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图形处理器

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图形处理器又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上图像运算工作的微处理器。

工作原理

简单说GPU就是能够从硬件上支持T&L(Transform and Lighting,多边形转换和光源处理)的显示芯片,由于T&L是3D渲染中的一个重要部分,其作用是计算多边形的3D位置与处理动态光线效果,也能称为“几何处理”。一个好的T&L单元,能提供细致的3D物体和高级的光线特效;只不过大多数PC中,T&L的大部分运算是交由CPU处理的(这就也就是所谓软件T&L),因为CPU的任务繁多,除了T&L之外,还要做内存管理和输入响应等非3D图形处理工作,所以在实际运算的时候性能会大打折扣,一般出现显卡等待CPU数据的情况,CPU运算速度远跟不上时下复杂三维游戏的要求。即使CPU的工作频率超出1GHz或更高,对它的帮助也不大,因为这是PC本身设计造成的问题,与CPU的速度无太大关系。

识别软件

说起处理器识别工具CPU-Z,其知名度和必备度无需赘言。硬件网站时下又给我们提供了一个类似的工具,用于显卡识别的“GPU-Z”。这是TechPowerUp发布的专业显卡识别工具。

类型

独立显卡

显卡是通过PCI-Express、PCI或AGP等扩展槽界面与主板连接的,而通常它们可以相对容易地被取代或升级(假设主板能支持升级)。现在,仍然有少数显卡采用带宽有限的PCI插槽作连接,但它们通常只会在主板没有提供PCI-Express和AGP插槽的情况下才会使用。

在现今的定义里,独立绘图处理器不一定需要,是可以被移除的,也不一定要直接与主板连接。所谓的“专用”即是指独立显卡(或称专用显卡)内的RAM只会被该卡专用,而不是指显卡是否可从主板上独立移除。基于体积和重量的限制,供笔记本电脑使用的独立绘图处理器通常会通过非标准或独特的接口作连接。然而,由于逻辑接口相同,这些端口仍会被视为PCI-Express或AGP,即使它们在物理上是不可与其他显卡互换的。

一些特别的技术,如NVIDIA的SLI和ATI的CrossFire允许多个绘图处理器共同处理一个单一的视频输出,可令电脑的图像处理能力增加。

集成绘图处理器

集成绘图处理器(或称内置显示核心)是设在主板或CPU上的绘图处理器,运作时会借用电脑内部分的系统存储器。2007年装设集成显示的个人电脑约占总出货量的90%,相比起使用独立显卡的方案,这种方案可能较为便宜,但性能也许相对较低。从前,集成绘图处理器往往会被认为是不适合于运行3D游戏或精密的图形型运算。然而,如IntelGMAX3000(IntelG965芯片组)、AMD的RadeonHD4290(AMD890GX芯片组)和NVIDIA的GeForce8200(NVIDIAnForce730a芯片组)已有能力处理对系统需求不是太高的3D图像。当时较旧的集成图形处理器组缺乏如硬件T&L等功能,只有较新型号才会包含。

影响集成绘图处理器的性能,其中一个原因是由于内置显示核心的运算速度。同时,图形处理器在运作时会消耗一定数量的存储器。系统存储器的速度比高级独立绘图存储器来得慢,系统存储器的发送速度可能是10GB/s至20GB/s左右,独立绘图存储器则至少有50GB/s,甚至超过150GB/s,取决于型号而定。

不过从2009年开始,图形处理器已经从主板移去处理器了,如Intel的Westmere架构至目前的KabyLake架构。不过极致版并没有集成图形处理器。集成至处理器的好处是由于绘图及处理器芯片工艺为相同(Westmere除外,CPU为32nm而GPU为45nm),可以减低热功耗。随着内显技术的成熟,目前的内显已经足够应付基本3D的需求,不过仍然依赖主板本身的存储器。

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