng)版本號(hào)以確定當(dāng)前驅(qū)動(dòng)版本是否為最新

2.3.16 GPU頻率（GPU Clock）和默認(rèn)頻率（Deafult Clock）

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GPU頻率顯示了當(dāng)前顯卡的核心頻率和顯存頻率

默認(rèn)頻率顯示了顯卡的默認(rèn)核心頻率和顯存頻率

這兩個(gè)數(shù)據(jù)搭配查看可以查看顯卡的超頻效果以及顯卡的Boost頻率

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現(xiàn)代的顯卡已經(jīng)和CPU一樣，擁有了“睿頻”，放在顯卡上就改了名，變成了“Boost頻率”。和CPU一樣，如果溫度合適，顯卡的核心也會(huì)在高負(fù)載時(shí)自動(dòng)拔高頻率，顯存沒有Boost頻率的說法。

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注：GDDR系列顯存等效的頻率為顯示的四倍，這兩種頻率極容易搞混，還好倍數(shù)是四倍，拉開的差距比較大，可以大概分辨出說的是哪種頻率（等效頻率OR實(shí)際頻率）

*2.3.17 計(jì)算特性（Computing）

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最下面的一欄復(fù)選框時(shí)無法自行手動(dòng)勾選的，因?yàn)檫@一行的勾勾均表示了顯卡支持的運(yùn)算特性，其中最有用的一個(gè)，當(dāng)屬CUDA了。這是N卡專用的計(jì)算特性，可以在某些運(yùn)算上起到加速作用，例如渲染視頻和預(yù)覽視頻，在Pr中開啟水銀加速，即可把渲染時(shí)的一部分工作交由顯卡完成，來降低CPU的負(fù)擔(dān)。而A卡沒那么幸運(yùn)，只能使用Open CL加速，效果不明顯，顯卡的占用率也不高

2.4 顯卡的是怎么組成的

顯卡的組成圖大體如上，下面有幾個(gè)具體要講的點(diǎn)

1.核心供電不一定兩邊都有，大部分低端卡僅有在核心左側(cè)有幾項(xiàng)供電

2.2080ti使用的是GDDR6顯存，是獨(dú)立在外的，大部分顯卡均為這種形式，但HBM系列顯存則采用了與核心封裝在一起的方式，具體如下圖，不必?fù)?dān)心自己的顯存位置為什么空空如也哦，HBM顯存比起GDDR系列顯存更容易散熱，是好事。

3.顯卡的供電接口有理論的最大供電瓦數(shù)值，8Pin接口可以最大提供150W的電力，而6Pin接口也可以最大提供75W的電力。要注意的是，顯卡也可以從PCIe槽中獲得額外的75W的電力，這就是為什么一些低端卡不需要外接供電的原因。也就是說，我買了一張2080Ti，它有兩個(gè)8Pin供電接口，那么這張卡理論上的最大功耗就是375W，如果實(shí)際功耗高于這個(gè)數(shù)值，顯卡就會(huì)自己降頻。當(dāng)年GTX590曾經(jīng)因?yàn)楣奶?，兩個(gè)8Pin接口仍然滿足不了它的電力需求，顯卡就偷偷地從PCIe槽里偷電，最后導(dǎo)致PCIe槽燒毀。GTX590也成為了一代核彈，被玩家所嘲諷?，F(xiàn)代的顯卡功耗沒有再高到過那個(gè)程度，所以這種事情估計(jì)將成為歷史。

（大部分電源的顯卡8Pin供電都支持拆為6Pin供電，可以通用）

（不要輕易地購買某寶上的轉(zhuǎn)接線把6Pin接口轉(zhuǎn)接成8Pin接口，或者把大4D轉(zhuǎn)成6Pin，極容易燒毀線材、自動(dòng)關(guān)機(jī)、不開機(jī)、藍(lán)屏、死機(jī)、甚至燒毀電源和顯卡。）

4.現(xiàn)在顯卡的交火和SLI已經(jīng)逐漸地淡出了大家的視野，消失在歷史的長河之中。最主要的原因是現(xiàn)在的游戲都已經(jīng)不支持雙卡交火和SLI了，并且顯卡的交火效率也不是很高，功耗又高，有需要雙倍的金錢，性價(jià)比較低。交火和SLI技術(shù)最后消失是必然，不必過度驚訝。

2.5 如何判斷顯卡的性能處于什么水平

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有多種方法，最常用的有查天梯圖和跑分。

2.5.1 天梯圖

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進(jìn)入網(wǎng)頁，下載最新版的顯卡天梯圖：https://tieba.baidu.com/p/6133450546，進(jìn)行比較。

注：越往下的顯卡，性能越差。并且每一級(jí)的差距不是線性的

2.5.2 3D Mark跑分

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在steam商店搜索3D Mark，購買并安裝，運(yùn)行Time Spy Extreme（DX12 4K）和Fire Strike Extreme（DX11 4K）測試。注意讀取顯卡的分?jǐn)?shù)，而不是最上面的圈圈總分。（這種方法需要較大的分?jǐn)?shù)基數(shù)，家境貧寒背不下分?jǐn)?shù)的通知還是跟我一樣乖乖地看天梯圖吧）