- ]4 a' G" A5 o, K8 R. ~" O - B, O$ h. W4 I$ F" W显卡(Graphics Card),也称为图形处理器(GPU),是一种用于处理和生成计算机图像的硬件设备。显卡在计算机系统中的作用至关重要。显卡可以用在游戏、视频编辑、3D建模和渲染、科学计算等领域,能够提升计算机的图形处理能力。4 f4 T' W$ C! Z) J4 B6 H
( X8 m- Z" {4 K. D" s # N. s% m* @1 g; ]显卡根据其用途和性能可以分为以下几类: , e2 w5 n( B- z& \" | m, E2 i/ P, x9 z& A2 w+ \0 |# ]! W& w3 B
集成显卡:集成在CPU或主板上的图形处理单元,性能较低,适合普通办公和基础娱乐用途。 ( D$ J. D$ l' F1 l" ~5 v独立显卡:独立的显卡,性能较高,适合游戏、专业图形处理和科学计算等需要高图形处理能力的应用。: K" U- P3 o4 B. [; [, n9 r& k
专业显卡:专为专业应用设计,如CAD、3D建模、视频编辑和科学计算等,具有更高的精度和稳定性。: C6 E( u6 E( O5 P* r4 o6 \
& B1 m; m3 e) [, L5 f$ ?( F; E显卡基本组成结构' m" _" `4 Z0 U
图形处理器(GPU):显卡的核心组件,负责执行图形处理和计算任务。它具有高度并行的处理能力,适合处理大量的图形数据和复杂计算。 - ~- [$ \( e1 c8 S; S0 k % ~9 k& n5 ~* l. x, l显存(VRAM):用于存储图形数据和帧缓冲区。显存的容量和速度对显卡性能有很大影响。; `6 D) F+ v3 ~5 ]8 u* U
电路板(PCB):显卡的基础结构,承载着GPU、显存和其他电子元件,并提供电源和信号传输通道。6 v L4 N8 S) ]0 b
接口:显卡通过接口与计算机主板和显示器连接。常见的接口有PCIe(与主板连接)和HDMI、DisplayPort、DVI(与显示器连接)。. T8 G3 i! c% q. _5 \' ^
散热系统:主要分为风冷和水冷两种,用于冷却GPU和显存,确保显卡在高负载下稳定运行。 2 r5 X) g3 F+ u$ |5 r: d风冷散热:适用于一般用户、预算有限的用户以及不进行超频的情况。对于大多数普通使用场景,风冷已经足够。 ; O& F1 A h5 q3 e: J2 S3 R水冷散热:适用于高性能用户、超频用户以及追求低噪音和美观的用户。特别是在显卡长期高负荷运行的情况下,水冷散热效果更佳。 ; v9 l2 ~/ U% {( }! \+ v- b3 E1 {2 h , I" G) i+ T$ m0 ^- R6 O8 ]显存: j- q, P& K: {, A* X
显存颗粒是显存的物理存储组成单元,主要用于存储图形数据和帧缓冲数据。显存颗粒的性能和容量直接影响显卡的整体性能,尤其是在高分辨率和高画质设置下。+ e8 d9 G; P. ]7 c- E/ t, k
5 I# u* F, p0 L2 A显存类型 4 f! m& L$ p6 ]( D' L6 {2 W2 J常见显存颗粒类型和品牌:+ c6 \2 b9 ?: z8 O
GDDR5:速度快,功耗适中,性价比高,曾是主流显存类型。主要品牌有三星(Samsung)、海力士(Hynix)、美光(Micron)。 % W/ l5 w% C, }1 |; w* J$ `9 a/ g 8 w5 W2 `' L* K2 ?1 kGDDR5X:GDDR5的升级版,具有更高的频率和带宽。主要由美光(Micron)生产。: E* P: w& G3 C/ a) Y& K
GDDR6:最新一代GDDR显存,广泛应用于高端显卡,提供更高的频率和带宽,当前主流的显存类型。主要品牌有三星(Samsung)、海力士(Hynix)、美光(Micron)。 . a& K) \+ T' IGDDR6X:GDDR6的升级版,提供更高的性能,主要用于高端显卡,主要由美光(Micron)生产。 5 D9 m8 q. D$ G9 yHBM:高带宽、低功耗,主要用于高端显卡和专业计算。主要品牌有SK海力士(SK Hynix)、三星(Samsung)。 5 p. p; [- B: f0 _; v1 u 4 B4 D* g) m) e2 M% d" T& p5 K& F# @显存容量 ) z1 k; g% q: X显存容量指的是显卡上安装的显存芯片的总容量,通常以GB(千兆字节)为单位。显存容量越大,显卡能存储更多的图形数据,有助于处理高分辨率和复杂的图形任务。8 b3 [* f+ _1 F. q$ c0 A9 l' w
9 {/ L0 k/ Z9 {. y I常见容量有2GB、4GB、6GB、8GB、12GB、16GB及以上。' I. f$ [0 N$ u7 M4 N& m, S
适用场景: . I, m/ d& s, W( y/ M2 S8 x2GB/4GB:适合一般办公和普通游戏。 8 D7 n# y0 p. y9 {6GB/8GB:适合中高端游戏和图形处理。 $ ?9 V1 l. a3 o* D12GB及以上:适合专业图形设计、视频编辑和高端游戏。 % e+ z' k1 J3 ? V- g* k. J0 X4 b" i' h显存位宽 1 X. `- F! |% U. H0 _/ v& f% G6 D; [2 q显存位宽指的是显存与显卡GPU之间单次传输的数据量,以bit(位)为单位。位宽越大,显卡的数据传输速度越快,整体性能越好。3 M# f; ~; z x) x
常见位宽有64bit、128bit、192bit、256bit、384bit、512bit。 " b% L' Z% e+ y; z 4 a" f0 ?/ d# i$ D& p3 p; U' j位宽越大,显存带宽(即数据传输速率)越高,对显卡性能提升明显。7 v; l7 \. x5 Q# ]
. S" w/ a3 k1 _+ q' X/ ] & P( v3 E- i+ S8 F* Q显存频率:8 H; L, r+ q2 }, p) e% S7 d+ \5 r
显存频率指的是显存工作每秒传输的周期数,通常以MHz(兆赫兹)或GHz(千兆赫兹)为单位。显存频率越高,显存的数据传输速度越快。频率越高,处理速度越快。; l7 L& ?0 E: z
常见频率有1500MHz、2000MHz、3000MHz、4000MHz及以上。 3 a2 e6 `8 ]) W( }2 e+ ] . w+ ^ ~' `: V9 | + {2 ~7 |0 V# \& Z4 r显存带宽% G1 d7 q% k* C3 P4 Q* b' L
带宽是显存和GPU之间的数据传输速度,带宽越高,数据传输效率越高。而显存的总带宽是由频率、位宽、显存类型共同决定的。一般游戏画面分辨率越高,贴图和模型越精致,对显存容量和带宽的要求越高。 5 f3 T" L. V j# z3 _在显存够用的情况下,显卡的性能还是由显卡核心的GPU来决定。+ }9 V* K+ Y c2 a! p
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& p9 J9 i7 E- q R* r3 @4 B. H图形处理器GPU- [# H5 ]4 z6 f: N. `6 \# g+ t
GPU芯片主要厂商 . Y/ I2 @" v6 ?6 I英伟达(NVIDIA):GPU市场的领军企业,广泛应用于游戏、专业图形、数据中心和AI计算领域。主要产品系列包括GeForce系列(面向游戏和消费市场)、NVIDIA RTX A系列(面向专业图形工作站)和NVIDIA A系列(面向数据中心和科学计算)。 " B6 O# y7 s; z% ~/ C6 w超威(AMD):主要产品系列包括Radeon(面向游戏和消费市场)、Radeon Pro(面向专业图形工作站)、Radeon Instinct系列(面向数据中心和科学计算)。 . ^: g& W/ J s/ i. ^* d英特尔(Intel):近年来也开始进入独立显卡市场,主要产品系列包括Intel Iris Xe(用于笔记本电脑和轻薄设备的集成和低功耗独立显卡)和Intel Arc系列(覆盖游戏和专业应用的高性能独立显卡)。 ! o6 V" T' ?5 P7 Z3 w摩尔线程(Moore Threads):成立于2020年,一家中国的GPU芯片设计公司,专注于研发高性能图形处理器和计算芯片,主要面向消费级和专业市场。主要产品系列包括:MThreads系列 5 w5 r9 r% d6 r: f, L寒武纪:一家中国领先的AI芯片设计公司,专注于开发高性能AI处理器和加速卡,提供适用于边缘计算和数据中心的高性能AI芯片。: i' g2 n1 J+ P8 g# {$ a" ?
华为海思:华为旗下的芯片设计公司,不仅在移动设备SoC中集成了强大的GPU,还开发了专门用于AI训练和推理的Ascend系列芯片,覆盖从消费级到企业级和专业市场。6 C) j# k5 W1 s7 D3 w1 r1 C
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GPU结构 4 j+ ~% z4 f1 O N/ TGPU是由成千上万个微小的晶体管组成的集成电路。台积电(TSMC) 是全球领先的半导体制造公司,专门为其他公司提供芯片代工服务,它有世界上最先进的半导体制造工艺,包括7nm、5nm和即将量产的3nm工艺。全球众多知名半导体公司设计GPU的架构和逻辑电路,然后由台积电利用先进的制造工艺将设计转化为实际的芯片。+ z# Q2 ~' Q/ W1 B: |& d# ]/ q$ z
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流式处理器:占大部分面积,负责几乎所有图像运算,显卡流处理器越多,频率越高,性能越强。3 T8 t8 {& C7 q1 y
视频解码器:它把0101的二进制数据转换成连续播放的视频画面。如果解码器性能过弱,就可能在播放视频时出现卡顿掉帧问题; " I5 x( H0 [( _ y视频编码器:它可以把视频数据以新的编码方式压缩成期望格式和大小。如果编码器过弱,则会在剪辑视频导出时浪费过多的时间;9 s e- ^& u8 c7 o' F& Y
显存控制器:让GPU和显卡得以顺利交互数据;' s$ b: k. Q/ r
PCIe控制器:让显卡能和主板上的CPU、内存硬盘等其他元器件交互数据。 ; P# K8 N, L$ _4 v( F1 }: |* C# U& C7 u1 E
CPU与GPU比对:" R. L( e4 C5 \ U/ v% \
CPU核心像经验丰富的数学家,能处理更多复杂的任务。 ( M5 X7 W; W. J ]5 U% B3 C7 }" |% n% ~2 t [4 L; W1 n
GPU核心更像小学生,适合做简单的并行计算。3 M- q, A. Q. {, z x
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显卡品牌3 x4 U& ^: s+ G$ A, J& x" W - w; G) `, u, R2 {5 p. K: k, }4 K, M% Z! C) C. W