三:显卡篇三:显卡篇一:显卡容量显卡容量也叫显示内存容量,是指显示卡上的显示内存的大小显示内存的主要功能在将显示芯片处理的资料暂时储存在显示内存中,然后再将显示资料映像到显示屏幕上,显示卡欲达到的分辨率越高,屏幕上显示的像素点就越多,所需的显示内存也就越多而每一片显示卡至少需要具备 512KB 的内存,显示内存可以说是随着 3 D 加速卡的演进而不断地跟进而显示内存的种类也由早期的 DRAM 到现在广泛流行的 DDR,DDR2/DDR3 显存与系统内存一样,也是多多益善显存越大,可以储存的图像数据就越多,支持的分辨率与颜色数也就越高以下计算显存容量与分辨率关系的公式: 所需显存===图形分辨率×色彩精度/8 例如要上 16bit 真彩的 1024×768,则需要 1024×768×16/8===1.6M,即 2M 显存 对于三维图形,由于需要同时对 Front buffer、Back buffer 和 Z buffer 进行处理,因此公式为:所需显存(帧存)===图形分辨率×3×色彩精度/8 例如一帧 16bit、1024×768 的三维场景,所需的帧缓存为1024×768×3×16bit/8===4.71M,即需要 8M 显存。
二:显存的种类显存的种类有 EDORAM、MDRAM、SDRAM、SGRAM、VRAM、WRAM、DDR 等许多种EDO 显存曾用在 Voodoo、Voodoo 2 等显卡上,但目前已消声匿迹SGRAM 显存支持块写和掩码,可以看作是 SDRAM 的加强版,曾流行一时,但由于价格较 SDRAM 稍高,现在也已甚少采用目前显卡上被广泛使用的显存就是 SDRAM 和 DDR SDRAM 了SDRAM 可以与 CPU 同步工作,无等待周期,减少数据传输延迟优点是价格低廉,在中低端显卡上得到了广泛的应用DDR 是 Double Data Rate 是缩写,它是现有的 SDRAM 内存的一种进化在设计和操作上,与 SDRAM 很相似,唯一不同的是 DDR 在时钟周期的上升沿和下降沿都能传输数据,而 SDRAM 则只可在上升沿传输数据,所以 DDR 的带宽是 SDRAM 的两倍,而 DDR 比 SDRAM 的数据传输率也快一倍如果 SDRAM 内存的频率是 133MHz,则 DDR 内存的频率是 266MHz,因此在中高档显卡上应用广泛三:显存的数据位数与带宽数据位数指的是在一个时钟周期之内能传送的 bit 数,它是决定显存带宽的重要因素,与显卡性能息息相关。
当显存种类相同并且工作频率相同时,数据位数越大,它的性能就越高显存带宽的计算方法是:运行频率×数据带宽/8以目前的 GeForce3 显卡为例,其显存系统带宽===230MHz×2(因为使用了 DDR 显存,所以乘以 2)×128/8===7.36GB 数据位数是显存也是显卡的一个很重要的参数在显卡工作过程中,Z 缓冲器、帧缓冲器和纹理缓冲器都会大幅占用显存带宽资源带宽是 3D 芯片与本地存储器传输的数据量标准,这时候显存的容量并不重要,也不会影响到带宽,相同显存带宽的显卡采用 64MB 和 32MB 显存在性能上区别不大因为这时候系统的瓶颈在显存带宽上,当碰到大量像素渲染工作时,显存带宽不足会造成数据传输堵塞,导致显示芯片等待而影响到速度目前显存主要分为 64 位和128 位,在相同的工作频率下,64 位显存的带宽只有 128 位显存的一半这也就是为什么Geforce2 MX200(64 位 SDR)的性能远远不如 Geforce2 MX400(128 位 SDR)的原因了目前主流的显示芯片基本都采用了 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,瞬间所能传输的数据量越大。
就好比是不同口径的阀门,在水流速度一定的情况下,口径大的能提供更大的出水量显示芯片位宽就是显示芯片内部总线的带宽,带宽越大,可以提供的计算能力和数据吞吐能力也越快,是决定显示芯片级别的重要数据之一目前已推出最大显示芯片位宽是 512 位显示芯片位宽增加并不代表该芯片性能更强,因为显示芯片集成度相当高,设计、制造都需要很高的技术能力,单纯的强调显示芯片位宽并没有多大意义,只有在其它部件、芯片设计、制造工艺等方面都完全配合的情况下,显示芯片位宽的作用才能得到体现四:显存的速度显存的速度一般以 ns 为单位常见的显存有 2.5ns 甚至更的显存额定工作频率===1/显存速度当然,对于一些质量较好的显存来说,显存的实际最大工作频率是有一定的余量的显存的超频就是基于这一原理,列如将额定频率为 6ns 的显存超至 190MHz 的运行频率 这里还要说一说显存的实际运行频率和等效工作频率DDR 显存因为能在时钟的上升沿和下降沿都能传送数据,因此,在相同的时钟频率和数据位宽度的情况下显存带宽是普通 SDRAM 的两倍换句话说,在显存速度相同的情况下,DDR 显存的实际工作频率是普通 SDRAM 显存的 2 倍。
同样,DDR 显存达到的带宽也是普通 SDRAM 显存的 2 倍例如,5ns 的 SDRAM 显存的工作频率为200MHZ,而 5ns 的 DDR 显存的等效工作频率就是 400MHZ五:显存时钟周期 显存时钟周期就是显存时钟脉冲的重复周期,它是作为衡量显存速度的重要指标显存速度越快,单位时间交换的数据量也就越大,在同等情况下显卡性能将会得到明显提升显存的时钟周期一般以 ns(纳秒)为单位,工作频率以 MHz 为单位显存时钟周期跟工作频率一一对应,它们之间的关系为:工作频率=1÷时钟周期×1000那么显存频率为 166MHz,那么它的时钟周期为 1÷166×1000=6ns对于 DDR SDRAM 显存来说,描述其工作频率时用的是等效输出频率因为能在时钟周期的上升沿和下降沿都能传送数据,所以在工作频率和数据位宽度相同的情况下,显存带宽是 SDRAM 的两倍换句话说,在显存时钟周期相同的情况下,DDR SDRAM 显存的等效输出频率是 SDRAM 显存的两倍例如,5ns 的 SDRAM 显存的工作频率为200MHz,而 5ns 的 DDR SDRAM 显存的等效工作频率就是 400MHz。
常见显存时钟周期有7.5ns、7ns、6ns、5ns、4ns、3.8ns、3.6ns、3.3ns、2.8ns,甚至更低六:显存封装显存封装是指显存颗粒所采用的封装技术类型,封装就是将显存芯片包裹起来,以避免芯片与外界接触,防止外界对芯片的损害空气中的杂质和不良气体,乃至水蒸气都会腐蚀芯片上的精密电路,进而造成电学性能下降不同的封装技术在制造工序和工艺方面差异很大,封装后对内存芯片自身性能的发挥也起到至关重要的作用显存封装形式主要有 QFP、TSOP-II、MBGA 等七:DX由微软公司所制定的 3D 规格界面,与 Windows 操作系统兼容性好,可绕过图形显示接口(GDI)直接进行支持该 API 的各种硬件的底层操作,大大提高了游戏的运行速度目前常用的是 DX9.0C八:图形芯片示主芯片自然是显示卡的核心,它们的主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作显示主芯片的性能直接决定这显示卡性能的高低,不同的显示芯片,不论从内部结构还是其性能,都存在着差异,而其价格差别也很大 九:双线过滤这是一种较好的材质影像插补的处理方式,会先找出最接近像素的四个图素,然后在它们之间做差补效果,最后产生的结果才会被贴到像素的位置上,这样不会看到“马赛克”现象。
这种处理方式较适用于有一定景深的静态影像,不过无法提供最佳品质,也不适用于移动中的物件三线过滤:这是一种更复杂材质影像插补处理方式,会用到相当多的材质影像,而每张的大小恰好会是另一张的四分之一例如有一张材质影像是 512×512 个图素,第二张就会是 256×256 个图素,第三张就会是 128×128 个图素等,总之,最小的一张是 1×1凭借这些多重解析度的材质影像,当遇到景深极大的场景时(如飞行模拟),就能提供高品质的贴图效果一个“双线过滤”需要三次混合,而“三线过滤”就得做七次混合处理,所以每个像素就需要多用 21/3倍以上的计算时间还需要两倍大的存储器时钟带宽但是“三线过滤”可以提供最高的贴图品质,会去除材质的“闪烁”效果对于需要动态物体或景深很大的场景应用方面而言,只有“三线过滤”才能提供可接受的材质品质十:加速图形接口常见的 AGP 和最新的主流 PCI-E 接口,现在购机的第一选择自然是 PCI-E 了 。