你敢有听着咱唱歌上上期我们说了 CPU 的构成和原理,不知道你们还是否记得。其实 GPU 和 CPU 的构成是差不多的,当然有所区别,在后面说。
GPU 里的 G 是 Graphics 图像/图形 的简写,那么 GPU 的作用就昭然若揭了,GPU 就是专门用来处理图像和图形相关计算工作的。
其实显卡不仅只有处理图像和图形的工作,它还要负责将主机(包括 CPU 和GPU )已经处理好的信息做一次信号转换,传输到显示器上,让显示器能够显示出对应的画面。
那显卡是怎么做到这些事的呢,接着往下看看 显卡 的构成,看完你大概就能懂了。
显卡由 显卡核心(GPU) 、电路板(PCB)、显存、金手指、供电 & 显示接口以及散热等构成。
显卡的核心理所当然就是显卡核心,显卡核心里主要由运算单元 cuda core,控制单元,缓存单元等构成。
而 CPU 和 GPU 最大的不同就在于,GPU 负责的工作大多是重复性的 3D 建模或者 3D 渲染,而流处理器(运算单元,简称 SP)就是负责顶点运算或者像素运算,这样,在不同的场景下,显卡就能动态的分配进行顶点运算和像素运算的流处理器数量,达到资源的高效利用。
然后便是 PCB 板,还包括上面的电容、电感、控制器等等,你可以把这个理解成主板,只不过只为显卡提供支撑。而供电之类的也和 主板 上的差不多,毕竟原理一样,不懂可以去看上期的 主板科普。PCB 板和其上的零件,一定程度上决定了 显卡的整体性能。显卡 OEM 厂商的发挥和就在于此。
显存,类似于系统的内存,但它是显卡专用的内存。显存主要用来缓存 GPU 处理过的或者即将提取的渲染数据。显存主要包括容量、频率和位宽这三个参数。容量就是显存的大小,一般来说,显存越大能存储的数据越多,对于部分场景很有用,
举个例子,如果我们把显卡处理完和将要处理的数据比作一个箱子,内存相当于就是运输暂存它的车,1G显存就像是个小板车,2G就像是大板车 ,4G像一辆三轮车,6G是一辆小货车,8G像是大货车,11G就像是一个拖车,车越大能装下的箱子当然越多;
频率是指显存工作的速度,当然越高越好,一般来说,显存类型,越新的(数字越大),频率也就越高。还用回上面车的例子:频率越高,相当于车的速度越快,交换数据的速度就越快;
显存位宽是指显存一次能读入的数据量,带宽越大,可以提供的计算能力和数据吞吐能力也越快,相当于一条马路,马路越宽,同时能通过的车辆就越多。
然后我们看到显卡的接口部分,咳咳,不好意思,放错图了。显卡接口分为输入,输出以及电源供给三个接口。
输入部分为显卡的金手指,独立显卡 通过金手指和主板的(目前主流) PCI-E 接口连接,以实现 CPU 和 GPU 数据传输 连接,但部分低功耗的鸡肋独显可以通过 PCI-E 接口的前端 获得最高 75W 的供电。
显卡和显示器之间的接口,共有VGA、HDMI、DVI、DP以及USB-C(包括雷电3)等。
虽然和主板、CPU 供电的口子长得差不多,但不要插错,它们的电压不一样的,而且我们电源上面很多时候是有两根 PCIE 供电线的,对于功率高的显卡来说,一根 PCIE 最高 252W的供电可能满足不了,不过这个要看显卡功率而定。
显卡散热本身是为了散出显卡核心的温度,让显卡能保证正常工作温度,常见有开放式风扇和公版多采用的涡轮风扇,
开放式风扇是直接吹显卡(鳍片)来提供散热,使用场景比较广泛,有无风道都能用,而且相较而言更静音。涡轮风扇散热则是靠吸入风量横吹核心(鳍片),与开放式相比,对整机内部其它硬件影响不大,比较适合有平行风道,而且工作温度不高的显卡。但估计以后公版也会多采用开放式而放弃涡轮。
后来随着 DIY 个性的潮流奔涌而来,各 OEM 厂商开始追求散热器外观设计、配色、RGB灯甚至是 OLED 显示屏,你会不会为好看的显卡设计买单,会的打1,不会扣2。
以目前最复杂的游戏场景来举例:在运行一个游戏时,CPU 负责构造整个游戏世界的框架,计算很复杂的运动逻辑,而 GPU 则在 CPU 创造的这个世界里做着重复的工作:贴图,上色......
显卡根据不同的位置,有集显、核显和独显的区别,目前我们大多说显卡都是独显。
集成在主板 北桥芯片的显示芯片,有些共享系统内存,有些自带内存。 现在少见了,常有人把核心显卡当作集成显卡,再过些年这么叫也可能是对的了。
将显示芯片及相关器件制作成一个独立于电脑主板的板卡,成为专业的图像处理硬件设备。
有内置(常见插主板PCIe)和外置之分(显卡坞),没错,我们上面介绍结构的时候用的只是独立显卡,那么核显和独显结构区别在哪里呢?
亮屏卡鸭,马甲卡鸭 据说都是 OEM 厂商向绿伟达购买高性能显卡时的 “附赠产品 ”,各 OEM 厂商也只能硬着头皮用着这些”徒增功耗“的垃圾独显,还费尽心思宣传...
当然是骗你的,不过有一半是真的,垃圾是真的垃圾,用还是有点用的,至少不用和CPU 抢内存用了。
游戏显卡专门有为游戏优化的各种软硬件,D3D游戏加速引擎着重对实时像素的像素填充,材质渲染。事实上,早期游戏卡和专业卡就tm是同一张卡,只是支持的驱动和 API 接口不同。 就拿现在来说,英伟达的GeFore 显卡 都能使用 Studio 驱动 。
那么专业卡到底专业到哪里了呢,在真正的工业级专业应用中(如Pro-Engineer、SolidWorks或NX 8.0),软件本身仍是为OpenGL性能而优化设计,专业显卡和游戏显卡最大的区别主要在于设计理念、驱动程序和用户场景的不同
此外,显卡还有 双显卡桥接,驱动等,这些比较小众或者偏软件的,我们有缘再说。
所以,大概显卡的所有参数、构造和原理都说完了,那么我们怎样去选购显卡呢。
(这时可能会有没看前面的脑子瓦特的就会跳出来说明明还有 quadro 系列)
GT 代表 GeForce Technology ,比较适合家用入门级,影音和小游戏都能满足。
GTX 代表更高级的游戏独显,后来随着技术进步,出现了光线追踪 (Ray Tracing),于是命名也增加了一个RTX,因为是最先进的技术,再低端也是很昂贵,所以 RTX 都是从 -60 结尾往上走,价格也比以往 GTX 的更贵。而 TITAN 就是英伟达 GeForce 的看家显卡,霸主的存在。
而去年就在 AMD 要新发显卡的时候,老黄又展现了他精密且扭曲的全新刀法,英伟达推出了船新的 Super 后缀系列。还好 Ti 系列没有加入这个后缀 不然
不过 Super 和 Ti 应该是同一定义下的不同叫法,简单理解为加钱(强)版就行。
然后回到选购,我们在选出来自己需求对应的 GPU 后,又有这么多的 OEM 厂商的那么多显卡,选哪个啊,你能帮帮我吗。
那我劈里啪啦又说了一大堆,一点用的没有咯,再想想。实在不行,跑去看测评总会吧,再不行,销量高的里选总没大问题吧
ok,以上就是本期显卡科普的所有内容了,显卡 在一定程度上是和 处理器相当的,但是各自的工作应用不同,导致内部的结构也有调整,两者的关系就是显卡在一些时候是帮 CPU 进行重复性的工作,而在某些应用场景,显卡就有了新的用武之地,此时显卡更像是一个高效的 CPU 。
简单说, CPU 就像一堆博大精深的博士,复杂、专业和迅速是他们的代名词;而 GPU 更像是一大堆小学生或者中学生,做着很简单但是量多的运算,两者是相辅相成的。
而至于显卡选购,没有办法,受限篇幅,很多内容不能展开,我们下期一定尽量补充到。
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