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電腦硬體你知多少?顯卡知識大全!快來看看有什麼!

台式機電腦硬體科普:顯卡知識大全!

顯卡基礎參數包括:

1.顯卡名詞解釋

2.顯卡分類

3.顯卡顯示核心

4.顯卡PCB

5.顯存

6.顯卡散熱

7.顯卡金手指

8.供電介面

9.顯示介面

10.多卡互聯技術

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1.顯卡名詞解釋

顯示介面卡(Video card,Graphics card)、顯示器配置卡簡稱為顯卡,是個人電腦基本組成部分之一。用途是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動,並向顯示器提供信號,控制顯示器的正確顯示,是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件。對於從事專業圖形設計和高端遊戲發燒的人來說顯卡非常重要。

民用顯卡晶元供應商主要包括AMD(原ATI)和nVIDIA(英偉達)兩家。具體的顯卡發展史本文就不介紹了

2.顯卡分類

顯卡按照存在位置分為集成顯卡和獨立顯卡兩大類。

集成顯卡:

一種是指主板晶元組集成了顯示晶元,使用這種晶元組的主板就可以不需要獨顯就實現顯示功能,滿足一般的家庭影音娛樂和辦公應用,節省購買獨顯的開支。集成顯卡的主板一般不帶有顯存,使用系統的一部分內存作為顯存,一般可以在主板的BIOS裡面調整,具體常見最大不超過256MB。

一種是指處理器內部集成了顯示晶元,即「核顯」。一般分為AMD現在的「APU」和英特爾的「核芯顯卡」。顯存同樣從內存分享而來,由於核顯性能的飛躍,現在的核顯對內存性能的依賴很嚴重,還會較大程度的影響CPU的性能。

獨立顯卡:

獨立顯卡,簡稱獨顯,是指成獨立的板卡存在,需要插在主板的相應介面上的顯卡。獨立顯卡具備單獨的顯存,不佔用系統內存(但當獨立顯存不夠用時可以共享內存作為顯存),而且技術上領先於集成顯卡,能夠提供更好的顯示效果和運行性能。

獨顯由於擁有獨立的一套運行環境,使得其核心運算有很大的發揮空間,因而性能相對於集成顯卡來說有較大的飛躍。不過對於低端入門獨顯來說,並非一定比集顯的性能要好。這個造成的主要原因是核顯性能的飛躍。不過,較高性能的核顯對應的CPU型號也屬於高端,所以低端獨顯仍然可以存在,用來和低端CPU組合,或者作為JS坑錢的配置。

3.顯示核心(GPU)

GPU全稱是Graphic Processing Unit,中文翻譯為「圖形處理器」。NVIDIA公司在發布GeForce 256圖形處理晶元時首先提出的概念。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴,並進行部分原本CPU的工作,尤其是在3D圖形處理時。如果說CPU是整個機器的心臟,那麼GPU就是整個顯卡的心臟。顯卡負責的圖形處理全部依靠這顆小小的GPU。一般說來,衡量GPU工作能力的參數有兩個:流處理器數量和核心工作頻率。其他特性:光柵單元(ROPS),L1緩存,核心面積,製造工藝。

GPU有不同的架構,其包含的參數直接決定了顯卡性能的高低。主要參數是流處理器和顯存控制器,與GPU代號有關。

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ARES核心Cypress

4.顯卡PCB

印刷線路板(PCB,Printed Circuit Board)主要功能是提供電子元器件之間的相互連接。如果一張顯卡連最基本的電路都設計不好的話,即使給你再好的電容、顯存顆粒等等可能也無法穩定的運行,更別提進一步超頻什麼的了。所以PCB對顯卡來說也是非常重要的。一般說來,PCB的層數越多,長度越長,容納的電氣元件越多,電路越複雜,用料越多,顯卡性能越好。

PCB上主要查看的是用料的高低。可以通過粗略查看電子元件的密度,顯卡供電相數來判斷同型號顯卡的好壞。

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ARES顯卡正面PCB

5.顯存

顯存,也被叫做幀緩存,它的作用是用來存儲顯卡晶元處理過或者即將提取的渲染數據。如同計算機的內存一樣,顯存是用來存儲要處理的圖形信息的部件。顯存的參數有:顯存類型,容量,位寬,頻率(延遲)。

從某種意義上講,顯存類型是當下選擇顯卡需要加大關注的地方。目前最好的顯存類型是GDDR5,等效頻率最高,其次是GDDR3,最後是目前常見的DDR3。注意,GDDR3和DDR3不是一樣的,前者是專屬顯存,是基於DDR2內存改造而成,而DDR3是普通的內存,年代比GDDR3要新,但延遲和頻率比不過GDDR3。之所以DDR3大量應用,是因為成本很低,為了縮減成本,用DDR3不足為奇。

容量:

容量,一般說來,夠用足矣,沒必要追求顯存大。1680*1050解析度,1G顯存;1440*900及其以下,512M就可以;1920*1080,至少1.5G顯存。對於某些極端遊戲來說,2G顯存可能都在1080P下不夠用,但普遍遊戲來說不會出現問題。

動態共享顯存技術,是將內存劃分為顯存,以便當顯卡獨立顯存不夠用時臨時佔用。N卡將此技術成為TC,A卡為HM,這也就是市面上經常聽見顯卡是TC1024M或者HM1024M的,這時候所謂的顯存大小就是共享後獨立顯存和共享顯存容量之和,買顯卡的時候需要注意。

顯存位寬:

顯存位寬是顯存在一個時鐘周期內所能傳送數據的位數,位數越大則瞬間所能傳輸的數據量越大,這是顯存的重要參數之一。位寬是由每個顆粒的位寬和使用數量決定的,比如每個顆粒32bit位寬,使用8顆並聯就是256bit位寬了(其實容量也是這樣決定的,128M*8=1024M)。位寬的作用就是增大帶寬,帶寬後面會有解釋。

顯存頻率:

頻率,顯存的實際頻率,等效頻率是兩個概念。由於現在顯存都基於DDR系列內存改造,DDR因為能在時鐘的上升沿和下降沿都能傳送數據,所以比SDR同頻效率高了一倍,因而就有了等效頻率這一說法。GDDR3和DDR3都是等效兩倍,而GDDR5是2倍於GDDR3的數據預取量和DQ並行匯流排,使GDDR5顯存的實際速度又快了一倍,等效4倍。這也就是為什麼GDDR5頻率很高,只是等效頻率高了,實際頻率和GDDR3差不遠。

帶寬:

除容量外,類型、位寬和頻率能共同決定一個重要的參數——帶寬。顯存帶寬是指顯示晶元與顯存之間的數據傳輸速率,它以位元組/秒為單位。

顯存帶寬=等效頻率×顯存位寬/8

帶寬越大,意味著對GPU數據吞吐的能力越大。舉個例子,水管的大小就是帶寬,水流就是GPU的數據,水流小沒有限制,大了水管小就會出現瓶頸了。因此,對帶寬的要求就是:夠用即可。

帶寬的高低並不能直接對比不同型號的顯卡高低,具體對比請看之後的章節。

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顯存顆粒特寫

6.散熱

顯卡散熱一般是風冷主動散熱,就是在散熱片上加裝風扇,被動散熱指的是沒有風扇,依靠自然氣流散熱。

散熱的好壞可以通過看散熱面積大小,銅管直徑和數量,風扇類型和數量來得到。

被動散熱一般鰭片比較寬厚,覆蓋面積大,應用於發熱比較小的低端顯卡(這只是一般說法,也有奇葩旗艦卡用被動散熱,其意義並不大)。

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被動散熱

主動散熱,散熱鰭片一般會有銅管。銅管加快核心向鰭片傳熱的速度,使得散熱鰭片均勻受熱,所以理論上銅管直徑直徑越大,銅管數量越多,散熱越好。

ARES散熱鰭片+銅管特寫

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主動散熱用到的風扇有兩種,普通散熱風扇和渦輪風扇。前者一般轉速低進風量較小,通常會配多個風扇在高端顯卡上;而後者轉速較高,進風量較大,一般一個顯卡只用一個渦輪,但噪音較大。通常只有公版高端卡才會用渦輪。

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散熱風扇

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渦輪風扇

除了風冷外,顯卡也可以選擇水冷。水冷可以不考慮風道對散熱的影響,一般應用於多卡互聯平台。至於顯卡自己改造水冷平台的方法和技巧,請到精品區尋找相關的帖子。

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水冷散熱

7.金手指

顯卡的金手指(connecting finger)是顯卡與插槽的連接部件,所有的信號都是通過金手指進行傳送的。金手指由眾多金黃色的導電觸片組成,因其表面鍍金而且導電觸片排列如手指狀,所以稱為「金手指」。金手指的形狀代表了該顯卡的插槽類型,目前顯卡都是PCI-E 16X介面的,過去的顯卡有AGP和PCI介面的。

金手指不決定性能高低,但如果該處存在氧化磨損,可能會導致顯卡連接問題,造成與主板的通訊受限,該情況下有可能會極大的限制顯卡性能,部分顯卡性能問題可能就由此出現。因此,當顯卡長時間暴露在外面時,再次使用前建議用橡皮擦拭一下金手指表面,插槽的灰塵也需清理,保證顯卡和主板之間的通訊正常。

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8.供電介面

PCI-E 16X介面對顯卡提供了75W供電,能滿足中低端顯卡需求。但高端顯卡供電不夠,只能需要電源對其獨立供電,於是就有了供電介面。理論上6PIN介面能提供75W的供電, 8PIN介面提供150W。(不過在實際上他們能提供大於這個數值的供電)

需要注意的是,供電上限不代表該卡實際功耗上限,一般顯卡功耗上限遠比介面供電上限要小。

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9.顯示介面

顯示介面是指顯卡與顯示器、電視機等圖像輸出設備連接的介面。下面介紹目前常見的顯示四個介面。

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VGA,就是顯卡上輸出模擬信號的介面,VGA(Video Graphics Array)介面,也叫D-Sub介面。VGA介面是顯卡上應用最為廣泛的介面類型,在中低端上顯卡很常見。

DVI,全稱為Digital Visual Interface,它是1999年由Silicon Image、Intel(英特爾)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同組成DDWG(Digital Display Working Group,數字顯示工作組)推出的介面標準。目前的DVI介面分為兩種,一個是DVI-D介面,只能接收數字信號,介面上只有3排8列共24個針腳,其中右上角的一個針腳為空。不兼容模擬信號。另外一種則是DVI-I介面,可同時兼容模擬和數字信號。兼容模擬信號並不意味著模擬信號的介面D-Sub介面可以連接在DVI-I介面上,而是必須通過一個轉換接頭才能使用,一般採用這種介面的顯卡都會帶有相關的轉換接頭。由於DVI可以轉換成其他三種介面,目前中高端都有DVI介面。顯示器也普遍採用DVI和顯卡對應。

HDMI,英文全稱是「High Definition Multimedia」,中文的意思是高清晰度多媒體介面。應用HDMI的好處是:只需要一條HDMI線,便可以同時傳送影音信號,而不像現在需要多條線材來連接;同時,由於無線進行數/模或者模/數轉換,能取得更高的音頻和視頻傳輸質量。HDMI介面也可以轉換成DVI或者VGA介面。目前高端顯卡和顯示器均用此類型介面,筆記本也有HDMI介面。

DP, 全稱是」DisplayPort」。作為DVI的繼任者,DisplayPort將在傳輸視頻信號的同時加入對高清音頻信號傳輸的支持,同時支持更高的解析度和刷新率。DP擁有很多優勢,但目前只是高端顯示器的介面,中低端顯卡很少能看見此介面。

對於顯示介面,有些顯卡並不能做到全面覆蓋佔有,當顯示屏介面和顯卡具有的介面出現不匹配時,需要採用轉介面來實現。常見的轉介面有DVI轉VGA,DVI轉HDMI,在此需注意某些顯卡提供多個DVI介面,並不是所有DVI介面均可以進行轉接,具體能否轉接請參考相關說明書。

10.多卡互聯技術

SLI和CrossFire分別是Nvidia和AMD(ATI)兩家的雙卡或多卡互連工作組模式。

組建SLI和Crossfire,需要幾個方面:

(1)需要2個或以上的顯卡,不要求必須是相同核心,混合CFX/SLI可以用於不同核心顯卡。

在台式機上曾經有過A卡和N卡的混合交火,但其效果很差,基本取決於A卡的性能。不同核心的A卡也曾有過混合交火,但其結果也往往是等於高端顯卡性能,低端的相當於沒有發揮效果。

目前的混合交火較為有意義的是AMD的核顯與其部分獨顯的交火,其本質還是同架構核心的CFX技術,效率不算很高。

(2)需要主板支持,SLI授權已開放,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開放授權INTEL平台較高晶元組,945.965.P35.P31.P43.P45.X38.X48.X58.X79等……AMD自家的770X、790X、790FX、790GX等均可進行crossfire。(晶元組太多了,不一一細說)一般來說,一個主板含有兩個PCI-E插槽時均可支持CFX技術(具體核實請參照說明書),而支持SLI技術則需要額外說明。

(3)交火(SLI/CFX)數據線。雙卡互聯時僅需一條數據線,三卡互聯則需要兩條數據線或者一個專有的三卡數據線,四卡互聯則需要三條數據線或者一個專有四卡數據線。

各種SLI橋

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三路SLI專用線

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四路SLI專用線

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CFX四路交火連接方式(不一定這個形式,只要倆倆互聯即可)

(4)系統支持。XP不支持多路SLI/CFX,僅支持雙路,VISTA以上即可支持多路互聯技術。

(5)驅動支持。目前的新驅動均可支持多路互聯技術,不過需要在驅動控制面板中確認開啟。

值得一提的是,多卡SLI/CFX時需要注意主板提供的帶寬模式。一般單卡運行在X16模式下,此時的顯卡性能幾乎不受限制。而雙卡如果不採用第三方PCI-E控制器的話,很難做到雙X16模式,一般為雙X8或者X16+X4。後者效果較差,因為短板效應嚴重,帶寬不夠時就會影響交火效率,雙X8則不算很明顯。支持3卡以上SLI/CFX的主板一般不會採用X4模式運行,基本不需要擔心損失性能問題。為了確保多卡互聯技術的效率,建議查看主板說明書,不支持雙X8建議慎重選擇雙卡交火。

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交火金手指特寫

有些單卡雙芯的的顯卡,其工作原理和SLI/CFX是類似的,只是將互聯技術集合在單個顯卡內,兼容性得到提高,效率也有一定的提升。不過雙芯顯卡普遍價格高於兩個同型號單卡價格,並且雙芯卡頻率通常會比單卡頻率低來減緩對功耗的需求。一般非發燒友不建議購買此類卡,性價比較低。

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