顯卡（Graphics Card），也稱為圖形處理器（GPU），是一種用于處理和生成計(jì)算機(jī)圖像的硬件設(shè)備。顯卡在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。顯卡可以用在游戲、視頻編輯、3D建模和渲染、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域,能夠提升計(jì)算機(jī)的圖形處理能力。
顯卡根據(jù)其用途和性能可以分為以下幾類：
集成顯卡：集成在CPU或主板上的圖形處理單元，性能較低，適合普通辦公和基礎(chǔ)娛樂(lè)用途。
獨(dú)立顯卡：獨(dú)立的顯卡，性能較高，適合游戲、專業(yè)圖形處理和科學(xué)計(jì)算等需要高圖形處理能力的應(yīng)用。
專業(yè)顯卡：專為專業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)，如CAD、3D建模、視頻編輯和科學(xué)計(jì)算等，具有更高的精度和穩(wěn)定性。
圖形處理器（GPU）：顯卡的核心組件，負(fù)責(zé)執(zhí)行圖形處理和計(jì)算任務(wù)。它具有高度并行的處理能力，適合處理大量的圖形數(shù)據(jù)和復(fù)雜計(jì)算。
顯存（VRAM）：用于存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)和幀緩沖區(qū)。顯存的容量和速度對(duì)顯卡性能有很大影響。
電路板（PCB）：顯卡的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，承載著GPU、顯存和其他電子元件，并提供電源和信號(hào)傳輸通道。
接口：顯卡通過(guò)接口與計(jì)算機(jī)主板和顯示器連接。常見(jiàn)的接口有PCIe（與主板連接）和HDMI、DisplayPort、DVI（與顯示器連接）。
散熱系統(tǒng)：主要分為風(fēng)冷和水冷兩種，用于冷卻GPU和顯存，確保顯卡在高負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行。
風(fēng)冷散熱：適用于一般用戶、預(yù)算有限的用戶以及不進(jìn)行超頻的情況。對(duì)于大多數(shù)普通使用場(chǎng)景，風(fēng)冷已經(jīng)足夠。
水冷散熱：適用于高性能用戶、超頻用戶以及追求低噪音和美觀的用戶。特別是在顯卡長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行的情況下，水冷散熱效果更佳。
顯存顆粒是顯存的物理存儲(chǔ)組成單元，主要用于存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)和幀緩沖數(shù)據(jù)。顯存顆粒的性能和容量直接影響顯卡的整體性能，尤其是在高分辨率和高畫(huà)質(zhì)設(shè)置下。
常見(jiàn)顯存顆粒類型和品牌：
GDDR5：速度快，功耗適中，性價(jià)比高，曾是主流顯存類型。主要品牌有三星（Samsung）、海力士（Hynix）、美光（Micron）。
GDDR5X：GDDR5的升級(jí)版，具有更高的頻率和帶寬。主要由美光（Micron）生產(chǎn)。
GDDR6：最新一代GDDR顯存，廣泛應(yīng)用于高端顯卡，提供更高的頻率和帶寬，當(dāng)前主流的顯存類型。主要品牌有三星（Samsung）、海力士（Hynix）、美光（Micron）。
GDDR6X：GDDR6的升級(jí)版，提供更高的性能，主要用于高端顯卡，主要由美光（Micron）生產(chǎn)。
HBM：高帶寬、低功耗，主要用于高端顯卡和專業(yè)計(jì)算。主要品牌有SK海力士（SK Hynix）、三星（Samsung）。
顯存容量指的是顯卡上安裝的顯存芯片的總?cè)萘浚ǔＲ訥B（千兆字節(jié)）為單位。顯存容量越大，顯卡能存儲(chǔ)更多的圖形數(shù)據(jù)，有助于處理高分辨率和復(fù)雜的圖形任務(wù)。
常見(jiàn)容量有2GB、4GB、6GB、8GB、12GB、16GB及以上。
適用場(chǎng)景：
2GB/4GB：適合一般辦公和普通游戲。
6GB/8GB：適合中高端游戲和圖形處理。
12GB及以上：適合專業(yè)圖形設(shè)計(jì)、視頻編輯和高端游戲。
顯存位寬指的是顯存與顯卡GPU之間單次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，以bit（位）為單位。位寬越大，顯卡的數(shù)據(jù)傳輸速度越快，整體性能越好。
常見(jiàn)位寬有64bit、128bit、192bit、256bit、384bit、512bit。
位寬越大，顯存帶寬（即數(shù)據(jù)傳輸速率）越高，對(duì)顯卡性能提升明顯。
顯存頻率指的是顯存工作每秒傳輸?shù)闹芷跀?shù)，通常以MHz（兆赫茲）或GHz（千兆赫茲）為單位。顯存頻率越高，顯存的數(shù)據(jù)傳輸速度越快。頻率越高，處理速度越快。
常見(jiàn)頻率有1500MHz、2000MHz、3000MHz、4000MHz及以上。
帶寬是顯存和GPU之間的數(shù)據(jù)傳輸速度，帶寬越高，數(shù)據(jù)傳輸效率越高。而顯存的總帶寬是由頻率、位寬、顯存類型共同決定的。一般游戲畫(huà)面分辨率越高，貼圖和模型越精致，對(duì)顯存容量和帶寬的要求越高。
在顯存夠用的情況下，顯卡的性能還是由顯卡核心的GPU來(lái)決定。
英偉達(dá)（NVIDIA）：GPU市場(chǎng)的領(lǐng)軍企業(yè)，廣泛應(yīng)用于游戲、專業(yè)圖形、數(shù)據(jù)中心和AI計(jì)算領(lǐng)域。主要產(chǎn)品系列包括GeForce系列（面向游戲和消費(fèi)市場(chǎng)）、NVIDIA RTX A系列（面向?qū)I(yè)圖形工作站）和NVIDIA A系列（面向數(shù)據(jù)中心和科學(xué)計(jì)算）。
超威（AMD）：主要產(chǎn)品系列包括Radeon（面向游戲和消費(fèi)市場(chǎng)）、Radeon Pro（面向?qū)I(yè)圖形工作站）、Radeon Instinct系列（面向數(shù)據(jù)中心和科學(xué)計(jì)算）。
英特爾（Intel）：近年來(lái)也開(kāi)始進(jìn)入獨(dú)立顯卡市場(chǎng)，主要產(chǎn)品系列包括Intel Iris Xe（用于筆記本電腦和輕薄設(shè)備的集成和低功耗獨(dú)立顯卡）和Intel Arc系列（覆蓋游戲和專業(yè)應(yīng)用的高性能獨(dú)立顯卡）。
摩爾線程（Moore Threads）：成立于2020年，一家中國(guó)的GPU芯片設(shè)計(jì)公司，專注于研發(fā)高性能圖形處理器和計(jì)算芯片，主要面向消費(fèi)級(jí)和專業(yè)市場(chǎng)。主要產(chǎn)品系列包括：MThreads系列
寒武紀(jì)：一家中國(guó)領(lǐng)先的AI芯片設(shè)計(jì)公司，專注于開(kāi)發(fā)高性能AI處理器和加速卡，提供適用于邊緣計(jì)算和數(shù)據(jù)中心的高性能AI芯片。
華為海思：華為旗下的芯片設(shè)計(jì)公司，不僅在移動(dòng)設(shè)備SoC中集成了強(qiáng)大的GPU，還開(kāi)發(fā)了專門(mén)用于AI訓(xùn)練和推理的Ascend系列芯片，覆蓋從消費(fèi)級(jí)到企業(yè)級(jí)和專業(yè)市場(chǎng)。
GPU是由成千上萬(wàn)個(gè)微小的晶體管組成的集成電路。臺(tái)積電（TSMC） 是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造公司，專門(mén)為其他公司提供芯片代工服務(wù)，它有世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造工藝，包括7nm、5nm和即將量產(chǎn)的3nm工藝。全球眾多知名半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)GPU的架構(gòu)和邏輯電路，然后由臺(tái)積電利用先進(jìn)的制造工藝將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的芯片。
流式處理器：占大部分面積，負(fù)責(zé)幾乎所有圖像運(yùn)算，顯卡流處理器越多，頻率越高，性能越強(qiáng)。
視頻解碼器：它把0101的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)播放的視頻畫(huà)面。如果解碼器性能過(guò)弱，就可能在播放視頻時(shí)出現(xiàn)卡頓掉幀問(wèn)題；
視頻編碼器：它可以把視頻數(shù)據(jù)以新的編碼方式壓縮成期望格式和大小。如果編碼器過(guò)弱，則會(huì)在剪輯視頻導(dǎo)出時(shí)浪費(fèi)過(guò)多的時(shí)間；
顯存控制器：讓GPU和顯卡得以順利交互數(shù)據(jù)；
PCIe控制器：讓顯卡能和主板上的CPU、內(nèi)存硬盤(pán)等其他元器件交互數(shù)據(jù)。
CPU核心像經(jīng)驗(yàn)豐富的數(shù)學(xué)家，能處理更多復(fù)雜的任務(wù)。
GPU核心更像小學(xué)生，適合做簡(jiǎn)單的并行計(jì)算。
顯卡品牌眾多，不同品牌和系列的顯卡在性能、散熱、價(jià)格等方面各有優(yōu)勢(shì)。
大家好，歡迎來(lái)到今天的開(kāi)學(xué)季選電腦的硬件介紹篇，我是小亮，今天是咱們硬件系列的第三篇文章。--“顯卡（GPU）”
在我們之前的文章中介紹了CPU和內(nèi)存、它們?cè)谟?jì)算機(jī)中扮演著重要角色，當(dāng)然除了這兩樣，今天的主角GPU也同樣重要。相信對(duì)游戲和比特幣挖礦有一定了解的人都知道，最近兩年GPU被炒的價(jià)格十分昂貴。今天咱們就一起來(lái)聊一聊，GPU是什么、有什么功能、跟CPU有何區(qū)別？為何要炒GPU？
一排GPU
GPU（Graphics Processing Unit）這個(gè)概念首先是由Nvidia公司于1999年提出的。它是顯卡上的一塊芯片，就如同CPU是主板上的一塊芯片。中文名稱：圖形處理器，又稱視覺(jué)處理器（VPU）、顯示芯片、顯示核心，它是一種專門(mén)在工作站、個(gè)人電腦和某些移動(dòng)設(shè)備（如平板電腦、智能手機(jī)等）處理繪圖運(yùn)算的微處理器。
GPU
在GPU沒(méi)有出現(xiàn)之前，電子設(shè)備所有的任務(wù)基本上都是由CPU來(lái)完成的。GPU出現(xiàn)之后，兩者就進(jìn)行了分工，CPU主要負(fù)責(zé)處理邏輯性強(qiáng)的事物和進(jìn)行串行計(jì)算，而GPU則專注于執(zhí)行高度線程化的并行處理任務(wù)也就是大規(guī)模計(jì)算任務(wù)。另外，GPU重要用途就是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所需要顯示的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)，并向設(shè)備顯示器提供行掃描信號(hào)，控制設(shè)備顯示器的正確顯示，是連接設(shè)備顯示器和電腦主板的重要元件，是進(jìn)行“人機(jī)對(duì)話”的重要設(shè)備之一。舉個(gè)簡(jiǎn)單例子，電腦屏幕會(huì)顯示圖像信息全靠GPU，如果它不進(jìn)行圖像的處理運(yùn)算，電腦屏幕也就不會(huì)出現(xiàn)圖像。
在解釋GPU和CPU兩者的區(qū)別之前，我們先要搞清楚兩者之間有什么共同點(diǎn)：GPU和CPU都有總線和外界聯(lián)系，有自己獨(dú)立的緩存體系，以及數(shù)字和邏輯運(yùn)算單元。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，兩者都為了完成計(jì)算任務(wù)而設(shè)計(jì)。
成組的GPU
CPU和GPU主要的區(qū)別主要是以下幾點(diǎn)：
首先，CPU相當(dāng)于電腦的大腦，在電腦中起著控制計(jì)算機(jī)運(yùn)行的作用。而GPU是微處理器是CPU的補(bǔ)充，是一個(gè)附屬型的處理器，負(fù)責(zé)執(zhí)行一些簡(jiǎn)單而大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算。
其次、CPU核心數(shù)多，現(xiàn)在主流4核，或者更高的8核，服務(wù)器核心高達(dá)24核不等，核心運(yùn)算快。而GPU主核心少，弱核心多，數(shù)量達(dá)幾千個(gè)，核心運(yùn)算慢。
再次、CPU是實(shí)時(shí)響應(yīng)，對(duì)單任務(wù)的速度要求很高，要用很多層緩存的辦法來(lái)保證單任務(wù)的速度。GPU是把所有的任務(wù)都排列好，然后進(jìn)行批處理，對(duì)緩存的要求相對(duì)較低。
接著、CPU具體大量指令集，可以執(zhí)行各種各樣的任務(wù)，通用計(jì)算領(lǐng)域的霸主。計(jì)算能力弱，適合串行運(yùn)算。GPU計(jì)算能力強(qiáng)，擅長(zhǎng)處理并行指令，專注單個(gè)任務(wù)，適合并行運(yùn)算。
最后、CPU運(yùn)行占內(nèi)存多，CPU是在內(nèi)存中提取和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。GPU占用內(nèi)存少，其自身可以保存必要的數(shù)據(jù)。
單個(gè)GPU可以簡(jiǎn)單看成弱CPU。但是由于GPU數(shù)量多、在處理多個(gè)簡(jiǎn)單任務(wù)時(shí)，有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，適合并行計(jì)算。因此、在挖礦、圖像處理等方面有著重要應(yīng)用。
好了、關(guān)于電腦GPU的基本知識(shí)就介紹到這里。如果你對(duì)GPU的知識(shí)有更好的理解，都可以在評(píng)論區(qū)告訴我們。期待您的留言、一起交流共同進(jìn)步。
、顯卡是一種顯示外設(shè)，它的主要功能是將計(jì)算機(jī)用數(shù)字形式保存的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以被視覺(jué)接受的信號(hào)，以進(jìn)行顯示。它的主要工作原理是通過(guò)特殊硬件結(jié)構(gòu)將內(nèi)部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的圖像數(shù)據(jù)處理從中獲取信號(hào)，然后在顯示器上顯示出來(lái)。
二、顯卡在電腦中的另外幾個(gè)主要作用是提升圖形性能、加速3D圖形渲染，并且改善多媒體畫(huà)面的效果，還支持了圖形加速硬件，縮短數(shù)據(jù)在顯示裝置中從內(nèi)存到顯示器的時(shí)間，從而提升性能。通過(guò)將GPU和CPU封裝在同一個(gè)硬件上，顯卡還能夠加快圖形處理的速度，可以實(shí)現(xiàn)的任務(wù)更多、更快。當(dāng)游戲或者是其他圖形密集型應(yīng)用程序使用時(shí)，顯卡可以把占用CPU的負(fù)載分配給GPU，從而更有效地利用硬件資源，大大提高處理性能。
三、顯卡也可以改善多媒體的流暢度，采用顯卡的多媒體加速技術(shù)，可以把普通的媒體文件轉(zhuǎn)換成更高質(zhì)量的多媒體影像，支持多媒體內(nèi)容的播放、播放改進(jìn)和藝術(shù)效果的創(chuàng)建等功能，有效地提高電腦的多媒體處理能力。顯卡的芯片還具有仿真功能，能夠模擬出復(fù)雜的圖形環(huán)境，它可以渲染多邊形、燈光、紋理等圖形，從而創(chuàng)建出調(diào)色層次豐富的多媒體環(huán)境。這些技術(shù)的運(yùn)用，能夠極大地提升計(jì)算機(jī)的圖形處理能力和計(jì)算機(jī)游戲渲染性能。
四、顯卡還可以支持虛擬技術(shù)，能夠更好地支持雙系統(tǒng)，讓用戶能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，更好地支持多個(gè)畫(huà)面平臺(tái)，使操作更流暢。顯卡還有一些其他功能，如：支持GPGPU的“編程式圖形”，它可以幫助用戶更有效地利用GPU進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算。另外，也有一些顯卡可以支持無(wú)線連接，它可以把外設(shè)設(shè)備無(wú)線化，從而可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)議等功能。
五、總而言之,顯卡在計(jì)算機(jī)中發(fā)揮了重要作用，可以加快圖形效果、改善多媒體畫(huà)面，還能夠提升計(jì)算機(jī)性能和提高虛擬技術(shù)和安全連接的能力。