纵观桌面个人电脑的发展史可以发现,CPU和显卡的更新换代速度远远超过了其它配件,性能上也取得了长足进步。就像CPU缓存容量在不断提升一样,显卡的缓存容量也在不断提升,到目前为止已经历经了16MB、32MB、64MB、128MB、384MB、512MB、768MB和1GB等类型。作为数据交流的中继站,显卡缓存不仅同样担当着仓库的角色,还担当起高效物流配送的角色,只是物流的工作效率放到缓存上就成了工作频率。
随着微软新一代操作系统Vista的问世,对显存(显卡缓存)容量提出了更高要求。加上DX10技术的快速普及,更加绚丽的3D游戏画面同样需要大容量缓存来支持。目前主流DX10显卡已经标配起了256MB/512MB大显存,如HD2600和GeForce 8600系列显卡。那么256MB/512MB容量的显存,会对主流显卡性能造成多少影响呢?用户如何在性能和成本之间求得平衡?今天我们就来讨论一下和显存容量大小有关的话题。
我们以主流DX10.1显卡的代表作品一一AMD新一代Radeon HD 3850显卡为例,看看用户应该选择多大容量的显存?Radeon HD 3850显卡之所以倍受用户关注,和它在核心制程技术、着色器数量等方面有很大提升是分不开的,当然显存容量和显存位宽进一步翻倍,也引起了用户的极大好奇。
| AMD 中 高 档 系 列 显 卡 规 格 表 |
| 显卡型号 |
Radeon HD 2900 XT |
Radeon HD 3870 |
Radeon HD 3850 |
Radeon HD 2600 XT |
| 核心代号 |
R600 |
RV670 |
RV670 |
RV630 |
| 制造工艺 |
80nm |
55nm |
55nm |
65nm |
| 核心晶体管数目 |
7亿 |
6.66亿 |
6.66亿 |
3.9亿 |
| DirectX 版本支持 |
DirectX 10 |
DirectX 10.1 |
DirectX 10.1 |
DirectX 10 |
着色器数量 (标量通用着色器) |
320 |
320 |
320 |
120 |
| 光栅处理器数量 |
16 |
16 |
16 |
8 |
| 核心频率 |
740MHz |
775MHz |
670MHz |
800MHz |
| 着色器频率 |
740MHz |
775MHz |
670MHz |
800MHz |
| 理论峰值计算能力 |
475 GFLOPS |
497 GFLOPS |
428 GFLOPS |
192 GFLOPS |
| GPU I/O |
PCI Express x16 |
PCI Express x16 2.0 |
PCI Express x16 2.0 |
PCI Express x16 |
| 内存频率 |
1650MHz |
2250MHz |
1650MHz |
2010MHz |
| 内存位宽 |
512bit |
256bit |
256bit |
128bit |
| 内存类型 |
GDDR3 |
GDDR4 |
GDDR3 |
GDDR4 |
| 内存容量 |
512MB |
512MB |
512MB 256MB |
256MB |
| 节能技术 |
无 |
PowerPlay |
PowerPlay |
无 |
| 视频加速相关 |
Avivo |
Avivo UVD |
Avivo UVD |
Avivo UVD |
| 零售价格 |
2999元 |
1999元 |
1499元 1199元 |
999元 |
从对比当中可以看出,256MB和512MB版本的Radeon HD 3850显卡,在价格上相差了300元,后者比前者约贵20%,其它规格则完全一样。
就像CPU核心和GPU显示核心需要主频来提高效能一样,缓存同样需要更高的主频来提升性能。而显卡缓存运行频率的高低又与显存类型有关,目前显卡所采用的缓存是在GDDR内存的基础上发展而来,先后已经历了GDDR1/GDDR2/GDDR3/GDDR4四代产品,频率依次提升,但延迟也相应增大。出于成本和延迟上的平衡考虑,目前大多数DX10显卡仍采用GDDR3显存,当然即便是同类型的GDDR3显存,在显存频率上也有很大不同。
显存的速度一般以ns为单位。DX10显卡上常见的显存有2ns、1.6ns、1.4ns、1.2ns甚至1ns的显存。其对应的额定工作频率分别是500MHz、 625MHz、714MHz、833MHz和1000MHz(额定工作频率=1/显存速度)。由于GDDR颗粒可在时钟周期的上升沿和下降沿都传输数据,因而上面这些规格的GDDR3内存颗粒实际运行频率可达1GHz、1350MHz、1428MHz、1666MHz以及2000MHz,这也是我们通常看到的标识方式。
可以说显存频率对显卡性能影响较为明显,早已达到共识,这也早已成为厂商划分显卡等级的一种方法。到目前为止,绝大多数测试数据都表明了,主频对配件的性能提升起着非常重要的作用,CPU如此,显存也不例外。那么显存容量大小会产生哪些影响呢?
当显卡核心的运算能力大幅提升时,就需要更大的显存容量和更高的显存频率作为配合,否则显存将成为显卡核心性能发挥的瓶颈。其实显存和系统内存一样,内存若满足不了CPU核心需要,一样需要加大容量和提高工作频率。显存越大,可以储存的图像数据就越多,支持的分辨率与颜色数也就越高。显存容量与三维图形之间存在简单的换算关系:显存容量=图形分辨率×3×色彩精度/8。如一帧32bit色、1280×1024的三维场景,所需的帧缓存容量为1280×1024×3×32bit/8=15.72MB,即需要约16M显存。也就是说256MB显存通常可储存16张以上这样的三维场景,而512MB显存就可以储存32张以上。
总体看起来显存容量越大对显卡的性能就越有帮助,但事实上并非如此简单。因为显存容量的大小和显卡核心的处理能力有很直接的联系,而且实际应用情况不同的话,对显存容量的要求也不一样。下面就让我们来对比一下256MB和512MB显存版本Radeon HD 3850显卡(同频率),在不同应用下的性能表现有多大差别?
3DMark常规测试:256MB/512MB版本之间的性能差别微乎其微

3DMark05总体测试

3DMark06 SM2.0测试

3DMark06 SM3.0测试
3DMark06作为业界极具权威性的3D运算性能测试软件,具有很强的指导意义。由于3DMark软件在设计时,就尽可能地减少了系统内存容量和显存容量对显示核心处理能力的影响,因此只有在显卡核心和显存的频率相差较大的情况下,才会在得分上有大的差别。很明显,两款Radeon HD 3850显卡在核心和显存的频率完全一致时,即使缓存容量一个为256MB,一个为512MB,相差了一倍,但性能上的差别还不足1%,都可以归结为误差了。
●1280*1024 32bit色游戏测试:256MB/512MB版本之间的性能差别一般不超过3%
为了在真实游戏效果当中,验证缓存容量不同所带来的差别,我们来看一下256MB和512MB版本的Radeon HD 3850显卡(同频率)在一些主流热门3D游戏中的表现。

Company of Heroes(英雄连)

Call of Juarez
(狂野西部)
●1600*1200 32bit色游戏测试:256MB/512MB版本之间的性能差别一般不超过7%

Company of Heroes(英雄连)

Call of Juarez
(狂野西部)
●1920*1200 32bit色游戏测试:256MB/512MB版本之间的性能差别一般不超过12%

Company of Heroes(英雄连)

Call of Juarez
(狂野西部)
点评:
随着游戏分辨率的提升,在两款Radeon HD 3850显卡的核心和显存的频率完全一致的情况下,256MB和512MB显卡之间存在的性能差异确实会越来越大。但即使达到1920*1200 32bit色这样的超高画质标准时,两者之间的性能差别也只是在10%左右。
为了验证在游戏特效全开的情况下,缓存容量对显卡性能的影响,我们接着做如下尝试:
●1920*1200 32bit色游戏测试:256MB/512MB版本相差不过13%

Half-Life 2 Episode 2(半条命2)
●1920*1200 32bit色游戏测试:256MB/512MB版本相差不过1%

Quake 4(雷神之锤4)
●1920*1200 32bit色游戏测试:256MB/512MB版本相差不过12%

Unreal Tournament 3(虚幻竞技场3)
点评:
通常在特效全开的情况下,频率相同的Radeon HD 3850显卡,256MB和512MB显卡之间存在的性能差别大概在10%-15%。而在驱动不完善或者游戏性能要求相对不高等情况下,有时差别则微乎其微。

不同版本的GeForce 8600GT显卡对比
总结:
从上面的对比当中不难发现,频率相同的的Radeon HD 3850显卡,即使在特效全开的超高分辨率下,性能差异也只在10%左右。而在价格上,两者的差别有可能达到20%甚至更多,加上目前2000元以内的主流液晶显示器多半还无法支持到1920*1200 32bit色这样的高分辨率,显然目前仍不是选购512MB容量显卡的最佳时机。
从终端市场的实际销售情况来看,以GeForce 8600GT显卡为例,256MB容量显卡的性价比要比512MB容量显卡更高,因为有可能256MB容量显卡有可能在核心和显存频率上更占优势。因此年末选购主流DX10显卡的朋友,多关注256MB容量显卡可享受到更高的性价比。