256位寬逐鹿中端!千元級(jí)顯卡另類評(píng)測(cè)
泡泡網(wǎng)顯卡頻道6月13日 與現(xiàn)在一個(gè)指甲蓋大小的芯片就能裝下整個(gè)圖書(shū)館的信息不同，在計(jì)算機(jī)誕生初期存貯信息可是不折不扣的“體力活”，當(dāng)時(shí)還不存在內(nèi)存條的概念，最早的“內(nèi)存”是以磁芯的形式排列在線路上，每個(gè)磁芯與晶體管組成的一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路作為一比特（BIT)的存儲(chǔ)器,每一比特都要有玉米粒大小，這意味著一間的機(jī)房只能容納區(qū)區(qū)數(shù)百k字節(jié)的容量。
大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)讓這種情況得到終結(jié)，隨著制造工藝的科技化，出現(xiàn)了焊接在主板上集成內(nèi)存芯片，以內(nèi)存芯片的形式為計(jì)算機(jī)的運(yùn)算提供直接支持。
而隨著顯卡性能的不斷進(jìn)化，內(nèi)存顆粒直接當(dāng)做顯存使用慢慢變得不合時(shí)宜，無(wú)論如何修補(bǔ)優(yōu)化，顯存頻率和位寬終究成了顯卡巨大的瓶頸。
在過(guò)去的十幾年時(shí)間里，DirectX已經(jīng)穩(wěn)步成為微軟Windows平臺(tái)上進(jìn)行游戲開(kāi)發(fā)首選API。每一代DirectX都帶來(lái)對(duì)新的圖形硬件特性的支持，每次版本變更都能幫助游戲開(kāi)發(fā)者們邁出驚人的一步。就拿近幾年來(lái)說(shuō)，DX9C、DX10及相關(guān)顯卡的發(fā)布都帶來(lái)了令人驚訝的游戲畫(huà)面，給與玩家非常好的游戲體驗(yàn)。
尤其是Microsoft發(fā)布的DirectX 10、11代表了自從可編程Shader出現(xiàn)以來(lái)在3D API方面的最巨大的進(jìn)步。通過(guò)一番脫胎換骨般的重建，DirectX 10、11展現(xiàn)出一系列非常醒目的新特性，包括高度優(yōu)化的運(yùn)行時(shí)，強(qiáng)大的Geometry Shader，紋理數(shù)組，曲面細(xì)分等等；這些特性將引領(lǐng)PC實(shí)時(shí)三維圖形進(jìn)入一個(gè)全新的世界。Crysis驚艷的畫(huà)面讓玩家耳目一新，而新的DX11游戲更是達(dá)到了畫(huà)面的巔峰，顯卡實(shí)時(shí)渲染出來(lái)的人物及風(fēng)景效果足以媲美照片、CG動(dòng)畫(huà)甚至電影，讓人嘆為觀止！
與此同時(shí)，這些新游戲的要求自然也不低，就拿DirectX 10 Shader model 4.0來(lái)說(shuō)，新版本的臨時(shí)寄存器由DX9C的32個(gè)擴(kuò)充到了4096個(gè)，將常量寄存器由原來(lái)的256個(gè)擴(kuò)充到了65536個(gè)！在每個(gè)紋理陣列中，最多可以保存512張同樣大小的紋理，而且每張貼圖的分辨率被擴(kuò)展到了8192×8192。更大的分辨率意味著畫(huà)面中更豐富的紋理細(xì)節(jié)，也意味著要占用更多的顯存空間。
而讓顯存位寬越來(lái)越拮據(jù)的最重要推手是顯示器的進(jìn)化。兩年前，不少高端顯示器還在使用1080P分辨率，但面板工藝的不斷進(jìn)步讓更高分辨率的顯示器逐漸走向消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)。2560X1440或者2560X1600分辨率的顯示器比比皆是，4K甚至8K顯示器也一一亮相。
表現(xiàn)在3D游戲中，不同分辨率和畫(huà)質(zhì)設(shè)定所產(chǎn)生的紋理數(shù)據(jù)變化非常大，在使用高分辨率、全屏抗鋸齒、各項(xiàng)異性過(guò)濾以及HDR的情況下，超大的紋理數(shù)據(jù)會(huì)占用大量的顯存空間，假如紋理緩存不夠用，要么重新清空顯存后繼續(xù)加載數(shù)據(jù)，要么調(diào)用速度較慢的系統(tǒng)內(nèi)存充當(dāng)顯存，不管怎樣都會(huì)對(duì)3D性能造成很大影響，出現(xiàn)FPS下降甚至畫(huà)面停頓的現(xiàn)象。分辨率成倍的增加對(duì)顯存的容量好吞吐量都提出了更高的要求。
● 內(nèi)存、顯存位寬——SDR/DDR1/2/3單條內(nèi)存都是64bit
顯存控制器集成在GPU內(nèi)部，理論上位寬可以無(wú)限提升，但受制因素較多：高位寬對(duì)PCB布線提出嚴(yán)格要求，顯存顆粒及芯片設(shè)計(jì)也必須作相應(yīng)的調(diào)整。可謂是牽一發(fā)而動(dòng)全身，所以技術(shù)難度不大，成本卻難以控制，所以多年來(lái)硬件其它參數(shù)一再突破，顯存位寬基本上墨守成規(guī)，停滯不前。
● GDDR5折疊模式：32bit顆粒當(dāng)作16bit用
GDDR5作為高端顯卡專用的顯卡，只有32bit的顆粒。由于GDDR5擁有兩條并行的數(shù)據(jù)總線，這就使得GDDR5的工作模式變得更加靈活，它既可以工作在32bit模式下也可以工作在16bit模式下。這樣一個(gè)32bit顯存控制器就可以控制兩顆GDDR5顯存。
其實(shí)，GDDR3/4都可以通過(guò)這種方式擴(kuò)充顯存容量，但原理則完全不同。此前必須GPU的顯存控制器在設(shè)計(jì)時(shí)支持雙Bank模式才能支持更多的顯存顆粒。GDDR5的這種特性讓cost down有利可圖。
目前NVIDIA低端產(chǎn)品通常采用128bit位寬設(shè)計(jì)，中端采用128bit-192bit位寬設(shè)計(jì)，256bit位寬的顯卡有GTX 670、GTX 680等，最便宜的也要兩千多元。而AMD采用256bit位寬設(shè)計(jì)的中端主流Radeon HD7850的零售價(jià)格已經(jīng)跌至千元左右。
顯存到底對(duì)游戲性能有多大的影響？下面我們通過(guò)測(cè)試說(shuō)明。測(cè)試時(shí)所有游戲中開(kāi)啟全部特效，包4X抗鋸齒（AA）和16X各向異性過(guò)濾（AF）。雖然很多游戲提供了更高精度的AA，但由于實(shí)用價(jià)值不高，且沒(méi)有可對(duì)比性，所以不做測(cè)試。
分辨率測(cè)目前主流的1920x1080。目前也有部分顯示器是（1920x1200），游戲在這種分辨率下的性能表現(xiàn)與1920x1080差不多，F(xiàn)PS稍低一點(diǎn)點(diǎn)，使用這種顯示器的朋友依然可以參考我們的測(cè)試成績(jī)。
參測(cè)顯卡：迪蘭HD7850 酷能+ 2G DC
酷能+DC中的DC為DualCool的縮寫(xiě)，中文名為倍酷，從名稱上可以很直接的了解其含義：雙風(fēng)扇散熱系統(tǒng)。以這次評(píng)測(cè)的HD7850為例，我們將HD7850酷能+2GB和HD7850酷能+DC 2G進(jìn)行比較，其主要差異就在于散熱器的變化：風(fēng)扇數(shù)量由1個(gè)變成2個(gè)：
基于PWM控制的智能4-pin散熱風(fēng)扇，可以根據(jù)顯卡運(yùn)行狀態(tài)自主調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，完美平衡散熱效能和噪音水平，為用戶提供非常好的應(yīng)用體驗(yàn)。
3根6mm全銅U形熱管提供了出眾的散熱效能，可以有效帶走GPU表面的過(guò)多熱量。升級(jí)為雙風(fēng)扇散熱器讓迪蘭酷能+倍酷系列顯卡綜合散熱性能提升20%，同時(shí)噪音降低15%。超高效率的“倍酷”雙風(fēng)扇散熱設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化空氣流通，有效帶走熱管及散熱鰭片上的多余熱量。
迪蘭HD7850酷能+DC 2G版采用紅色的PCB，PCB的顏色并不會(huì)影響到產(chǎn)品性能，完全是出于外觀的考慮。做為專業(yè)的A卡制造商，迪蘭選擇了最能代表AMD的紅色。
視頻輸出接口采用了DVI+HDMI+DP的組合
測(cè)試說(shuō)明：顯存位寬和頻率有所不同，一款顯卡出廠時(shí)位寬多少就已經(jīng)固定無(wú)法改變，所以我們并不能直接了當(dāng)?shù)臏y(cè)試顯存位寬對(duì)顯卡性能的影響，但通過(guò)相似顯卡的測(cè)試，我們可以從側(cè)面印證。
●測(cè)試一：不同顯存類型對(duì)游戲性能的影響
大家都知道gDDR3和GDDR5對(duì)顯卡性能的影響非常大，因?yàn)轱@存帶寬的不同，同樣核心的顯卡在同一款游戲中有著截然不同的表現(xiàn)。
gDDR3和真正GDDR5顯存的顯卡性能差距非常明顯
● 測(cè)試二：位寬不同對(duì)游戲性能的影響
GTX 650Ti BOOST相比GTX 650Ti，除了頻率稍高，最大的亮點(diǎn)就是顯存位寬從128bit增加到192bit，性能大幅增加，而HD7850 256bit的位寬則在高特效、大分辨率下更具優(yōu)勢(shì)。
總結(jié)：
由于成本的制約，長(zhǎng)期以來(lái)，256bit顯存位寬只有高端顯卡才可擁有，而在HD7000時(shí)代，現(xiàn)在只需千元就可以選購(gòu)到256bit位寬的產(chǎn)品，高顯存位寬提供更高的顯存帶寬，在單位時(shí)間處理大量的像素渲染時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)小帶寬導(dǎo)致的數(shù)據(jù)擁堵問(wèn)題，越是大的分辨率，越是超高的特效，對(duì)顯存吞吐量就提出了越高的要求，顯卡位寬對(duì)游戲性能的影響也就越大。在游戲畫(huà)面日益逼真的今天，Radeon HD7850在性價(jià)比方面的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，相信不久的將來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的千元256bit顯卡出現(xiàn)！
上面說(shuō)到的一些專業(yè)術(shù)語(yǔ)可能初學(xué)者看不太明白，這里解釋一下關(guān)于顯存的專業(yè)術(shù)語(yǔ)。
● 規(guī)格：16M×32Bit是什么意思？
當(dāng)您瀏覽網(wǎng)站或者查看顯卡規(guī)格時(shí)，往往都會(huì)看到類似“某某顯卡使用了4顆16M×32Bit的GDDR3顯存”這樣的文字，這其中16M×32Bit就是該顯存顆粒的主要規(guī)格，是國(guó)際統(tǒng)一的命名標(biāo)準(zhǔn)，可以到存儲(chǔ)廠商官方網(wǎng)站上查到。
不少資料中表述16M×32Bit，16M表示顯存存儲(chǔ)單元的容量為16Mbit，小編經(jīng)過(guò)查證發(fā)現(xiàn)這種說(shuō)法是翻譯錯(cuò)誤，事實(shí)上16M是指顯存（內(nèi)存）顆粒中擁有的Bank數(shù)量，而32Bit則是每Bank的位寬或者說(shuō)容量。這樣一來(lái)顯存顆粒的容量算法就很好理解了。
● 容量：?jiǎn)晤w顯存容量＝存儲(chǔ)單元數(shù)量×每單元數(shù)據(jù)位寬/8
以最常見(jiàn)的16M×32bit GDDR3顯存為例，16×32/8＝64MB，一顆顯存就是64MB的容量，那么這塊顯卡用了4顆顯存就組成了256MB。
很多人可能會(huì)納悶上面的公式中為何要除以8，因?yàn)楣俜揭?guī)格中的16M的單位是Megabit（兆位）而不是MegaByte（兆字節(jié)），它兩之間的換算需要除以8。
● 速度：顯存理論頻率＝1000/時(shí)鐘周期×2
大家常說(shuō)某某顯卡采用了1.4ns顆粒，另一個(gè)顯卡用了更快的1.2ns顆粒，超頻更猛等等……這個(gè)1.2ns就是顯存的時(shí)鐘周期，同樣的我們需要換算成更容易理解的數(shù)字。
套用以上公式，我們來(lái)算算主流規(guī)格顯存的理論頻率是多少：
0.8ns顆粒＝1000/0.8×2＝2500MHz＝2.50GHz
為什么要乘以2，因?yàn)镈DR系列存儲(chǔ)顆粒屬于雙倍傳輸，在工作頻率和數(shù)據(jù)位寬相同的情況下，顯存帶寬是SDRAM的2倍，因此大家習(xí)慣于在基礎(chǔ)頻率上乘2，超高的頻率確實(shí)比較好看。
● 位寬：顯存位寬＝單顆顯存數(shù)據(jù)位寬×顯存數(shù)量
這個(gè)不難理解，比如顯卡使用了4顆16M×32bit GDDR3顯存，那么位寬就是32bit×4＝128bit。需要注意的是，并非所有情況下這個(gè)公式都成立，除了顯存數(shù)量之外，GPU顯存控制器的位寬決定了顯卡位寬上限。
低端顯卡核心擁有128Bit顯存控制器，因此4顆GDDR3顯存就能滿足位寬需求，即便PCB上集成了8顆顯存，顯卡位寬依然是128bit。如果是中端顯卡的話，8顆顯存正好是256Bit，與核心相吻合。
● 帶寬：顯存帶寬＝顯存位寬×顯存工作頻率/8
單純看顯存位寬意義并不大，最終影響顯卡性能的其實(shí)是帶寬。我們可以把帶寬比作是馬路的車行流量，顯然馬路越寬（顯存位寬），車速越高（顯存頻率），最終的帶寬就越高。
以GTX260為例，顯存頻率2GHz，位寬448bit，計(jì)算所得帶寬就是112GB/s。除以8的原因還是因?yàn)閎it和Byte之間的換算，帶寬是顯存速度的最終衡量。■<
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