个人计算机显卡参数意义浅析

孔笑寒

摘要：显卡在现代计算机领域中应用十分广泛且重要，但其种类繁杂、各类技术繁多且不易于普通用户理解。该文通过对个人计算机显卡的若干关键参数进行分析，简要概括出其各自对于普通用户的意义，从而对普通消费者在显卡性能的认识与选择上起到一定的参考作用。

关键词：个人计算机；显卡；参数；性能

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）06-0226-02

1 引言

显卡，即显示卡，是个人计算机最基本的组成部分之一，用途是将计算机所需要的显示信息进行转换，向显示器提供信号以驱动其正常显示，是人机交互所需的重要设备之一。随着信息技术的飞速发展，显卡的作用也不再仅仅是满足正常的显示那么简单。高分辨率显示器的普及、多媒体设计行业、电子游戏业的发展等都对显卡提出了更为严苛的要求。因此，对于普通消费者来说，其使用的个人计算机所配备的显卡的性能很大程度地左右了其日常使用当中各类与显示相关应用的体验。

但是，也正因显卡的应用种类繁多，制造生产技术不断更新迭代，由此产生的各类复杂的参数对普通消费者对于显卡性能的理解和选择上造成了一定阻碍，使得许多消费者选择了并不适合自己使用范畴的显卡从而导致体验下降。因此，本文针对目前主流的个人计算机显卡，对其部分关键参数进行简单的解释与分析，从而为普通消费者在对于显卡性能的理解和选择上提供一定的参考。

2 显卡参数背景

参数，顾名思义就是能够给人的理解与应用提供参考的数据。在个人计算机显卡范畴，通常使用GPU-Z1获取其关键参数，但是仅仅通过该软件给出一些数字就对显卡性能进行评判是不合理的。在进入到详细的数据分析前，有一点概念需要注意，即最终决定显卡性能的是其架构与工艺，这和CPU类似，所谓参数的比较必须基于对等的架构与工艺，否则就会失去其意义。同时架构和工艺又是在不断发展迭代的，同时期也会出现多种流行的架构与工艺，其各自对于显卡的实际应用都有不同的实现。因此本文不会深究显卡的具体实现，下文对于各项显卡关键参数的分析也都是基于对等的架构与工艺，以确保其客观性以及足够的参考价值。

3 显卡参数详解

通常来说，个人计算机显卡的性能主要由显示芯片及显存两大部分决定。

3.1 显示芯片

3.1.1 流处理器数量

流处理器是显示芯片最重要的组成部分，提到流处理器，我们需要先简单了解一下显卡最基本的工作原理。概括来说，显卡所做的工作就是在显示器上生成图形与色彩并对其进行渲染。以往这一工作由显卡的顶点着色器和像素着色器分工完成，前者生成基础的几何图形骨架，再由后者对其进行填色，最后再经由像素渲染管线中的纹理单元进行贴图。而当新的统一渲染架构提出之后，顶点着色器和像素着色器被合二为一，成为了现在的流处理器，它同时负责顶点着色和像素着色，避免了负载不均衡的情况发生。从这里我们不难发现，流处理器可以说是整个显卡工作的基础，一块显卡所配备流处理器的情况直接决定了其整体的图形处理性能。

流处理器一般被成组封装在流处理器单元内，常见的规格如NVDIA2麦克斯韦架构一个单元128个流处理器，一块显卡则往往配备多个流处理器核心，因此显卡的流处理器数量一般是成组提高的。我们知道，流处理器是显卡工作的重要基础单元，因此，流处理器数量更多的显卡其性能也更强，但随之而来的是发热与功耗的升高，这与CPU的核数具有一定的相似性，但由于其特殊的工作特性，其对显卡性能的提升作用远比CPU核数对CPU性能的提升要大。

3.1.2 光栅化处理单元数量

流处理器数量决定了显卡的整体显示性能，而光栅化处理单元的数量则很大程度上决定了显卡的3D图形处理性能。

通常来说，显卡的3D图形处理可以分成四个主要步骤，即几何处理、设置、纹理和光栅处理，其中光栅处理单元主要负责光线和反射运算，兼顾3D图形的反锯齿3、分辨率以及烟雾、火焰等物理效果。这些效果对于游戏、大型3D设计等都是至关重要的，因此对于此类3D图形应用方面需求较高的消费者则需要选择光栅化处理单元数量更多的显卡。

3.1.3 核心频率

显卡的核心频率一般指流处理器单元的工作频率，与CPU核心频率类似，频率越高，其性能也越强。与流处理器固定的数量不同，单个显卡的频率是可以进行人为调控的，即所谓的“超频”。一般来说，流处理器数量越多的显卡，其超频对于性能的提升更大，但其所带来的发热和功耗问题也更为严重。因此，显卡的核心频率并非越高越好，其与实际使用的性能关系中也还需考虑散热等实际因素。

3.2 显存

3.2.1 显存频率

与计算机内存类似，显卡的显存也工作在一定频率下，其频率的高低也直接决定了其对于显卡数据吞吐的处理性能。显存的频率也可以进行人为调控，且不会产生严重的发热问题，但是会造成其工作的不稳定，同时显存的性能也存在其他的约束条件，这是单纯提高显存频率所无法解决的。

3.2.2 显存位宽

上文所提到的显存性能的其他约束条件之一就是显存位宽，它代表显存在一个时钟周期内所能传输数据的位数。因此显存最终的数据吞吐能力，即显存带宽，是由显存位宽和显存频率所共同决定的。显存带宽大的显卡在显示数据的输出，如高分辨率支持等方面更具优势。

3.2.3 显存容量

显存之于显卡的作用与计算机内存之于CPU的作用类似，都是作为处理数据的高速处理器和存储数据的低速存储器之间的中速数据交换媒介。前文提到显存带宽决定了显存的实际数据吞吐能力，而显存容量则决定的是显存能处理的最大数据量。更大的显存有助于显卡高速处理更多的硬盘数据，如纹理贴图等，但在现有的技术条件下，显存容量不足时大多显卡也支持调用计算机内存，因此显存容量的重要性明显要低于显存带宽。

4 总结

通过对若干常见个人计算机显卡重要参数的解读与分析，可以发现显卡的性能被其多个部件所影响和制约，其中，流处理器对于显卡综合性能、光栅化处理单元对于显卡3D性能、显存带宽对于显卡图形数据传输处理性能的影响最为显著。因此，消费者在偏重显卡某一参数时也应适当考虑其应用领域及其与其他部件之间的影响与制约关系，才能最大程度地发挥显卡本身的作用。

注释：

1.一款由techPowerUp所开发的基于微软Windows操作系统的可侦察显卡信息的软件。

2.即英伟达，是一家以设计图形处理器为主的半导体公司，创立于1993年1月。

3.一种消除显示器输出的画面中图物边缘出现凹凸锯齿的技术。

参考文献：

[1] 羽飞. 深入剖析电脑硬件技术——显卡篇[J]. 电脑知识与技术（经验技巧），2007（7）：52-56.

[2] 主流显卡明明白白主流显卡综合测试[J]. 电脑迷，2010（4）：19-23.

[3] 斯佳丽，laoshu. 缤纷色彩竞妖娆——显卡综述[J]. 电脑爱好者，2004（9）：75-79.

[4] 维基百科. 显示卡[DB/OL]. （2015-10-14）.[2016-1-21].https：//zh.wikipedia.org/wiki.

[5] 唐磊. 大忽悠JS将失效显卡帝详解显卡全参数[EB/OL]. （2011-05-04）.[2016-1-21].http：//vga.zol.com.cn/227/2278852_all.html.