[课程]显卡主要参数介绍

[课程]显卡主要参数介绍 显卡主要参数介绍 显卡的主要参数: 1:GPU 2:显存容量 3:显存速度 4:显存封装 5:显存类型 6:显存位宽 7:默认核心频率 (GPU的工作频率) 8:默认显存频率 (显存频率跟显存速度有关，速度越快频率越高) 9:接口部分 10:其它性能 支持DirectX 9.0，OpenGL2.0 显卡?显存类型 显存是显卡上的关键核心部件之一，它的优劣和容量大小会直接关系到显卡的最终性能表现。可以说显示芯片决定了显卡所能提供的功能和其基本性能，而显卡性能的发挥则很大程度上取决于显存。无论显示芯片的性能如何出众，最终其性能都要通过配套的显存来发 挥。 显存，也被叫做帧缓存，它的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。如同计算机的内存一样，显存是用来存储要处理的图形信息的部件。我们在显示屏上看到的画面是由一个个的像素点构成的，而每个像素点都以4至32甚至64位的数据来控制它的亮度和色彩，这些数据必须通过显存来保存，再交由显示芯片和CPU调配，最后把运算结果转化为图形输出到显示器上。 作为显示卡的重要组成部分，显存一直随着显示芯片的发展而逐步改变着。从早期的EDORAM、MDRAM、SDRAM、SGRAM、VRAM、WRAM等到今天广泛采用的DDR SDRAM显存经历了很多代的进步。 目前市场中所采用的显存类型主要有SDRAM，DDR SDRAM，DDR SGRAM三种。SDRAM颗粒目前主要应用在低端显卡上，频率一般不超过200MHz，在价格和性能上它比DDR都没有什么优势，因此逐渐被DDR取代。DDR SDRAM是市场中的主流，一方面是工艺的成熟，批量的生产导致成本下跌，使得它的价格便宜;另一方面它能提供较高的工作频率，带来优异的数据处理性能。至于DDR SGRAM，它是显卡厂商特别针对绘图者需求，为了加强图形的存取处理以及绘图控制效率，从同步动态随机存取内存(SDRAM)所改良而得的产品。SGRAM允许以方块 (Blocks) 为单位个别修改或者存取内存中的资料，它能够与中央处理器(CPU)同步工作，可以减少内存读取次数，增加绘图控制器的效率，尽管它稳定性不错，而且性能表现也很好，但是它的超频性能很差劲。 FPM显存 : FPM DRAM(Fast Page Mode RAM): 快速页面模式内存。是一种在486时期被普遍应用的内存(也曾应用为显存)。72线、5V电压、带宽32bit、基本速度60ns以上。它的读取周期是从DRAM阵列 中某一行的触发开始，然后移至内存地址所指位置，即包含所需要的数据。第一条信息必须被证实有效后存至系统，才能为下一个周期作好准备。这样就引入了“等待状态”，因为CPU必须傻傻的等待内存完成一个周期。FPM之所以被广泛应用，一个重要原因就是它是种而且安全的产品，而且很便宜。但其性能上的缺陷导致其不久就被EDO DRAM所取代，此种显存的显卡已不存在了。 EDO显存: EDO (Extended Data Out) DRAM，与FPM相比EDO DRAM的速度要快5%，这是因为EDO内设置了一个逻辑电路，借此EDO可以在上一个内存数据读取结束前将下一个数据读入内存。设计为系统内存的EDO DRAM原本是非常昂贵的，只是因为PC市场急需一种替代FPM DRAM的产品，所以被广泛应用在第五代PC上。EDO显存可以工作在75MHz或更高，但是其标准工作频率为66 MHz，不过其速度还是无法满足显示芯片的需要，也早成为“古董级”产品上才有的显存。 SGRAM显存: SGRAM是Synchronous Graphics DRAM的缩写，意思是同步图形RAM是种专为显卡设计的显存，是一种图形读写能力较强的显存，由SDRAM改良而成。它改进了过去低效能显存传输率较低的缺点，为显示卡性能的提高创造了条件。SGRAM读写数据时不是一一读取，而是以"块"(Block)为单位，从而减少了内存整体读写的次数，提高了图形控制器的效率。但其设计制造成本较高，更多的是应用于当时较为高端的显卡。目前此类显存也已基本不被厂商采用，被DDR显存所取代。 SDRAM显存: SDRAM，即Synchronous DRAM(同步动态随机存储器)，曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型，即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。既然是“同步动态随机存储器”，那就代表着 它的工作速度是与系统总线速度同步的。SDRAM内存又分为PC66、PC100、PC133等不同规格，而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度，比如PC100，那就说明此内存可以在系统总线为100MHz的电脑中同步工作。 与系统总线速度同步，也就是与系统时钟同步，这样就避免了不必要的等待周期，减少数据存储时间。同步还使存储控制器知道在哪一个时钟脉冲期由数据请求使用，因此数据可在脉冲上升期便开始传输。SDRAM采用3.3伏工作电压，168Pin的DIMM接口，带宽为64位。SDRAM不仅应用在内存上，在显存上也较为常见。 SDRAM可以与CPU同步工作，无等待周期，减少数据传输延迟。优点:价格低廉，曾在中低端显卡上得到了广泛的应用。SDRAM在DDR SDRAM成为主流之后，就风光不再，目前则只能在最低端的产品或旧 货市场才能看到此类显存的产品了。 DDR显存: DDR显存非为两种，一种是大家习惯上的DDR内存，严格的说DDR应该叫DDR SDRAM。另外一种则是DDR SGRAM，此类显存应用较少、不多见。 DDR SDRAM 人们习惯称DDR SDRAM为DDR。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写，是双倍速率同步动态随机存储器的意思。DDR SDRAM是在SDRAM基础上发展而来的，仍然沿用SDRAM生产体系，因此对于内存厂商而言，只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进，即可实现DDR内存的生产，可有效的降低成本。 SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期 进行数据传输;而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。 与SDRAM相比:DDR运用了更先进的同步电路，使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行，又保持与CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop，延时锁定回路提供一个数据滤波信号)技术，当数据有效时，存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据，每16次输出一次，并重新同步来自不同存储器模块的数据。DDL本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，因而其速度是标准SDRA的两倍。DDR SDRAM是目前应用最为广泛的显存类型，90%以上的显卡都采用此类显存。 DDR SGRAM DDR SGRAM是从SGRAM发展而来，同样也是在一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据。可以在不增加频率的情况下把数据传输率提高一倍。DDR SGRAM在性能上要强于DDR SDRAM，但其仍旧在成本上要高于DDR SDRAM，只在较少的产品上得到应用。而且其超频能力较弱，因其结构问超频容易损坏。 显卡?显存频率 显存频率是指默认情况下，该显存在显卡上工作时的频率，以MHz(兆赫兹)为单位。显存频率一定程度上反应着该显存的速度。显存频率随着显存的类型、性能的不同而不同，SDRAM显存一般都工作在较低的频率上，一般就是133MHz和166MHz，此种频率早已无法 满足现在显卡的需求。DDR SDRAM显存则能提供较高的显存频率，因此是目前采用最为广泛的显存类型，目前无论中、低端显卡，还是高端显卡大部分都采用DDR SDRAM，其所能提供的显存频率也差异很大，主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等，高端产品中还有800MHz或900MHz，乃至更高。 显存频率与显存时钟周期是相关的，二者成倒数关系，也就是显存频率,1/显存时钟周期。如果是SDRAM显存，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz;而对于DDR SDRAM，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz，但要了解的是这是DDR SDRAM的实际频率，而不是我们平时所说的DDR显存频率。因为DDR在时钟上升期和下降期都进行数据传输，其一个周期传输两次数据，相当于SDRAM频率的二倍。习惯上称呼的DDR频率是其等效频率，是在其实际工作频率上乘以2，就得到了等效频率。因此6ns 的DDR显存，其显存频率为1/6ns*2=333 MHz。 但要明白的是显卡制造时，厂商设定了显存实际工作频率，而实际工作频率不一定等于显存最大频率。此类情况现在较为常见，如显存最大能工作在650 MHz，而制造时显卡工作频率被设定为550 MHz，此时显存就存在一定的超频空间。这也就是目前厂商惯用的方法，显卡以超频为卖点。 显卡?显存容量 显存容量是显卡上显存的容量数，这是选择显卡的关键参数之一。显存容量决定着显存临时存储数据的多少，显卡显存容量有16MB、32MB、64MB、128MB几种，16MB和32MB显存的显卡现在已较为少见，主流的是64MB和128MB的产品，还有部分产品采用了256MB的显存容量。 对于选择多大的显存容量合适，这取决于多种因素，比如应用的 环境和硬件的相互制约关系，但通常来讲可以参考下面公式: 显存容量,显示分辨率×颜色位数/8bit。 比如现在显示分辨率基本都是1024x768，颜色位数为32bit，那么需要的显存容量,1024x768x32bit/8bit,3145728 byte，可是这针对是2D显卡(普通平面)，如果是3D加速卡，那么需要的显存容量为1024x768x32bitx3/8bit,9437184byte,9.216MB，这是最低需求，而且还必须增加一定的容量作为纹理显示内存，否则当显示资源被完全占用时，计算机只有占用主内存作为纹理内存，这样的二次调用会导致显示性能下降，因此作为真正的3D加速卡显存容量一定大于9.216MB。目前工作站显卡显存都在64MB以上。比如2D绘图应用，即使在1600x1200的情况下，它也最多是1600x1200x32bit/8bit,7680000byte,7.5MB，如果是三维绘图比如3D Studio Max，那么容量需求是7.5x3,22.5MB，不过这是最低需求，因此32MB容量的显存是应付这类2D绘图或者娱乐的视频播放、普通三维设计。对于工作站而言，由于运行更大的软件，更大的运算，所以显存至少应该在64M以上。 显卡?带宽 带宽这个词在电子学领域里很常用，它的意思是指波长、频率或能量带的范围，特指以每秒周数表示频带的上、下边界频率之差。可以显见带宽是用来描述频带宽度的，但是在数字传输方面，也常用带宽来衡量传输数据的能力。用它来表示单位时间内传输数据容量的大小，表示吞吐数据的能力。 很多文章里往往看见关于带宽的各种描述，那么怎么计算有关存储器的带宽呢,对于存储器的带宽计算有下面的方法: B表示带宽，F表示存储器时钟频率，D表示存储器数据总线位数，则带宽为: B=F×D/8 例如，PC-100的SDRAM带宽计算如下: 100MHZ×64BIT/8=800MB/S 当然，这个计算方法是针对仅靠上升沿信号传输数据的SDRAM而言的，对于上升沿和下降沿都传输数据的DDR来说计算方法有点变化，应该在最后乘2，因为它的传输效率是双倍的，这也是DDR能够有如此高性能的重要原因。 对于和存储器带宽关系很大的总线带宽也同样可以利用这个方法来计算，例如PCI和AGP等总线。比如，PCI带宽=33MHz×32BIT,8=133MB/S，AGP 1X总线的带宽为66MHz×64BIT,8=528MB/S，AGP 4X带宽=528MHz×4=2.1GB/秒。 通过这样的计算我们不难看出，总线的发展伴随着带宽的扩展，只有高带宽的总线才能不断的满足当前各种硬件对数据传输的。比如显卡当年从PCI总线到AGP，正是因为PCI总线的133MB/S传输速率早已不能满足各种图形处理的要求。而从AGP1X到AGP4X直到AGP8X都使得传输带宽不断的得到了扩展。 显卡?显存位宽 位宽的真正意思是说~同一时间内所能同时传送带宽，打个比方如果64位是一个双车道马路的话~128位就好比是4车道的马路，如 此一来在相同的时间内4车道肯定比双车道的流通量大的多~256位更是如此。 显卡?GPU GPU既Graphics Processing Unit，图形处理器。简单来说，就是显卡的CPU。其能够从硬件上支持T&L(Transform and Lighting，多边形转换与光源处理)的显示芯片，因为T&L是3D渲染中的一个重要部分，其作用是计算多边形的3D位置和处理动态光线效果，也可以称为“几何处理”。而一个好的T&L单元，可以提供细致的3D物体和高级的光线特效。 显卡?显存封装 目前，显存封装形式分为TSOP(Thin Small Out,Line Package，薄型小尺寸封装)、QFP(Quad Flat Package，小型方块平面封装)和BGA(Ball Grid Array，球闸阵列封装)三种。 QFP封装在早期的显卡上使用的比较频繁，但少有速度在4ns以上的QFP封装显存，因为工艺的问题，目前已经逐渐被TSOP和BGA所取代。目前的显卡当中，使用最多的就是TSOP封装的显存颗粒，其工艺成熟，成本合理，因而受到不少厂商的青睐。 显卡?核心/显存频率 其表示显卡的显示芯片和显存的实际工作频率分别是xxx,,,和xxx,,,，当其显存芯片是,,,型，显存的实际工作频率只有 xxx,,,?,,xxx,,,。但无论怎么说，这里的两个数据仍然是越高越好。如果需要存芯片的技术规格可以利用这里给出的显存工作频率数据自行计算。方法是:显存颗粒时钟周期(用纳秒即,,表示),,,显存实际工作频率。 显卡?接口部分 其是为适应显示器提供的。AGP8X 兼容4X 接口通常包括1个VGA,1个S-VIDEO,1个DVI-I的输出接口。