判斷顯卡能的主要參數(shù)有哪些.doc

判斷顯卡性能的主要參數(shù)有哪些？2008-09-09 18:04:17|分類：科技博覽|字號訂閱顯示芯片顯示芯片，又稱圖型處理器 - GPU，它在顯卡中的作用，就如同CPU在電腦中的作用一樣。更直接的比喻就是大腦在人身體里的作用。先簡要介紹一下常見的生產(chǎn)顯示芯片的廠商：Intel、ATI、nVidia、VIA（S3）、SIS、Matrox、3D Labs。Intel、VIA（S3）、SIS 主要生產(chǎn)集成芯片；ATI、nVidia 以獨(dú)立芯片為主，是目前市場上的主流，但由于ATi現(xiàn)在已經(jīng)被AMD收購，以后是否會繼續(xù)出獨(dú)立顯示芯片很難說了；Matrox、3D Labs 則主要面向?qū)I(yè)圖形市場。由于ATI和nVidia基本占據(jù)了主流顯卡市場，下面主要將主要針對這兩家公司的產(chǎn)品做介紹。型號ATi公司的主要品牌 Radeon(鐳) 系列，其型號由早其的 Radeon Xpress 200 到 Radeon (X300、X550、X600、X700、X800、X850) 到近期的Radeon (X1300、X1600、X1800、X1900、X1950) 性能依次由低到高。nVIDIA公司的主要品牌 GeForce 系列，其型號由早其的 GeForce 256、GeForce2 (100/200/400)、GeForce3(200/500)、GeForce4(420/440/460/4000/4200/4400/4600/4800) 到 GeForce FX(5200/5500/5600/5700/5800/5900/5950)、GeForce(6100/6150/6200/6400/6500/6600/6800/) 再到近其的 GeForce (7300/7600/7800/7900/7950) 性能依次由低到高。版本級別除了上述標(biāo)準(zhǔn)版本之外，還有些特殊版，特殊版一般會在標(biāo)準(zhǔn)版的型號后面加個后綴，常見的有：ATi:SE (Simplify Edition 簡化版) 通常只有64bit內(nèi)存界面,或者是像素流水線數(shù)量減少。Pro (Professional Edition 專業(yè)版) 高頻版，一般比標(biāo)版在管線數(shù)量/頂點(diǎn)數(shù)量還有頻率這些方面都要稍微高一點(diǎn)。XT (eXTreme 高端版) 是ATi系列中高端的，而nVIDIA用作低端型號。XT PE (eXTreme Premium Edition XT白金版) 高端的型號。XL (eXtreme Limited 高端系列中的較低端型號)ATI最新推出的R430中的高頻版XTX (XT eXtreme 高端版) X1000系列發(fā)布之后的新的命名規(guī)則。CE (Crossfire Edition 交叉火力版) 交叉火力。VIVO (VIDEO IN and VIDEO OUT) 指顯卡同時具備視頻輸入與視頻捕捉兩大功能。HM (Hyper Memory)可以占用內(nèi)存的顯卡nVIDIA:ZT 在XT基礎(chǔ)上再次降頻以降低價格。XT 降頻版，而在ATi中表示最高端。LE (Lower Edition 低端版) 和XT基本一樣，ATi也用過。MX 平價版，大眾類。GTS/GS 低頻版。GE 比GS稍強(qiáng)點(diǎn)，其實(shí)就是超了頻的GS。GT 高頻版。比GS高一個檔次 因?yàn)镚T沒有縮減管線和頂點(diǎn)單元。GTO 比GT稍強(qiáng)點(diǎn),有點(diǎn)汽車中GTO的味道。Ultra 在GF7系列之前代表著最高端，但7系列最高端的命名就改為GTX 。GTX (GT eXtreme)加強(qiáng)版，降頻或者縮減流水管道后成為GT，再繼續(xù)縮水成為GS版本。GT2 雙GPU顯卡。TI (Titanium 鈦) 一般就是代表了nVidia的高端版本。Go 多用語移動平臺。TC (Turbo Cache)可以占用內(nèi)存的顯卡開發(fā)代號所謂開發(fā)代號就是顯示芯片制造商為了便于顯示芯片在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售方面的管理和驅(qū)動架構(gòu)的統(tǒng)一而對一個系列的顯示芯片給出的相應(yīng)的基本的代號。開發(fā)代號作用是降低顯示芯片制造商的成本、豐富產(chǎn)品線以及實(shí)現(xiàn)驅(qū)動程序的統(tǒng)一。一般來說，顯示芯片制造商可以利用一個基本開發(fā)代號再通過控制渲染管線數(shù)量、頂點(diǎn)著色單元數(shù)量、顯存類型、顯存位寬、核心和顯存頻率、所支持的技術(shù)特性等方面來衍生出一系列的顯示芯片來滿足不同的性能、價格、市場等不同的定位，還可以把制造過程中具有部分瑕疵的高端顯示芯片產(chǎn)品通過屏蔽管線等方法處理成為完全合格的相應(yīng)低端的顯示芯片產(chǎn)品出售，從而大幅度降低設(shè)計(jì)和制造的難度和成本，豐富自己的產(chǎn)品線。同一種開發(fā)代號的顯示芯片可以使用相同的驅(qū)動程序，這為顯示芯片制造商編寫驅(qū)動程序以及消費(fèi)者使用顯卡都提供了方便。同一種開發(fā)代號的顯示芯片的渲染架構(gòu)以及所支持的技術(shù)特性是基本上相同的，而且所采用的制程也相同，所以開發(fā)代號是判斷顯卡性能和檔次的重要參數(shù)。同一類型號的不同版本可以是一個代號，例如：GeForce (X700、X700 Pro、X700 XT) 代號都是 RV410；而Radeon (X1900、X1900XT、X1900XTX) 代號都是 R580 等，但也有其他的情況，如：GeForce (7300 LE、7300 GS) 代號是 G72 ；而 GeForce (7300 GT、7600 GS、7600 GT) 代號都是 G73 等。制造工藝制造工藝指得是在生產(chǎn)GPU過程中，要進(jìn)行加工各種電路和電子元件，制造導(dǎo)線連接各個元器件。通常其生產(chǎn)的精度以um(微米)來表示，未來有向nm(納米)發(fā)展的趨勢（1mm=1000um 1um=1000nm），精度越高，生產(chǎn)工藝越先進(jìn)。在同樣的材料中可以制造更多的電子元件，連接線也越細(xì)，提高芯片的集成度，芯片的功耗也越小。制造工藝的微米是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。制造工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發(fā)展。密度愈高的IC電路設(shè)計(jì)，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。微電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，主要是靠工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，使得器件的特征尺寸不斷縮小，從而集成度不斷提高，功耗降低，器件性能得到提高。芯片制造工藝在1995年以后，從0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米，再到目前主流的 90 納米(0.09納米) 、65 納米等。核心頻率顯卡的核心頻率是指顯示核心的工作頻率，其工作頻率在一定程度上可以反映出顯示核心的性能，但顯卡的性能是由核心頻率、顯存、像素管線、像素填充率等等多方面的情況所決定的，因此在顯示核心不同的情況下，核心頻率高并不代表此顯卡性能強(qiáng)勁。比如9600PRO的核心頻率達(dá)到了400MHz，要比9800PRO的380MHz高，但在性能上9800PRO絕對要強(qiáng)于9600PRO。在同樣級別的芯片中，核心頻率高的則性能要強(qiáng)一些，提高核心頻率就是顯卡超頻的方法之一。顯示芯片主流的只有ATI和NVIDIA兩家，兩家都提供顯示核心給第三方的廠商，在同樣的顯示核心下，部分廠商會適當(dāng)提高其產(chǎn)品的顯示核心頻率，使其工作在高于顯示核心固定的頻率上以達(dá)到更高的性能。2、顯存類型目前市場中所采用的顯存類型主要有SDRAM，DDR SDRAM，DDR SGRAM三種。SDRAM顆粒目前主要應(yīng)用在低端顯卡上，頻率一般不超過200MHz，在價格和性能上它比DDR都沒有什么優(yōu)勢，因此逐漸被DDR取代。DDR SDRAM 是Double Data Rate SDRAM的縮寫(雙倍數(shù)據(jù)速率) ，它能提供較高的工作頻率，帶來優(yōu)異的數(shù)據(jù)處理性能。DDR SGRAM 是顯卡廠商特別針對繪圖者需求，為了加強(qiáng)圖形的存取處理以及繪圖控制效率，從同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存（SDRAM）所改良而得的產(chǎn)品。SGRAM允許以方塊 (Blocks) 為單位個別修改或者存取內(nèi)存中的資料，它能夠與中央處理器(CPU)同步工作，可以減少內(nèi)存讀取次數(shù)，增加繪圖控制器的效率，盡管它穩(wěn)定性不錯，而且性能表現(xiàn)也很好，但是它的超頻性能很差。目前市場上的主流是DDR2和DDR3,。位寬顯存位寬是顯存在一個時鐘周期內(nèi)所能傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)，位數(shù)越大則瞬間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大，這是顯存的重要參數(shù)之一。目前市場上的顯存位寬有64位、128位、256位和512位幾種，人們習(xí)慣上叫的64位顯卡、128位顯卡和256位顯卡就是指其相應(yīng)的顯存位寬。顯存位寬越高，性能越好價格也就越高，因此512位寬的顯存更多應(yīng)用于高端顯卡，而主流顯卡基本都采用128和256位顯存。顯存帶寬顯存頻率X顯存位寬/8，在顯存頻率相當(dāng)?shù)那闆r下，顯存位寬將決定顯存帶寬的大小。例如：同樣顯存頻率為500MHz的128位和256位顯存，那么它倆的顯存帶寬將分別為：128位500MHz*1288=8GB/s，而256位500MHz*2568=16GB/s，是128位的2倍，可見顯存位寬在顯存數(shù)據(jù)中的重要性。顯卡的顯存是由一塊塊的顯存芯片構(gòu)成的，顯存總位寬同樣也是由顯存顆粒的位寬組成。顯存位寬顯存顆粒位寬顯存顆粒數(shù)。顯存顆粒上都帶有相關(guān)廠家的內(nèi)存編號，可以去網(wǎng)上查找其編號，就能了解其位寬，再乘以顯存顆粒數(shù)，就能得到顯卡的位寬。容量這個就比較好理解了，容量越大，存的東西就越多，當(dāng)然也就越好。目前主流的顯存容量，64MB、128MB、256MB、512MB等。封裝類型顯存封裝形式主要有:TSOP (Thin Small OutLine Package) 薄型小尺寸封裝QFP (Quad Flat Package) 小型方塊平面封裝MicroBGA (Micro Ball Grid Array) 微型球閘陣列封裝，又稱FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array)目前的主流顯卡基本上是用TSOP和MBGA封裝，其中又以TSOP封裝居多.速度顯存速度一般以ns（納秒）為單位。常見的顯存速度有7ns、6ns、5.5ns、5ns、4ns，3.6ns、2.8ns、2.2ns、1.1ns等，越小表示速度越快越好。顯存的理論工作頻率計(jì)算公式是：額定工作頻率（MHz）1000/顯存速度n得到（n因顯存類型不同而不同，如果是SDRAM顯存，則n=1；DDR顯存則n=2；DDRII顯存則n=4）。頻率顯存頻率一定程度上反應(yīng)著該顯存的速度，以MHz（兆赫茲）為單位。顯存頻率隨著顯存的類型、性能的不同而不同：SDRAM顯存一般都工作在較低的頻率上，一般就是133MHz和166MHz，此種頻率早已無法滿足現(xiàn)在顯卡的需求。DDR SDRAM顯存則能提供較高的顯存頻率，因此是目前采用最為廣泛的顯存類型，目前無論中、低端顯卡，還是高端顯卡大部分都采用DDR SDRAM，其所能提供的顯存頻率也差異很大，主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等，高端產(chǎn)品中還有800MHz或900MHz，乃至更高。顯存頻率與顯存時鐘周期是相關(guān)的，二者成倒數(shù)關(guān)系，也就是顯存頻率1/顯存時鐘周期。如果是SDRAM顯存，其時鐘周期為6ns，那么它的顯存頻率就為1/6ns=166 MHz；而對于DDR SDRAM，其時鐘周期為6ns，那么它的顯存頻率就為1/6ns=166 MHz，但要了解的是這是DDR SDRAM的實(shí)際頻率，而不是我們平時所說的DDR顯存頻率。因?yàn)镈DR在時鐘上升期和下降期都進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其一個周期傳輸兩次數(shù)據(jù)，相當(dāng)于SDRAM頻率的二倍。習(xí)慣上稱呼的DDR頻率是其等效頻率，是在其實(shí)際工作頻率上乘以2，就得到了等效頻率。因此6ns的DDR顯存，其顯存頻率為1/6ns*2=333 MHz。但要明白的是顯卡制造時，廠商設(shè)定了顯存實(shí)際工作頻率，而實(shí)際工作頻率不一定等于顯存最大頻率。此類情況現(xiàn)在較為常見，如顯存最大能工作在650 MHz，而制造時顯卡工作頻率被設(shè)定為550 MHz，此時顯存就存在一定的超頻空間。這也就是目前廠商慣用的方法，顯卡以超頻為賣點(diǎn)。3、技術(shù)象素渲染管線渲染管線也稱為渲染流水線，是顯示芯片內(nèi)部處理圖形信號相互獨(dú)立的的并行處理單元。在某種程度上可以把渲染管線比喻為工廠里面常見的各種生產(chǎn)流水線，工廠里的生產(chǎn)流水線是為了提高產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和效率，而渲染管線則是提高顯卡的工作能力和效率。 渲染管線的數(shù)量一般是以 像素渲染流水線的數(shù)量每管線的紋理單元數(shù)量 來表示。例如，GeForce 6800Ultra的渲染管線是161，就表示其具有16條像素渲染流水線，每管線具有1個紋理單元；GeForce4 MX440的渲染管線是22，就表示其具有2條像素渲染流水線，每管線具有2個紋理單元等等，其余表示方式以此類推。 渲染管線的數(shù)量是決定顯示芯片性能和檔次的最重要的參數(shù)之一，在相同的顯卡核心頻率下，更多的渲染管線也就意味著更大的像素填充率和紋理填充率，從顯卡的渲染管線數(shù)量上可以大致判斷出顯卡的性能高低檔次。但顯卡性能并不僅僅只是取決于渲染管線的數(shù)量，同時還取決于顯示核心架構(gòu)、渲染管線的的執(zhí)行效率、頂點(diǎn)著色單元的數(shù)量以及顯卡的核心頻率和顯存頻率等等方面。一般來說在相同的顯示核心架構(gòu)下，渲染管線越多也就意味著性能越高，例如161架構(gòu)的GeForce 6800GT其性能要強(qiáng)于121架構(gòu)的GeForce 6800，就象工廠里的采用相同技術(shù)的2條生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)能力和效率要強(qiáng)于1條生產(chǎn)流水線那樣；而在不同的顯示核心架構(gòu)下，渲染管線的數(shù)量多就并不意味著性能更好，例如42架構(gòu)的GeForce2 GTS其性能就不如22架構(gòu)的GeForce4 MX440，就象工廠里的采用了先進(jìn)技術(shù)的1條流水線的生產(chǎn)能力和效率反而還要強(qiáng)于只采用了老技術(shù)的2條生產(chǎn)流水線那樣。頂點(diǎn)著色引擎數(shù)頂點(diǎn)著色引擎(Vertex Shader)，也稱為頂點(diǎn)遮蔽器，根據(jù)官方規(guī)格，頂點(diǎn)著色引擎是一種增加各式特效在3D場影中的處理單元，頂點(diǎn)著色引擎的可程式化特性允許開發(fā)者靠加載新的軟件指令來調(diào)整各式的特效，每一個頂點(diǎn)將被各種的數(shù)據(jù)變素清楚地定義，至少包括每一頂點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)，每一點(diǎn)頂點(diǎn)可能包函的數(shù)據(jù)有顏色、最初的徑路、材質(zhì)、光線特征等。頂點(diǎn)著色引擎數(shù)越多速度越快。3D APIAPI是Application Programming Interface的縮寫，是應(yīng)用程序接口的意思，而3D API則是指顯卡與應(yīng)用程序直接的接口。3D API能讓編程人員所設(shè)計(jì)的3D軟件只要調(diào)用其API內(nèi)的程序，從而讓API自動和硬件的驅(qū)動程序溝通，啟動3D芯片內(nèi)強(qiáng)大的3D圖形處理功能，從而大幅度地提高了3D程序的設(shè)計(jì)效率。如果沒有3D API在開發(fā)程序時，程序員必須要了解全部的顯卡特性，才能編寫出與顯卡完全匹配的程序，發(fā)揮出全部的顯卡性能。而有了3D API這個顯卡與軟件直接的接口，程序員只需要編寫符合接口的程序代碼，就可以充分發(fā)揮顯卡的不必再去了解硬件的具體性能和參數(shù)，這樣就大大簡化了程序開發(fā)的效率。同樣，顯示芯片廠商根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)自己的硬件產(chǎn)品，以達(dá)到在API調(diào)用硬件資源時最優(yōu)化，獲得更好的性能。有了3D API，便可實(shí)現(xiàn)不同廠家的硬件、軟件最大范圍兼容。比如在最能體現(xiàn)3D API的游戲方面，游戲設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時，不必去考慮具體某款顯卡的特性，而只是按照3D API的接口標(biāo)準(zhǔn)來開發(fā)游戲，當(dāng)游戲運(yùn)行時則直接通過3D API來調(diào)用顯卡的硬件資源。目前個人電腦中主要應(yīng)用的3D API有：DirectX和OpenGL。RAMDAC頻率和支持最大分辨率RAMDAC是Random Access Memory Digital/Analog Convertor的縮寫，即隨機(jī)存取內(nèi)存數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。RAMDAC作用是將顯存中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為顯示器能夠顯示出來的模擬信號，其轉(zhuǎn)換速率以MHz表示。計(jì)算機(jī)中處理數(shù)據(jù)的過程其實(shí)就是將事物數(shù)字化的過程，所有的事物將被處理成0和1兩個數(shù)，而后不斷進(jìn)行累加計(jì)算。圖形加速卡也是靠這些0和1對每一個象素進(jìn)行顏色、深度、亮度等各種處理。顯卡生成的都是信號都是以數(shù)字來表示的，但是所有的CRT顯示器都是以模擬方式進(jìn)行工作的，數(shù)字信號無法被識別，這就必須有相應(yīng)的設(shè)備將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。而RAMDAC就是顯卡中將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的設(shè)備。RAMDAC的轉(zhuǎn)換速率以MHz表示，它決定了刷新頻率的高低（與顯示器的“帶寬”意義近似）。其工作速度越高，頻帶越寬，高分辨率時的畫面質(zhì)量越好.該數(shù)值決定了在足夠的顯存下，顯卡最高支持的分辨率和刷新率。如果要在1024768的分辨率下達(dá)到85Hz的分辨率，RAMDAC的速率至少是1024768851.344（折算系數(shù)）10690MHz。目前主流的顯卡RAMDAC都能達(dá)到350MHz和400MHz，已足以滿足和超過目前大多數(shù)顯示器所能提供的分辨率和刷新率。4、PCB板PCB是Printed Circuit Block的縮寫，也稱為印制電路板。就是顯卡的軀體（綠色的板子），顯卡一切元器件都是放在PCB板上的，因此PCB板的好壞，直接決定著顯卡電氣性能的好壞和穩(wěn)定。層數(shù)目前的PCB板一般都是采用4層、6層、或8層，理論上來說層數(shù)多的比少的好，但前提是在設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)上。PCB的各個層一般可分為信號層（Signal），電源層（Power）或是地線層（Ground）。每一層PCB版上的電路是相互獨(dú)立的。在4層PCB的主板中，信號層一般分布在PCB的最上面一層和最下面一層，而中間兩層則是電源與地線層。相對來說6層PCB就復(fù)雜了，其信號層一般分布在1、3、5層，而電源層則有2層。至于判斷PCB的優(yōu)劣，主要是觀察其印刷電路部分是否清晰明了，PCB是否平整無變形等等。顯卡接口常見的有PCI、AGP 2X/4X/8X （目前已經(jīng)淘汰），最新的是PCI-Express X16接口，是目前的主流。輸出接口現(xiàn)在最常見的輸出接口主要有：VGA