显卡简介
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显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,对于喜欢玩游戏和从事专业图形设计的人来说显得非常重要。目前民用显卡图形芯片供应商主要包括ATI和nVIDIA两家。
显卡的主要构成及其参数
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1、显示芯片(型号、版本级别、开发代号、制造工艺、核心频率)
2、显存(类型、位宽、容量、封装类型、速度、频率)
3、技术(象素渲染管线、顶点着色引擎数、3D API、RAMDAC频率及支持MAX分辨率)
4、PCB板(PCB层数、显卡接口、输出接口、散热装置)
5、品牌
独立显卡的分类
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独立显卡又分为内置独立显卡和外置显卡。平常我们见到的独立显卡都是内置独立显卡,是一片实实在在的显卡插在主板上,比如插在AGP或PCI E插槽上,拆开机箱看,和显示器信号线相连的那个家伙就是。内置独立显卡又有纯粹的独立显卡和混合显存显卡两种,前者不用说,就是一块普通的显卡,后者就是显卡上面有自己的显存又同时可以通过系统总线调用系统内存以增加显存容量,典型的有nVIDIA开发的Turbo Cache技术和ATi的Hyper Memeroy技术可以做到这样。注意与后面介绍的集成显卡不同的是,集成显卡划分系统内存会发现显示的系统内存少了,而这种技术虽占用系统内存,但不会显示系统内存少了,它的工作就像软件在调用系统内存一样。
第一代独立显卡——8位ISA显卡
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IBM公司于1981年推出的基于8位机P C/XT的总线,称为PC 线。1984年IBM公司推出了1 位PC机PC/AT,称为AT总线。为了能够合理地开发外插接口卡,由Intel公司、IEEE和EISA集团联合开发了与IBM/AT原装机总线意义相近的ISA总线,即8/16位的“工业标准结构”(ISA,IndustryStandard Architecture)总线。
由于年代久远,并且没有任何相关的历史资料能说明谁的显卡是第一块运用在微型计算机上的,因此小编也不能对其下一个准确的定论。但8位ISA插口显卡是第一块独立显卡应该是毫无疑问了。
详细对比独立显卡和集成显卡
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独立显卡成独立的板卡存在,需要插在主板的相应接口上,独立显卡具备单独的显存,不占用系统内存,而且技术上领先于集成显卡,能够提供更好的显示效果和运行性能。
集成显卡是指芯片组集成了显示芯片,使用这种芯片组的主板就可以不需要独立显卡实现普通的显示功能,在价格方面较有优势,以满足一般的家庭娱乐和商业应用,节省用户购买显卡的开支。集成了显卡的芯片组也常常叫做整合型芯片,这样的主板也常常被称之为整合型主板。集成的显卡不带有显存,使用系统的一部分主内存作为显存,具体的数量一般是系统根据需要自动动态调整的。显然,如果使用集成显卡运行需要大量占用显存的程序,对整个系统的影响会比较明显,此外系统内存的频率通常比独立显卡的显存低很多,因此集成显卡的性能比独立显卡差.
集成显卡便宜省钱,属于办公型或mm型
缺点:集成显卡是和CPU共享内存的。
第一,它占用系统内存,使CPU可用的物理内存减少;
第二,在与系统内存的交互过程中它会占用总线周期;
第三,与系统内存的交互过程需要CPU来协调,占用CPU周期。
这三点就会使系统性能大大的下降
集成显卡的缺点正好由独立显卡补足,因此可以说,独立显卡与集成显卡的选择实际上是性能和价格间的选择。
所以不会受内存的影响!
肯定影响。电脑硬件系统,是一个完成的整体,内存是最基础的硬件,其它硬件的性能都必须在它稳定、优越的性能基础上发挥各自的性能。
所以内存的质量,直接影响CPU、显卡等等硬件的性能的发挥。
简介:
(1)内存
内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。
(2)CPU
中央处理器(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
带宽翻倍
带宽翻倍这事情,并不如一般人想象中那么厉害——因为延迟并没有改变。
以DDR4 2666内存为例,DRAM颗粒频率333.33MHz,8n预取,位宽64bit。按照JEDEC标准的CL19计算,每个内存时钟周期3ns,不考虑其它因素,从CPU发送指令到传输数据,需要3×19=57ns。虽然内存理论上支持按字节访问,然而现代CPU都有多级缓存,只有缓存命中失败的时候才访问内存——并且每次访问最少替换一个Cache Line,大小为64Byte。而单通道DDR4内存传输64字节只需要一个内存时钟周期:64bit就是8字节,8n预取就是8×8=64字节,也就是3ns。如果需要一次性传输4个Cache Line,单通道需要57+3×4=69ns;双通道需要57+3×4÷2=63ns,性能提高9.52%——远低于带宽提升的100%。
可能有人觉得9.52%也不少了,然而前提是你需要保证需要替换的4个Cache Line对应的地址刚好平均分布在两个通道上——实际情况是:
4个Cache Line都在一个通道上,性能完全没有提升,概率12.5%;
1个Cache Line在一个通道上,3个Cache Line在另一个通道上,性能提升是4.55%,概率50%;
每个通道两个Cache Line,性能提升才是9.52%,概率37.5%。
综合计算下来,平均性能提升进一步降低到5.75%。
然而这不是最终性能提升,相对于CPU来说内存的性能是如此的低——57ns的延迟,对于4GHz的CPU来说就是228个时钟周期。因此CPU有大量的机制来降低这个影响,除了多级缓存外,还有指令/数据预取、乱序执行等。现代CPU的缓存命中率是相当高的,虽然根据不同应用不同场景有所不同,但三级缓存命中率在95%以上是相当常见的。虽然不能直接按照5.75%×0.05来算,因为95%命中的L3访问延迟比内存访问延迟低的多。例如Skylake的L3延迟最短是42个时钟周期,对于4GHz CPU来说就是10.5ns。如果不考虑L1/L2命中率和指令执行时间,这个性能提升会降低到1.42%。
当然,上面是仅仅就4个Cache Line替换的情况来计算,如果是进行大量的数据处理,缓存数据需要大量的迅速替换的场景,内存带宽提升带来的性能提升还是比较明显的。但这个即使是相同的应用相同的场景,不同版本也是不同的。某些应用可能原来比较依赖内存带宽,对预取机制进行优化后很可能就是另一种情况了。
缓解内存访问冲突
现代计算机中有多个设备都需要访问内存数据,例如CPU的多个核心、核显、各种支持DMA(Direct Memory Access,直接内存访问)的IO设备如独立显卡、硬盘控制器、网卡等。在一个设备A读写内存时,如果有另外一个设备B需要访问另一个内存地址,单通道内存就必须等前面的访问结束后才能访问;双通道的话,如果设备B访问的地址正好在另外一个通道上,则可以马上进行访问无需等待。
这是为什么双通道对于核显性能影响比较明显的原因——大部分核显并没有独立显存,也是通过内存控制器访问内存作为显存读写数据,如果这个时候CPU需要访问内存需要等待核显访问结束;反之亦然。Intel最新的Ice Lake的内存控制器从之前的2×64bit新增4×32bit模式,也是出于这个考虑,毕竟Ice Lake的Gen11核显性能更强大,读写内存更为频繁,更容易和CPU冲突。
而独立显卡虽然有自己独立的显存,访问内存没有核显那么频繁,但独显工作往往是在运行大型游戏或者一些大数据量的运算,也更容易和CPU发生内存访问冲突。因此在很多大型游戏中,低分辨率下性能瓶颈不在显卡的时候,双通道内存对帧速的影响可能会比较明显。此外,大部分游戏笔记本上,虽然有独立显卡进行画面渲染,但游戏画面是通过核显输出到内置屏幕中,独显与核显之间也是通过内存交换数据的,更容易和CPU发生内存访问冲突,因此游戏本玩游戏的时候,双通道的性能提升会更明显一些。说句题外话,某些笔记本支持独显直接输出到内置屏幕如ROG冰刃、联想拯救者2019,或者其它型号可以通过独显直接输出到外置屏幕的时候,性能也有一定幅度提升。
不过双通道内存可以缓解内存访问冲突的前提是双通道运行在Unganged模式(两个独立的64bit位宽的内存通道),如果是两个64bit位宽通道合并为一个128bit位宽的Ganged模式,物理内存地址每8个字节交错分布的话,是无法获得这个优势的,因为几乎所有的内存访问都需要两个内存通道处理。两种模式区别如下图所示:
Ganged模式的优势在于即使是单个Cache Line替换的64bit访问,也能获得双通道的带宽优势。也就是说几乎任何情况下,在前面4个Cache Line替换的性能计算中都可以直接使用9.52%来计算,最终结果是2.29%。
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