關(guān)于GPU你必須知道的基本知識(shí)

圖形處理單元(或簡(jiǎn)稱GPU)會(huì)負(fù)責(zé)處理從PC內(nèi)部傳送到所連接顯示器的所有內(nèi)容，無(wú)論你在玩游戲、編輯視頻或只是盯著桌面的壁紙，所有顯示器中顯示的圖像都是由GPU進(jìn)行渲染的。本文將向大家介紹什么是GPU、它是如何工作的，以及為什么要為游戲和圖像密集型應(yīng)用程序配置專用顯卡。

對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)，實(shí)際上不需要獨(dú)立顯卡就可以向顯示器「提供」內(nèi)容。像筆記本電腦或平板用戶，通常CPU芯片都會(huì)集成GPU內(nèi)核，也就是大家熟稱的「核顯」，這樣就可以為對(duì)顯示要求不高的低功耗設(shè)備提供更好的性價(jià)比。

正因如此，部分筆記本電腦、平板電腦和某些PC用戶來(lái)說(shuō)，要想將其圖形處理器升級(jí)到更高級(jí)別也很困難，甚至不太可能。這就會(huì)導(dǎo)致游戲(和視頻編輯等)性能不佳，只能將圖形質(zhì)量設(shè)置降低才能工作。對(duì)此類用戶而言，只有在主板支持和空閑空間足夠的情況下，添加新顯卡才能夠把(游戲)顯示體驗(yàn)提高到一個(gè)新的水平。

CPU vs GPU

既然CPU已經(jīng)提供顯示核心了，如果我們已有一顆強(qiáng)大CPU，為什么還需要單獨(dú)的GPU呢?簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是GPU的數(shù)字計(jì)算對(duì)依賴于它的游戲引擎和(像視頻編輯這樣的)密集型應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)更為強(qiáng)勁，位于GPU板上的大量核心可以在單位時(shí)間點(diǎn)處理所有此類進(jìn)程。

雖然CPU和GPU都是以硅為基礎(chǔ)的微型處理器，不過(guò)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，兩者的部署角色卻是完全不同的。CPU是PC的大腦，用于處理各種復(fù)雜的任務(wù)，GPU并不能有效地執(zhí)行。而比特幣工廠依賴于他們受信任的GPU(被稱為GPGPU–通用圖形處理單元)來(lái)挖礦而不用CPU。

CPU和GPU就像人類的大腦和肌肉，前者能夠處理大量不同類型的計(jì)算，而GPU的任務(wù)則是負(fù)責(zé)渲染圖形和將所有可用核心聚焦于具體任務(wù)。當(dāng)在單個(gè)任務(wù)上需要大量復(fù)雜圖形和幾何運(yùn)算時(shí)，GPU會(huì)投入相應(yīng)工作。

GPU廠商

目前市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位的兩大GPU廠商是AMD和Nvidia，AMD的前身就是大名鼎鼎的ATI，其Radeon品牌早在1985年就已發(fā)布，而Nvidia在1999年才發(fā)布了其首款GPU產(chǎn)品。AMD于2006年對(duì)ATI進(jìn)行了收購(gòu)，目前在兩個(gè)不同的領(lǐng)域同Nvidia和Intel進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。實(shí)際上在選購(gòu)GPU產(chǎn)品時(shí)Nvidia和AMD并沒(méi)有太大區(qū)別，完全取決于用戶的個(gè)人喜好。

繼Nvidia發(fā)布的GTX 10系列推出一堆新產(chǎn)品后，AMD也以提供更實(shí)惠的價(jià)格與其競(jìng)爭(zhēng)，并預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)就會(huì)推出自己的高端圖形解決方案。通常情況下，此類科技廠商都會(huì)在高端產(chǎn)品上并行競(jìng)爭(zhēng)和一較高下，此外Intel也在芯片中不斷推進(jìn)自己的圖形解決方案，但用戶通常還是會(huì)選擇A卡或N卡。

GPU工作

GPU目前已成為PC內(nèi)部最強(qiáng)大的組件之一，其性能大部分都來(lái)自于VRAM。由于獨(dú)立顯卡使用的顯示內(nèi)存獨(dú)立于計(jì)算機(jī)內(nèi)存，這些存儲(chǔ)器模塊允許快速存儲(chǔ)和接收數(shù)據(jù)，而不必再通過(guò)CPU路由到主板上插的內(nèi)存。

雖然顯卡內(nèi)存與計(jì)算機(jī)內(nèi)存相似，但卻完全不同，例如：支持DDR4內(nèi)存的主板也可能會(huì)支持GDDR5 RAM的顯卡。顯卡上的VRAM用于在卡上快速存儲(chǔ)和訪問(wèn)數(shù)據(jù)，以及為顯示器緩沖渲染幀。其還有助于降低影響屏幕上近似數(shù)據(jù)的「鋸齒狀邊緣」以實(shí)現(xiàn)抗鋸齒，使圖像看起來(lái)更平滑。

GPU散熱

要利用好GPU的原始設(shè)計(jì)效能必需有大量供電，大量用電就意味著大量發(fā)熱。顯卡(或處理器)產(chǎn)生的熱量是以熱設(shè)計(jì)功耗(或簡(jiǎn)稱TDP)和瓦特為單位測(cè)量的。但商家對(duì)產(chǎn)品的標(biāo)稱并不是直接所需的功耗值，例如新的GTX 1080標(biāo)稱為180W TDP等級(jí)，但這并不意味著它需要180W的功率。

之所以提醒大家關(guān)心這個(gè)值是因?yàn)?，具有較高TDP的GPU用到有限空氣流動(dòng)的緊湊空間中可能會(huì)導(dǎo)致散熱問(wèn)題。特別是對(duì)GPU超頻的用戶來(lái)說(shuō)，需要有足夠的冷卻手段來(lái)處理增加的熱量，才能讓其穩(wěn)定運(yùn)行。

GPU術(shù)語(yǔ)

架構(gòu)：GPU基于的平臺(tái)(或技術(shù))。一般由GPU廠商進(jìn)行定義，如AMD 的Polaris架構(gòu)。

顯存帶寬：它決定了GPU如何有效地利用可用的VRAM。顯卡可以使用GDDR5內(nèi)存，但如果沒(méi)有有效地利用帶寬仍然會(huì)有瓶頸。

紋理填充率：指GPU在單位時(shí)間內(nèi)所能處理的紋理貼圖的數(shù)量，單位是MTexels/S，由內(nèi)核時(shí)鐘乘以可用紋理映射單元(TMU)確定。

內(nèi)核/處理器：顯卡上可用的并行內(nèi)核(或處理器)數(shù)。

核心時(shí)鐘：與CPU的時(shí)鐘速率類似，通常該值越高GPU則能夠更快地工作。

SLI/CrossFire：SLI和CrossFire分別是Nvidia和AMD使用的技術(shù)，它們?cè)试S用戶安裝多塊GPU卡并協(xié)同工作。

顯卡解決圖形問(wèn)題和其他任務(wù)的眾多核心都是專門設(shè)計(jì)的，強(qiáng)大的顯卡和GPU可以為游戲提供更高的保真度和分辨率，雖然它比CPU更強(qiáng)大，但實(shí)際只能用于特定的應(yīng)用程序。