顯卡玩家進(jìn)階篇! 高手從認(rèn)識顯存開始
目前顯卡市場群雄逐鹿,顯卡產(chǎn)品種類繁多,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,在給廣大消費(fèi)者選購物美價(jià)廉的顯卡產(chǎn)品提供豐富選擇的同時(shí)也存在著很大風(fēng)險(xiǎn)。由于顯卡市場上產(chǎn)品種類繁多且型號復(fù)雜,加之更新?lián)Q代速度非??欤魏螌?dǎo)購都不可能涵蓋所有的產(chǎn)品,因此消費(fèi)者應(yīng)該掌握一些選購顯卡產(chǎn)品的基本知識。
單槽加長版的Radeon X1800XL顯卡要掌握顯卡的基本知識,就要先了解顯卡的構(gòu)成部分。一塊顯卡主要有一下幾部分構(gòu)成:GPU(圖形芯片)、顯存、散熱器、PCB、板載元件、接口元件。其中最重要的是GPU和顯存。當(dāng)然電路設(shè)計(jì)、PCB層數(shù)以及用料的好壞都會直接影響顯卡的性能及穩(wěn)定性,但就市場上的顯卡來看,絕大多數(shù)顯卡都是采用公板設(shè)計(jì),而且用料的差異不是很大,所以這里就不作詳細(xì)討論。
現(xiàn)在把重點(diǎn)放在GPU(圖形芯片)和顯存上面。市場上大部分顯卡產(chǎn)品的命名方式都是根據(jù)其采用的圖形芯片來命名的,即使是新手都能非常容易的了解到顯卡所采用的GPU(圖形芯片) ,而且也大都知道不同型號顯卡產(chǎn)品的性能差異以及價(jià)格差異,這里就不做過多討論。
但是顯存的重要性往往被新手們忽略掉了,就算沒有忽略,可能對顯存的重視也僅僅止于容量大小而已。因此有不少的新手朋友在選購顯卡時(shí),往往看到兩塊卡的核心芯片和顯存大小相同就認(rèn)為它們性能相當(dāng)。殊不知顯存的性能指標(biāo)不僅僅是容量而已,顯存其他的參數(shù)對顯卡性能的影響有時(shí)并不比芯片低,同一圖形芯片,采用的顯存不同,可能導(dǎo)致性能上的巨大差異,兩塊芯片和顯存大小相同的顯卡,性能可能大相徑庭!因此,要想購買到性能優(yōu)秀的顯卡產(chǎn)品,首先要從學(xué)會看顯存開始。
既然要認(rèn)識顯存,那么就先從它的外觀開始。目前市面上常見的顯存有兩種外觀:
TSOP封裝技術(shù)
TSOP的全名為“Thin Small Outline Package”,即“薄型小尺寸封裝”,如上面第一個(gè)圖,它在封裝芯片的周圍做出引腳,TSOP適合用SMT技術(shù)在PCB板上安裝布線。TSOP封裝,寄生參數(shù)減小,適合高頻應(yīng)用,操作比較方便,可靠性也比較高,是比較成熟的一種封裝技術(shù),目前市面上見得也是最多的。
BGA封裝技術(shù)
BGA全名為“Ball Grid Array Package”,即“球柵陣列封裝”,如上面第二個(gè)圖。BGA 封裝技術(shù)特點(diǎn)是:I/O引腳數(shù)增多,引腳間距不變,易于提高成品率;BGA能用可控塌陷芯片法焊接,改善電熱性能;內(nèi)存厚度和重量減少;寄生參數(shù)減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。
與TSOP相比,BGA封裝具有更小的體積,更好的散熱性能和電性能,可以使每平方英寸的存儲量有了很大提升,采用BGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一;另外,與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比,BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。是比較先進(jìn)的一種封裝形式,當(dāng)然,價(jià)格也比TSOP封裝的要貴。BGA封裝更多的見于高速的顆粒中。
認(rèn)識了顯存的封裝后,那么接下來就要了解了一下衡量顯存性能的三個(gè)重要指標(biāo):容量、頻率和顯存位寬。
1. 容量
顯存擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)與顯卡之間數(shù)據(jù)交換以及顯示芯片運(yùn)算3D圖形時(shí)的數(shù)據(jù)緩存,因此顯存容量自然決定了顯示芯片能處理的數(shù)據(jù)量。理論上講,顯存越大,顯卡性能就越好。不過這只是理論上的計(jì)算而已,實(shí)際顯卡性能要受到很多因素的約束,如:顯示芯片速度,顯存位寬、顯存速度等。
2. 時(shí)鐘周期和工作頻率
時(shí)鐘周期和顯存工作頻率是顯存非常重要的性能指標(biāo),它指的是顯存每處理一次數(shù)據(jù)要經(jīng)過的時(shí)間。顯存速度越快,單位時(shí)間交換的數(shù)據(jù)量也就越大,在同等情況下顯卡性能將會得到明顯提升。顯存的時(shí)鐘周期一般以ns(納秒)為單位,工作頻率以MHz為單位。顯存時(shí)鐘周期跟工作頻率一一對應(yīng),它們之間的關(guān)系為:工作頻率=1÷時(shí)鐘周期×1000。
三種不同規(guī)格的GDDR顆粒:4ns、3.3ns、2.0ns常見顯存時(shí)鐘周期有5ns、4ns、3.8ns、3.6ns、3.3ns、2.8ns、2.5ns、2.2ns、2.0ns、1.6ns。對于DDR SDRAM顯存來說,描述其工作頻率時(shí)用的是等效工作頻率。因?yàn)槟茉跁r(shí)鐘周期的上升沿和下降沿都能傳送數(shù)據(jù),所以在工作頻率和數(shù)據(jù)位寬度相同的情況下,顯存帶寬是SDRAM的兩倍。換句話說,在顯存時(shí)鐘周期相同的情況下,DDR SDRAM顯存的實(shí)際工作頻率是SDRAM顯存的兩倍。例如,5ns的SDRAM顯存的工作頻率為200MHz,而5ns的DDR SDRAM顯存的等效工作頻率就是400MHz。
3.顯存位寬
顯存位寬是顯存也是顯卡的一個(gè)很重要的參數(shù)??梢岳斫獬蔀閿?shù)據(jù)進(jìn)出通道的大小,顯然,在顯存速度(工作頻率)一樣的情況下,帶寬越大,數(shù)據(jù)的吞吐量可以越大,性能越好。就現(xiàn)在顯卡比較常見是64Bit和128Bit而言,很明顯的,在頻率相同的情況下,128Bit顯存的數(shù)據(jù)吞量是64Bit的兩倍(實(shí)際使用中達(dá)不到),性能定會增強(qiáng)不少。
三種不同規(guī)格的GDDR顆粒:8M×16、16M×16、4M×32
顯存的三個(gè)主要參數(shù)已經(jīng)介紹完了,接下來讓我們看看這三個(gè)主要參數(shù)的計(jì)算公式:
顯卡的內(nèi)存容量=單顆顯存顆粒的容量X 顯存顆粒數(shù)量
顯卡的顯存位寬=單顆顯存位寬X 顯存顆粒數(shù)量
顯卡的顯存工作頻率=單顆顯存顆粒的工作頻率
知道了顯存的位寬和速度,我們就可以知道顯存的帶寬了,帶寬=工作頻率×顯存位寬÷8,之所以要除以8,是因?yàn)槊?個(gè)bit(位)等于一個(gè)byte(字節(jié))。帶寬是顯存速度的最終衡量,數(shù)據(jù)吞吐量的大小也就是顯存的速度就看帶寬了。有些顯卡的顯存頻率高,但是位寬低,帶寬不高;有些位寬高,但是頻率低,帶寬也不高。
我們?nèi)粘M瓿傻墓ぷ髦饕?D應(yīng)用和3D應(yīng)用兩種。在2D應(yīng)用中,顯存的需求依照這樣的公式計(jì)算:分辨率x色深(色數(shù))/8。按照這樣的計(jì)算方法,即使是使用1600x1200x32bit作圖,顯存需要也不會超過8M。從這里可以看出,如果只是進(jìn)行一些平面的圖形處理和應(yīng)用,別說是現(xiàn)在板載128M顯存的獨(dú)立顯卡,就是低端整合顯卡應(yīng)付起來也綽綽有余了。
NVIDIA新一代優(yōu)異的工作站顯卡Quadro FX 4500
相比2D應(yīng)用,3D應(yīng)用對顯存的需求就很大,要求也很嚴(yán)格。顯卡在進(jìn)行3D運(yùn)算時(shí),顯存主要分為幀緩存和紋理緩存。幀緩存與分辨率、色深、刷新率有關(guān),不同的應(yīng)用程序和游戲,對于幀緩存的需求變化不是很大。紋理緩存與游戲和應(yīng)用程序中所用的紋理有關(guān)系,一般場景越復(fù)雜、紋理使用越多,紋理緩存的需求越大。
上方為7800GTX 512MB、下方是Quadro FX 4500 512MB
顯存的需求還有一個(gè)重要的決定因素,那就是GPU的處理能力。不同級別的GPU,圖形生成能力、渲染能力不同,數(shù)據(jù)吞吐能力不同,對顯存的需求自然不同。目前出貨量最大的NVIDIA GeForce 6系列的顯卡,最合適的顯存容量是128M,真正需要256M顯存甚至512M顯存的是GeForce 6800Ultra、GeForce 7系列和ATI Radeon X8系列、ATI Radeon X1000系列這一級的顯卡。
關(guān)于顯存位寬問題其實(shí)早在TNT M64的時(shí)代就已經(jīng)被別人說過很多遍了。到了現(xiàn)在,顯存帶寬仍然沒有被人們充分的重視。理論上講,顯卡性能最關(guān)鍵的決定因素是GPU的性能,其次就是顯存的位寬,在二者之后才是顯存的品牌和容量。

GDDR1各顯存規(guī)格(數(shù)據(jù)來源:三星電子)說道顯存的品牌,目前一線品牌的顯卡普遍采用的是三星、現(xiàn)代、英飛凌等國際大廠的高品質(zhì)顯存顆粒,國際大廠出品的高品質(zhì)顆粒能夠長時(shí)間穩(wěn)定的工作在更高的頻率下,而且發(fā)熱量較低,所以采用此類顯存的顯卡往往具有很強(qiáng)的超頻潛力,這些都是那些采用普通顯存顆粒和不知名顯存顆粒的二、三線顯卡所不具備的。
顯存顆粒查詢:
三星:點(diǎn)擊查詢 現(xiàn)代:點(diǎn)擊查詢 英飛凌:點(diǎn)擊查詢
最后希望大家不要被一些顯卡廠商的大容量顯存的廣告迷住了眼睛,相信大家一定能夠購買到滿意的顯卡產(chǎn)品,也在此呼吁廣大顯卡廠商不要再以大容量顯存來誤導(dǎo)消費(fèi)者,這樣只能得不償失!
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