黑鲨为你分享台式电脑显卡知识大全(科普帖)

2019/02/24 418

黑鲨台式电脑显卡知识

我们每天基本上都会与电脑打交道,电脑已经与我们的日常生活息息相关。我们虽然都懂得电脑的基本操作,但是又有多少人知道电脑每个配件的意义与作用呢?今天黑鲨小编要为大家科普的就是台式电脑非常重要的组成部分,有关显卡的相关知识,快快来一起学习一下吧!

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1.显卡名词解释

显示接口卡(Video card,Graphics card)、显示器配置卡简称为显卡,是个人电脑基本组成部分之一。用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动,并向显示器提供信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人电脑主板的重要元件。对于从事专业图形设计和高端游戏发烧的人来说显卡非常重要。

民用显卡芯片供应商主要包括AMD(原ATI)和nVIDIA(英伟达)两家。具体的显卡发展史本文就不介绍了。

2.显卡分类

显卡按照存在位置分为集成显卡和独立显卡两大类。

集成显卡:

一种是指主板芯片组集成了显示芯片,使用这种芯片组的主板就可以不需要独显就实现显示功能,满足一般的家庭影音娱乐和办公应用,节省购买独显的开支。集成显卡的主板一般不带有显存,使用系统的一部分内存作为显存,一般可以在主板的BIOS里面调整,具体常见最大不超过256MB。

一种是指处理器内部集成了显示芯片,即“核显”。一般分为AMD现在的“APU”和英特尔的“核芯显卡”。显存同样从内存分享而来,由于核显性能的飞跃,现在的核显对内存性能的依赖很严重,还会较大程度的影响CPU的性能。

独立显卡:

独立显卡,简称独显,是指成独立的板卡存在,需要插在主板的相应接口上的显卡。独立显卡具备单独的显存,不占用系统内存(但当独立显存不够用时可以共享内存作为显存),而且技术上领先于集成显卡,能够提供更好的显示效果和运行性能。

独显由于拥有独立的一套运行环境,使得其核心运算有很大的发挥空间,因而性能相对于集成显卡来说有较大的飞跃。不过对于低端入门独显来说,并非一定比集显的性能要好。这个造成的主要原因是核显性能的飞跃。不过,较高性能的核显对应的CPU型号也属于高端,所以低端独显仍然可以存在,用来和低端CPU组合,或者作为JS坑钱的配置。

3.显示核心(GPU)

GPU全称是Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖,并进行部分原本CPU的工作,尤其是在3D图形处理时。如果说CPU是整个机器的心脏,那么GPU就是整个显卡的心脏。显卡负责的图形处理全部依靠这颗小小的GPU。一般说来,衡量GPU工作能力的参数有两个:流处理器数量和核心工作频率。其他特性:光栅单元(ROPS),L1缓存,核心面积,制造工艺。

GPU有不同的架构,其包含的参数直接决定了显卡性能的高低。主要参数是流处理器和显存控制器,与GPU代号有关。

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ARES核心Cypress

4.显卡PCB

印刷线路板(PCB,Printed Circuit Board)主要功能是提供电子元器件之间的相互连接。如果一张显卡连最基本的电路都设计不好的话,即使给你再好的电容、显存颗粒等等可能也无法稳定的运行,更别提进一步超频什么的了。所以PCB对显卡来说也是非常重要的。一般说来,PCB的层数越多,长度越长,容纳的电气元件越多,电路越复杂,用料越多,显卡性能越好。

PCB上主要查看的是用料的高低。可以通过粗略查看电子元件的密度,显卡供电相数来判断同型号显卡的好坏。

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ARES显卡正面PCB

5.显存

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。显存的参数有:显存类型,容量,位宽,频率(延迟)。

从某种意义上讲,显存类型是当下选择显卡需要加大关注的地方。目前最好的显存类型是GDDR5,等效频率最高,其次是GDDR3,最后是目前常见的DDR3。注意,GDDR3和DDR3不是一样的,前者是专属显存,是基于DDR2内存改造而成,而DDR3是普通的内存,年代比GDDR3要新,但延迟和频率比不过GDDR3。之所以DDR3大量应用,是因为成本很低,为了缩减成本,用DDR3不足为奇。

容量:

容量,一般说来,够用足矣,没必要追求显存大。1680*1050分辨率,1G显存;1440*900及其以下,512M就可以;1920*1080,至少1.5G显存。对于某些极端游戏来说,2G显存可能都在1080P下不够用,但普遍游戏来说不会出现问题。

动态共享显存技术,是将内存划分为显存,以便当显卡独立显存不够用时临时占用。N卡将此技术成为TC,A卡为HM,这也就是市面上经常听见显卡是TC1024M或者HM1024M的,这时候所谓的显存大小就是共享后独立显存和共享显存容量之和,买显卡的时候需要注意。

显存位宽:

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,这是显存的重要参数之一。位宽是由每个颗粒的位宽和使用数量决定的,比如每个颗粒32bit位宽,使用8颗并联就是256bit位宽了(其实容量也是这样决定的,128M*8=1024M)。位宽的作用就是增大带宽,带宽后面会有解释。

显存频率:

频率,显存的实际频率,等效频率是两个概念。由于现在显存都基于DDR系列内存改造,DDR因为能在时钟的上升沿和下降沿都能传送数据,所以比SDR同频效率高了一倍,因而就有了等效频率这一说法。GDDR3和DDR3都是等效两倍,而GDDR5是2倍于GDDR3的数据预取量和DQ并行总线,使GDDR5显存的实际速度又快了一倍,等效4倍。这也就是为什么GDDR5频率很高,只是等效频率高了,实际频率和GDDR3差不远。

带宽:

除容量外,类型、位宽和频率能共同决定一个重要的参数——带宽。显存带宽是指显示芯片与显存之间的数据传输速率,它以字节/秒为单位。

显存带宽=等效频率×显存位宽/8

带宽越大,意味着对GPU数据吞吐的能力越大。举个例子,水管的大小就是带宽,水流就是GPU的数据,水流小没有限制,大了水管小就会出现瓶颈了。因此,对带宽的要求就是:够用即可。

带宽的高低并不能直接对比不同型号的显卡高低,具体对比请看之后的章节。

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显存颗粒特写

6.散热

显卡散热一般是风冷主动散热,就是在散热片上加装风扇,被动散热指的是没有风扇,依靠自然气流散热。

散热的好坏可以通过看散热面积大小,铜管直径和数量,风扇类型和数量来得到。

被动散热一般鳍片比较宽厚,覆盖面积大,应用于发热比较小的低端显卡(这只是一般说法,也有奇葩旗舰卡用被动散热,其意义并不大)。

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被动散热

主动散热,散热鳍片一般会有铜管。铜管加快核心向鳍片传热的速度,使得散热鳍片均匀受热,所以理论上铜管直径直径越大,铜管数量越多,散热越好。

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ARES散热鳍片+铜管特写

主动散热用到的风扇有两种,普通散热风扇和涡轮风扇。前者一般转速低进风量较小,通常会配多个风扇在高端显卡上;而后者转速较高,进风量较大,一般一个显卡只用一个涡轮,但噪音较大。通常只有公版高端卡才会用涡轮。

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散热风扇

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涡轮风扇

除了风冷外,显卡也可以选择水冷。水冷可以不考虑风道对散热的影响,一般应用于多卡互联平台。至于显卡自己改造水冷平台的方法和技巧,请到精品区寻找相关的帖子。

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水冷散热

7.金手指

显卡的金手指(connecting finger)是显卡与插槽的连接部件,所有的信号都是通过金手指进行传送的。金手指由众多金黄色的导电触片组成,因其表面镀金而且导电触片排列如手指状,所以称为“金手指”。金手指的形状代表了该显卡的插槽类型,目前显卡都是PCI-E 16X接口的,过去的显卡有AGP和PCI接口的。

金手指不决定性能高低,但如果该处存在氧化磨损,可能会导致显卡连接问题,造成与主板的通讯受限,该情况下有可能会极大的限制显卡性能,部分显卡性能问题可能就由此出现。因此,当显卡长时间暴露在外面时,再次使用前建议用橡皮擦拭一下金手指表面,插槽的灰尘也需清理,保证显卡和主板之间的通讯正常。

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8.供电接口

PCI-E 16X接口对显卡提供了75W供电,能满足中低端显卡需求。但高端显卡供电不够,只能需要电源对其独立供电,于是就有了供电接口。理论上6PIN接口能提供75W的供电, 8PIN接口提供150W。(不过在实际上他们能提供大于这个数值的供电)

需要注意的是,供电上限不代表该卡实际功耗上限,一般显卡功耗上限远比接口供电上限要小。

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9.显示接口

显示接口是指显卡与显示器、电视机等图像输出设备连接的接口。下面介绍目前常见的显示四个接口。

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VGA,就是显卡上输出模拟信号的接口,VGA(Video Graphics Array)接口,也叫D-Sub接口。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,在中低端上显卡很常见。

DVI,全称为Digital Visual Interface,它是1999年由Silicon Image、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(Digital Display Working Group,数字显示工作组)推出的接口标准。目前的DVI接口分为两种,一个是DVI-D接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。另外一种则是DVI-I接口,可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟信号并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上,而是必须通过一个转换接头才能使用,一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。由于DVI可以转换成其他三种接口,目前中高端都有DVI接口。显示器也普遍采用DVI和显卡对应。

HDMI,英文全称是“High Definition Multimedia”,中文的意思是高清晰度多媒体接口。应用HDMI的好处是:只需要一条HDMI线,便可以同时传送影音信号,而不像现在需要多条线材来连接;同时,由于无线进行数/模或者模/数转换,能取得更高的音频和视频传输质量。HDMI接口也可以转换成DVI或者VGA接口。目前高端显卡和显示器均用此类型接口,笔记本也有HDMI接口。

DP, 全称是”DisplayPort”。作为DVI的继任者,DisplayPort将在传输视频信号的同时加入对高清音频信号传输的支持,同时支持更高的分辨率和刷新率。DP拥有很多优势,但目前只是高端显示器的接口,中低端显卡很少能看见此接口。

对于显示接口,有些显卡并不能做到全面覆盖占有,当显示屏接口和显卡具有的接口出现不匹配时,需要采用转接口来实现。常见的转接口有DVI转VGA,DVI转HDMI,在此需注意某些显卡提供多个DVI接口,并不是所有DVI接口均可以进行转接,具体能否转接请参考相关说明书。

10.多卡互联技术

SLI和CrossFire分别是Nvidia和AMD(ATI)两家的双卡或多卡互连工作组模式。

组建SLI和Crossfire,需要几个方面:

1)需要2个或以上的显卡,不要求必须是相同核心,混合CFX/SLI可以用于不同核心显卡。

在台式机上曾经有过A卡和N卡的混合交火,但其效果很差,基本取决于A卡的性能。不同核心的A卡也曾有过混合交火,但其结果也往往是等于高端显卡性能,低端的相当于没有发挥效果。

目前的混合交火较为有意义的是AMD的核显与其部分独显的交火,其本质还是同架构核心的CFX技术,效率不算很高。

2)需要主板支持,SLI授权已开放,支持SLI的主板有NV自家的主板 和Intel的主板,如570 SLI(AMD)、680i SLI(Intel)。Crossfire开放授权INTEL平台较高芯片组,945.965.P35.P31.P43.P45.X38.X48.X58.X79等……AMD自家的770X、790X、790FX、790GX等均可进行crossfire。(芯片组太多了,不一一细说)一般来说,一个主板含有两个PCI-E插槽时均可支持CFX技术(具体核实请参照说明书),而支持SLI技术则需要额外说明。

3)交火(SLI/CFX)数据线。双卡互联时仅需一条数据线,三卡互联则需要两条数据线或者一个专有的三卡数据线,四卡互联则需要三条数据线或者一个专有四卡数据线。

各种SLI桥

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三路SLI专用线

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四路SLI专用线

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CFX四路交火连接方式(不一定这个形式,只要俩俩互联即可)

4)系统支持。XP不支持多路SLI/CFX,仅支持双路,VISTA以上即可支持多路互联技术。

5)驱动支持。目前的新驱动均可支持多路互联技术,不过需要在驱动控制面板中确认开启。

值得一提的是,多卡SLI/CFX时需要注意主板提供的带宽模式。一般单卡运行在X16模式下,此时的显卡性能几乎不受限制。而双卡如果不采用第三方PCI-E控制器的话,很难做到双X16模式,一般为双X8或者X16+X4。后者效果较差,因为短板效应严重,带宽不够时就会影响交火效率,双X8则不算很明显。支持3卡以上SLI/CFX的主板一般不会采用X4模式运行,基本不需要担心损失性能问题。为了确保多卡互联技术的效率,建议查看主板说明书,不支持双X8建议慎重选择双卡交火。

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交火金手指特写

有些单卡双芯的的显卡,其工作原理和SLI/CFX是类似的,只是将互联技术集合在单个显卡内,兼容性得到提高,效率也有一定的提升。不过双芯显卡普遍价格高于两个同型号单卡价格,并且双芯卡频率通常会比单卡频率低来减缓对功耗的需求。一般非发烧友不建议购买此类卡,性价比较低。

以上就是小编为大家带来的关于台式电脑显卡知识大全的科普帖。看完之后是不是感觉收获不少呢?一些关于电脑方面的基础知识我们也需要有一个了解,这样对我们在日常的电脑使用过程中,也会带来很多便利之处!


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