显存容量的大小决定着显存临时存储数据的能力。在显卡最大分辨率方面,最大分辨率在一定程度上跟显存有着直接关系,因为这些像素点的数据最初都要存储于显存内,因此显存容量会影响到最大分辨率,所以显存容量大了,其分辨率也越好。
显存容量是显卡上显存的容量数,这是选择显卡的关键参数之一。显存容量决定着显存临时存储数据的多少,显卡显存容量有128MB、256MB、512MB、1024MB几种,64MB和128MB显存的显卡现在已较为少见,主流的是2GB、4GB、6GB的产品。
显示加速卡:
配置较高的计算机,都包含显卡计算核心,在科学计算中,显卡被称为显示加速卡。
显示芯片( Video chipset)是显卡的主要处理单元,因此又称为图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU),GPU是NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念。
尤其是在处理3D图形时,GPU使显卡减少了对CPU的依赖,并完成部分原本属于CPU的工作。GPU所采用的核心技术有硬件T&L、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等,而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。
显存,也被叫做帧缓存,它的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。如同计算机的内存一样,显存是用来存储要处理的图形信息的部件。
显存容量是显卡上本地显存的容量数,这是选择显卡的关键参数之一。显存容量的大小决定着显存临时存储数据的能力,在一定程度上也会影响显卡的性能。显存容量也是随着显卡的发展而逐步增大的,并且有越来越增大的趋势。显存容量从早期的512KB、1MB、2MB等极小容量,发展到8MB、12MB、16MB、32MB、64MB,一直到目前主流的512MB、1GB和高档显卡的2GB,某些专业显卡甚至已经具有4GB的显存了。
在显卡性能方面,随着显示芯片的处理能力越来越强大,特别是现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储的数据也越来越多,所需要的显存容量也是越来越大,显存容量在一定程度上也会影响到显卡的性能。例如在显示核心足够强劲而显存容量比较小的情况下,却有大量的大纹理贴图数据需要存放,如果显存的容量不足以存放这些数据,那么显示核心在某些时间就只有闲置以等待这些数据处理完毕,这就影响了显示核心性能的发挥从而也就影响到了显卡的性能。
值得注意的是,显存容量越大并不一定意味着显卡的性能就越高,因为决定显卡性能的三要素首先是其所采用的显示芯片,其次是显存带宽(这取决于显存位宽和显存频率),最后才是显存容量。一款显卡究竟应该配备多大的显存容量才合适是由其所采用的显示芯片所决定的,也就是说显存容量应该与显示核心的性能相匹配才合理,显示芯片性能越高由于其处理能力越高所配备的显存容量相应也应该越大,而低性能的显示芯片配备大容量显存对其性能是没有任何帮助的。
1、显存的种类:
显存的种类有EDORAM、MDRAM、SDRAM、SGRAM、VRAM、WRAM、DDR等许多种。EDO显存曾用在Voodoo、Voodoo 2等显卡上,但目前已消声匿迹。SGRAM显存支持块写和掩码,可以看作是SDRAM的加强版,曾流行一时,但由于价格较SDRAM稍高,现在也已甚少采用。目前显卡上被广泛使用的显存就是SDRAM和DDR SDRAM了。SDRAM可以与CPU同步工作,无等待周期,减少数据传输延迟。优点是价格低廉,在中低端显卡上得到了广泛的应用。DDR是Double Data Rate是缩写,它是现有的SDRAM内存的一种进化。在设计和操作上,与SDRAM很相似,唯一不同的是DDR在时钟周期的上升沿和下降沿都能传输数据,而SDRAM则只可在上升沿传输数据,所以DDR的带宽是SDRAM的两倍,而DDR比SDRAM的数据传输率也快一倍。如果SDRAM内存的频率是133MHz,则DDR内存的频率是266MHz,因此在中高档显卡上应用广泛。
2、显存的容量:
显存与系统内存一样,也是多多益善。显存越大,可以储存的图像数据就越多,支持的分辨率与颜色数也就越高。以下计算显存容量与分辨率关系的公式:
所需显存=图形分辨率×色彩精度/8
例如要上16bit真彩的1024×768,则需要1024×768×16/8=1.6M,即2M显存。
对于三维图形,由于需要同时对Front buffer、Back buffer和Z buffer进行处理,因此公式为:所需显存(帧存)=图形分辨率×3×色彩精度/8
例如一帧16bit、1024×768的三维场景,所需的帧缓存为1024×768×3×16bit/8=4.71M,即需要8M显存。
3、显存的数据位数与带宽:
数据位数指的是在一个时钟周期之内能传送的bit数,它是决定显存带宽的重要因素,与显卡性能息息相关。当显存种类相同并且工作频率相同时,数据位数越大,它的性能就越高。
显存带宽的计算方法是:运行频率×数据带宽/8。以目前的GeForce3显卡为例,其显存系统带宽=230MHz×2(因为使用了DDR显存,所以乘以2)×128/8=7.36GB。
数据位数是显存也是显卡的一个很重要的参数。在显卡工作过程中,Z缓冲器、帧缓冲器和纹理缓冲器都会大幅占用显存带宽资源。带宽是3D芯片与本地存储器传输的数据量标准,这时候显存的容量并不重要,也不会影响到带宽,相同显存带宽的显卡采用64MB和32MB显存在性能上区别不大。因为这时候系统的瓶颈在显存带宽上,当碰到大量像素渲染工作时,显存带宽不足会造成数据传输堵塞,导致显示芯片等待而影响到速度。目前显存主要分为64位和128位,在相同的工作频率下,64位显存的带宽只有128位显存的一半。这也就是为什么Geforce2 MX200(64位SDR)的性能远远不如Geforce2 MX400(128位SDR)的原因了。
4、显存的速度:
显存的速度一般以ns为单位。常见的显存有7ns、6ns、5.5ns、5ns、4ns甚至3.8ns的显存。其对应的额定工作频率分别是143MHz、166MHz、183MHz、200MHz和250MHz。额定工作频率=1/显存速度。当然,对于一些质量较好的显存来说,显存的实际最大工作频率是有一定的余量的。显存的超频就是基于这一原理,列如将额定频率为6ns的显存超至190MHz的运行频率。
这里还要说一说显存的实际运行频率和等效工作频率。DDR显存因为能在时钟的上升沿和下降沿都能传送数据,因此,在相同的时钟频率和数据位宽度的情况下显存带宽是普通SDRAM的两倍。换句话说,在显存速度相同的情况下,DDR显存的实际工作频率是普通SDRAM显存的2倍。同样,DDR显存达到的带宽也是普通SDRAM显存的2倍。例如,5ns的SDRAM显存的工作频率为200MHZ,而5ns的DDR显存的等效工作频率就是400MHZ。