分享

玩机社科普|第3期:显卡基础知识科普

 860277 2022-04-28
引言

做这个系列文章,不能让“小白”一夜之间变成“大神”,但能让大家对于你所在使用的数码产品有一个基础的认识,选购的时候能更好地阅读我们的推荐,也不用担心被奸商忽悠。

适用人群

之前也听不少朋友反映,看我们的推荐帖,有一些词汇和术语看不太明白,因此这个「玩机社科普」主要针对的就是这类人群。我们会用尽量浅显易懂的语言,去阐述电脑和数码产品中常见的参数;一些比较复杂的,与日常使用关系不同的参数,我们就不会在这个系列的文章里细讲了。

今天来讲讲近期非常缺货的商品——显卡。

图片

显卡是做什么的?

首先,显卡是做什么的?

显卡简介

显卡又称显示卡( Video card),是计算机中一个重要的组成部分,承担输出显示图形的任务。

显卡的主要处理单元是GPU(Graphics Processing Unit),这是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。

上次在讲CPU的时候,我给出了一个比喻:我们操作电脑,就相当于给电脑出了一道又一道的“题目”,而CPU就负责“解题”,职能和大脑相似。

图片

而GPU,负责图像和图形运算,它的出现取代了部分原本CPU的工作,比如硬件T&L(几何转换和光照处理),材质贴图等。可以说,GPU相当于大脑中某个特定部位(比如海马区),执行专门的图像处理功能。

显卡和GPU什么关系呢?GPU是显卡的核心,除了GPU之外,显卡还有显存、PCB板、散热器等其它硬件,根据存在形式不同,可以分成三类:集成显卡、核芯显卡和独立显卡

1、集成显卡

集成显卡,简称“集显”,将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上。

图片

▲ATI ES1000集显

集显其实是一个历史概念了,现在的主板已经不带集显了。

2、核芯显卡

核芯显卡,简称“核显”,核显的显示芯片和CPU核心整合在同一块基板上。

图片

▲Renoir APU结构图

AMD Renoir APU(也就是笔记本Ryzen 4000处理器),内置7nm Vega核显,可以看到核显单元和CPU单元集成在同一块基板上,核显会占用一部分的系统内存充当显存。

3、独立显卡

独立显卡,简称“独显”,将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上,自成一体而作为一块独立的板卡存在。

图片

▲NVIDIA RTX3090独显

独显通过pcie插槽和主板相连接,单独安装显存,一般不占用系统内存,再加上内部空间大,因此可以获得远超核芯显卡的性能表现。

独立显卡基本是每个游戏党的必备硬件,对于游戏来说,重要性甚至超过CPU,假如想装一台游戏台式机,自然要优先考虑独立显卡。因此,本文接下来的内容主要针对独立显卡。

显卡叫这些名字

目前PC显卡的GPU芯片主要由两家厂商提供,分别是“绿厂”——NVIDIA:

图片

和“红厂”——AMD:

图片

“蓝厂”Intel也有

1、显卡产品系列一览

先看看显卡“姓”什么吧。下图展示这两家近几年的产品系列,一些太古老的就不列入其中了:

图片

一般我们看到前缀是“RTX”,“GTX”或者“RX”的硬件,就能判断是显卡了。

补充知识:光线追踪技术

现在的游戏渲染引擎采用“光栅化渲染“技术,将一个复杂的场景的渲染任务划分成若干个由三角面组成的物体,再将这些三角面覆盖的区域拆解成一个个的像素,再用着色器着色。这种渲染方式效率高,但很难实现那些需要“全局信息”的渲染效果。

光线追踪将一个复杂场景的渲染任务划分成若干条从摄像机发出的光线,通过追踪与光学表面发生交互作用的光线,得到光线经过路径的模型,从而得到物体表面的材质、纹理等信息。如图所示:

图片

简单来说,就是开启光线追踪之后,游戏画面更加逼真,但是光线追踪对GPU运算能力要求更高,需要性能更强大的显卡。

【试一试】

找出下面两图中的显卡:

图片

答案如下:

图片

以后再拿到电脑配置单,相信大家能一下找出显卡的型号了。

2、显卡命名规律

了解完显卡“姓”什么之后,我们需要进一步了解它的“全名”。显卡的全名由以下几个部分组成:

图片

  • 产品系列:显卡的定位

  • 代际:表明属于该系列第几代产品

  • 定位:同一代产品中的定位,数字越大定位越高

  • 后缀:一般表示“增强版”

显卡常见的后缀,N卡有Ti、Super;A卡有X、XT,它们均表示“增强版”。

看到这里,相信显卡的名字对于你来说,不是什么“谜语”了。

接下来我们可以从命名来判断性能:

  • 产品系列:高性能卡>低性能卡

例:RTX2060>GTX1660Ti

  • 代际:数字越大,越新,性能往往越强

例:RTX3060>RTX2060

  • 定位:数字越大,性能越强

例:RTX3070>RTX3060

  • 后缀:有后缀的更强

例:RTX2060Super>RTX2060

那不同代际的不同定位之间,不同厂商之间的CPU怎么比较性能呢?这个时候就需要一份“天梯图”了。

我个人推荐使用超能网的天梯图:

入口:https://topic./GPU/

图片

这份天梯比较详细,可供比较的显卡也比较齐全。

影响显卡性能的因素

在我看来,显卡的性能主要由以下几个因素决定(重要程度从上到下):

图片

1、架构

和CPU一样,GPU架构是决定显卡性能的最重要因素,体现CPU厂商功力。

抛开架构看流处理器数量和显存位宽是不合理的,之前AMD的显卡,流处理器比同档次的N卡更多,但是性能却只是差不多。同样的架构下比较流处理器数量才有意义。

图片

▲NVIDIA最新的Ampere架构

图片

▲AMD最新的RDNA2架构

随着光线追踪技术的普及,游戏对显卡性能的要求越来越高,因此两大厂商也致力于新GPU架构的研发,新架构能带来更强悍的性能和更高的能耗比,以满足游戏的需求。

2、流处理器数量

流处理器单元是统一架构GPU内通用标量着色器的称谓。你也可以理解成“GPU计算单元”的数量,相同架构下,流处理器数量越多,显卡性能越强。流处理器数量往往是区分同架构不同定位显卡的重要指标,如图:

图片

▲NVIDIA RTX30系列显卡规格对比

3、显存位宽和显存种类

独立显卡带显存,显存的作用是用来存储显卡芯片处理过,或者即将处理的渲染数据。因此,显存吞吐效率越高,和CPU/GPU交换数据的效率也就越高,显卡性能就越强。

提升显存吞吐效率有两个手段,一个是提升显存位宽,一个是更换显存种类。

显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位数越大则瞬间所能传输的数据量越大,这是显存的重要参数之一。

图片

▲显存位宽在GPU-Z中的表示

在游戏中,显卡接收CPU传来的信息,暂时储存在显存中,再传递给GPU进行渲染处理,而显存位宽,就是连接显存和GPU的通道,这个通道越宽,数据传输能力就越强。

打个比方,显存相当于一个货物中转站,储存从CPU运来的原材料,而位宽则相当于一条传送带,位宽越大代表传送带运行越快,货物输送到GPU的速度自然就越快。

位宽对于显卡性能影响相当明显,刀法精准的老黄经常就在位宽上下手,割出两款性能不一样的显卡。

除了位宽之外,显存的种类也能显著影响显卡性能,NVIDIA和AMD都致力于引入各类高速显存,同样能提升和GPU数据交换的效率。

图片

▲GDDR6和GDDR5显存规格对比

从上图可以看出,GDDR6显存速度提升至16Gbps,同时支持双通道读写设计,显存带宽也更高。

图片

▲GTX1660Super仅仅更换了GDDR6显存,就获得了20%的性能提升

4、显存容量

这个指标对于显卡来说相对比较次要,但是对于一些中低端显卡来说,显存容量至关重要。一旦显存用完,就会出现“爆显存”,游戏帧数急剧下降。

图片

▲当年很流行的“1TB疯牛病显卡”的梗

很多年前,有不少低端卡,比如GT610这种,都采用了2GB甚至4GB显存。奸商忽悠小白的时候,经常不说显卡型号,直接一句“4GB大显存独立显卡”,让小白误以为显卡性能很强。

低端显卡受限于规格,流处理器数量、位宽、显存速度都很捉急,处理数据能力有限,大显存并不能改变性能表现。

5、频率

GPU频率会在一定程度上影响显卡性能,因此各路非公显卡厂商一直致力于冲击高频。

但实际上现在显卡超频收益普遍不高,同样的GPU芯片,顶级非公显卡和公版显卡的性能差距微乎其微。因此倘若不是发烧友,我们不太推荐购买顶级非公版显卡。

GPU厂商和显卡厂商的关系

和CPU不同,AMD和NVIDIA虽然也有自己生产显卡,但是数量不多,市面上的显卡,很多都是来自OEM厂商,比如华硕、微星、技嘉、七彩虹等。

显卡生产流程大致可以如下表示:

图片

OEM厂商拿到GPU芯片之后,就可以自行设计自己的非公版显卡了。有一些型号沿用了公版的pcb板,只是更换了散热器,有一些则重新设计了pcb板,并且更换了散热器:

图片

▲映众GTX1660Ti黑金至尊

图片

▲索泰GTX1660Ti X-GAMING OC

上面展示的两款显卡都是非公版显卡,映众直接采用了公版pcb设计,而索泰重新设计了pcb,增强了供电。

一般来说,OEM厂商重新设计的pcb,会在供电上有所加强,更有利于超频,但历史上确实曾经发生过厂商设计不当导致的问题……相比之下,采用公版pcb的产品比较稳一点,但是超频能力就不如非公版pcb的产品。

最后讲讲OEM厂商们,NVIDIA和AMD有AIC和AIB,简单来说就是两家GPU厂商认可的OEM厂商,不过现在很少有人提及这个概念了,买显卡买以下牌子的即可:

图片

这些品牌的显卡不能买:

图片

常见问题Q&A

Q:同型号,不同品牌显卡,该怎么选?

A:最顶级的非公卡和最丐的卡,考虑大家普遍不会超频使用,性能差距往往不会超过5%,因此选择价格最低的显卡,往往也很靠谱。不同品牌保修政策不同,优先考虑保修长的品牌。

Q:玩游戏一定要独立显卡?

A:现在AMD的Ryzen APU正在逐步破除人们“核显弱鸡”的观念,自带的Vega核显完全能胜任低要求游戏,比如LOL、CF、DNF、原神这类游戏的需求。

Q:笔记本同款显卡和台式机相差大吗?

A:就RTX20系和RTX30系的规格来看,差距蛮大的。移动端显卡在流处理器数量、频率等都和桌面端显卡有明显的差距。

我什么时候能以正常价买到显卡?

不知道。

今天比特币价格又冲上高位:

图片

飙到了56000美刀一个……如此高的价格,显卡势必越来越多涌进矿机,留给我们游戏玩家的显卡,越来越少了。

从2020年下半年开始,DIY玩家就面临“无卡可用”的窘境,太难了。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多