GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）是個人電腦中僅次于CPU的重要芯片，其價格與復(fù)雜程度也不弱于CPU。當(dāng)然對于這樣昂貴且重要的芯片，得到的用戶關(guān)注也不弱于CPU，好在我們也有與CPU-Z類似的GPU規(guī)格檢查工具——GPU-Z，它當(dāng)然也就成為了很多媒體和消費(fèi)者了解GPU及顯卡信息時常用的軟件。不過大家對GPU-Z中繁雜的項(xiàng)目真的了解嗎，它究竟反映了GPU及其周邊、顯卡的那些信息呢？下面我們就以這款軟件的信息為例，讓大家更深入的了解一下GPU吧。

○ 顯示卡頁面

● Name（名稱）

當(dāng)然這一欄中的規(guī)格就是GPU的具體名稱了（圖1），如果同名GPU有不同的規(guī)格，例如NVIDIA GeForce GTX 1060有配置6GB和3GB不同的產(chǎn)品，其頻率等規(guī)格并不相同，那么也會在這一欄中顯示（圖2）。

如果希望進(jìn)一步了解GPU，那么點(diǎn)擊旁邊的Lookup鍵，即可直接跳轉(zhuǎn)至TechPowerUp的網(wǎng)頁（圖3），其中不僅包括了這款GPU、公版顯卡的照片、具體信息等，還包括它與其他類似水平GPU的對比，以及一些比較典型的顯卡型號及參數(shù)。

● GPU

筆者認(rèn)為這一欄的名稱應(yīng)該改成核心編號，是廠商對顯示器核心的開發(fā)代號或編號。AMD GPU的代號和其CPU一樣，一般采用地名，但CPU多為大河名，而GPU則為島嶼/群島名稱，例如目前比較受關(guān)注的Radeon RX480的核心代號為“Ellesmere”（圖4），即為利斯摩爾島。

目前最流行的NVIDIA GPU，如圖1,2中所示，一般采用字母加編號的開發(fā)代號，第一位“G”表示GPU，第二位則表示了GPU世代，例如目前的Pascal核心世代，即為“P”，之前的“Maxwell”核心世代為“M”，“Kapler”核心世代則為“K”，“Fermi”核心世代當(dāng)然就是“F”。數(shù)字編號則是表示這一GPU的定位，一般來講從低到高是定位從高端到低端的產(chǎn)品，這主要是因?yàn)镚PU的發(fā)布順序一般是從旗艦到低端，例如圖1,2中的編號。

先發(fā)布旗艦型號，之后由高到低推出GPU的方式，也許和現(xiàn)在GPU的結(jié)構(gòu)有關(guān)，現(xiàn)在的GPU的大量流水線可以看作是大量獨(dú)立的核心，而且采用了非常靈活的集群化設(shè)計(jì)（圖5），在推出低端產(chǎn)品時可以采用屏蔽N個核心集群的方式實(shí)現(xiàn)（圖6）。而在早期產(chǎn)品中，我們懷疑一些較低端的型號有可能就是有疵瑕的核心，通過屏蔽有疵瑕的核心群組或者降低頻率來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，所以會有先發(fā)布擁有較多核心集群的旗艦產(chǎn)品，后推出較少集群和較低頻率的低端型號的現(xiàn)象。

其實(shí)目前最大的GPU供應(yīng)商是英特爾，GPU-Z對其內(nèi)置核芯顯卡給出的核心代號實(shí)際上是其定位，與獨(dú)立顯卡GPU的核心代號意義不同。英特爾核芯顯卡以性能和配置從低到高分為GT1、GT2、GT3、GT4等，而在各代CPU中，相同定位的核芯顯卡配置是不同的，例如Haswell核心處理器集成的GT2核芯顯卡帶有20個EU，而Skylake核心處理器集成的GT2核芯顯卡擁有24個EU。

● Revision（修訂版）

這里顯示的是GPU的修訂版本，理論上講，任何小的修改都會影響到這里的數(shù)據(jù)。作為非常復(fù)雜的半導(dǎo)體芯片，GPU設(shè)計(jì)存在一些bug是在所難免的，廠商一般會通過軟硬件兩方面進(jìn)行彌補(bǔ)，硬件方面當(dāng)然就是進(jìn)行設(shè)計(jì)的步進(jìn)，如圖1,2中的芯片修訂次數(shù)較少，而圖4中的修訂次數(shù)顯然較多。當(dāng)然上市芯片的修訂版本數(shù)不一定就是A0，所以圖4不一定說明這款芯片上市后有過大量的改動，很可能是測試過程中進(jìn)行了大量修訂。

● Technology（工藝）

當(dāng)然這里指的就是GPU的制造工藝，在上篇中我們已經(jīng)提到，目前主要的芯片代工廠工藝長期落后于英特爾，所以NVIDIA和AMD的GPU長期被限制在28nm，直到2016年的新一代GPU才終于使用14/16nm工藝，也因此使芯片的功耗得以大幅降低，同時可以獲得更大的集成度。

● Die Size（核心面積）

核心面積是硅片的實(shí)際面積（圖7），晶體管數(shù)量越多當(dāng)然硅片核心面積就越大，而制造工藝約精細(xì)，則硅片面積就越小，這一點(diǎn)在上篇中已經(jīng)提及。盡管最外層的芯片封裝和硅片核心面積不一致，甚至不一定反應(yīng)硅片的實(shí)際大小，例如AMD和英特爾的各代CPU，從外形上看，金屬封蓋的大小就很類似。好在近期的GPU并沒有在封裝上安裝頂蓋，我們可以直接看到最緊密的封裝（圖8），它與硅片結(jié)合緊密，基本可以反映出硅片的實(shí)際尺寸，例如比較NVIDIA GeForce GTX 980/1080的芯片，就可以看出采用更精細(xì)制造工藝的GTX 1080面積更小（圖9）。

● Release Date（推出日期）

盡管英文寫法相同，但從我們的測試看，這一欄中的數(shù)據(jù)應(yīng)該不是芯片出廠日期，而是這一GPU型號的正式發(fā)布或上市日期。

● Transistors（晶體管）

此欄是芯片的晶體管數(shù)量，其中M是百萬（million）的縮寫，我們可以看到圖1,2,4中的GPU晶體管數(shù)量都非常龐大，均達(dá)到了數(shù)億個的量級。

● BIOS Version（BIOS版本）

此欄應(yīng)該是顯卡的BIOS版本，從圖1,2,4可以看出，與主板的BIOS版本不同，顯卡版本號與GPU世代有關(guān)，但很難直接看出其推出日期等信息。

● Device ID（設(shè)備識別碼）

此欄顯示的是顯卡的設(shè)備識別碼，很多軟件其實(shí)就是通過這一代碼來識別硬件設(shè)備的，它對普通消費(fèi)者來說意義不大，甚至可以通過BIOS進(jìn)行欺騙。

● Subvendor（次級供貨商）

所謂的次級供貨商就是提供顯卡的廠商，與提供GPU的廠商有一定區(qū)別，不過在早期的公版旗艦卡上，我們可能會直接看到NVIDIA或AMD的“大名”，如圖1顯示的那樣。另外一些大型集團(tuán)之下的子品牌會同時顯示，例如圖2中的Zotec（索泰）就是PC Partner（柏能）旗下的品牌。

●ROPs/TMUs（光柵化處理單元/紋理單元）

此欄中的數(shù)字分別是GPU中ROP和TMU的數(shù)目，ROPs的全稱為Raster Operations Units，中文即光柵化處理單元；TMUs的全稱是 Texture Mapping Units，即紋理單元。這兩個單元均位于GPU的核心集群中（圖10），可將GPU處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用于顯示的圖像，光柵化處理單元將計(jì)算的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)換為符合分辨率的點(diǎn)，同時刪除不用顯示的部分，這樣才能進(jìn)行輸出顯示，不過此時的輸出圖像只是一個框架，紋理單元的責(zé)任就是將紋理填充到架構(gòu)中，形成可在平面顯示的，3D造型的外殼或皮膚。

雖然理論上講ROPs/TMUs的數(shù)目越多越好，但由于GPU架構(gòu)的不同，各個廠商和各個世代的GPU設(shè)置有一定區(qū)別，會根據(jù)核心能力和最普遍的需求，并不存在必然的關(guān)系。

● Bus Interface（總線界面）

此欄說明的是顯卡接口的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際插槽的標(biāo)準(zhǔn)，前一部分表示顯卡接口標(biāo)準(zhǔn)，近期顯卡基本都支持PCI-E 3.0標(biāo)準(zhǔn)，采用16通道接口。作為現(xiàn)在最流行的PC總線，PCI-E的最新規(guī)范為版本3.0，傳輸率達(dá)到8GHz|8GT/s，單通道的數(shù)據(jù)傳輸速度接近1GB/s，我們這里提到的顯卡使用16通道接口，說明其外部傳輸速度達(dá)到了16GB/s。

當(dāng)然絕大多數(shù)PC顯卡也可以安裝到其他標(biāo)準(zhǔn)的PCI-E ×16插槽上，甚至只要電氣結(jié)構(gòu)相同，PCI-E ×8插槽也可正常使用，例如圖1中的顯卡就插在一個PCI-E 1.1標(biāo)準(zhǔn)的×16插槽上（@×16 1.1），而很多支持雙顯卡系統(tǒng)的主板（圖11）也是采用了一個PCI-E ×16插槽和PCI-E ×8插槽，或者在使用單顯卡時在單插槽中使用16通道，插上雙顯卡后自動為兩個插槽各分配8個PCI-E通道。

在這一欄后的“？”是一個3D測試功能（圖12，13），因?yàn)楹芏囡@卡有自動節(jié)能，在空閑時不會全速運(yùn)行，因此檢測出來的PCI-E鏈接速度可能較低，通過一個小的3D測試使顯卡進(jìn)入全速工作模式，以此來測得真實(shí)的PCI-E速度。

● Shader（渲染器）

雖然名字叫著色器，但實(shí)際上這一欄中是目前的GPU所含流處理器核心數(shù)量，這些流處理器已經(jīng)遠(yuǎn)不是最初的GPU著色器，而是具有一定的通用數(shù)據(jù)處理能力。我們在上一篇中提到的異構(gòu)計(jì)算，就是利用了目前GPU的這種架構(gòu)。

因?yàn)榱魈幚砥魇荊PU的主要運(yùn)算單元，所以在同架構(gòu)產(chǎn)品中，其數(shù)量的多寡也就意味著性能的高低，如果不是架構(gòu)差別太大，臨近幾代同廠商GPU的性能也可以這樣衡量。當(dāng)然由于流處理器的結(jié)構(gòu)不同，AMD、NVIDIA和英特爾之間是不能通過這一數(shù)量來衡量性能高低的，例如圖1中的NVIDIA GeForce GTX 1070流處理器數(shù)量比圖4中的AMD Radeon RX480還要少一些，但前者性能顯然全面超越后者，而英特爾核芯顯卡的類似單元為EU（Execution Unit ，執(zhí)行單元），單位性能要比AMD和NVIDIA的流處理器強(qiáng)得多，有人估算以數(shù)據(jù)吞吐能力等計(jì)算，一個EU可以相當(dāng)于十多個，甚至更多獨(dú)顯GPU中的流處理器，所以一般產(chǎn)品只配置10～24個EU單元。

● DirectX Support（對DirectX支持）

DirectX的全稱為Direct eXtension，也有一些更簡化的稱呼是DX，它是由微軟公司創(chuàng)建的多媒體編程接口，被廣泛使用于Microsoft Windows和XBOX系列平臺上的游戲開發(fā)。其最新版本為DirectX 12。

對于顯卡來說，對DirectX版本的支持能力也是劃代的一個重要依據(jù)，不過由于最近幾代GPU的架構(gòu)類似，所以很多針對DirectX 11的GPU也可以支持DirectX 12，不過效率一般。在針對性設(shè)計(jì)上，各家的表現(xiàn)也不一樣，例如最新一代GPU中，NVIDIA更偏向于針對傳統(tǒng)應(yīng)用的效率，而AMD則偏向于對DirectX 12的優(yōu)化，所以在同時支持DirectX 11/12的游戲中，N卡在DirectX 11模式下幀速更高，而A卡在DirectX 12模式下幀速更高。

● Pixel Fillrate/Texture Fillrate（像素填充率/紋理著色器）

和Shader這一指標(biāo)一樣，所謂的Pixel Fillrate/Texture Fillrate也保持了很早以前GPU中還分為像素著色器（Pixel Shader）、紋理著色器（Texture Shader）時的稱呼，但在目前，它實(shí)際指的是能夠輸出到屏幕的像素/紋理數(shù)量，目前這一指標(biāo)已經(jīng)與所謂的Shader無關(guān)了，只考慮ROPs/TMUs（光柵化處理單元/紋理單元）和運(yùn)行頻率，顯示的數(shù)據(jù)其實(shí)分別為光柵化處理單元和紋理單元與運(yùn)行頻率的乘積。

● Memory Type（顯存類型）

顯存雖然與內(nèi)存顆粒類似，但采用不同的運(yùn)行模式，等效頻率、帶寬等遠(yuǎn)高于PC內(nèi)存，且在名稱方面并不是嚴(yán)格對應(yīng)的，例如曇花一現(xiàn)的GDDR4和目前的主流GDDR5技術(shù)都更接近DDR3。

在顯存類型后標(biāo)注的是顯存顆粒的廠商，從圖1,2,4顯然可以看出，在GDDR5顆粒（圖14）領(lǐng)域，三星顯然是個中翹楚，這三款典型顯卡的GDDR5顆粒都由三星提供。

● Bus Width（總線位寬）

這里的數(shù)據(jù)指的是顯卡上顯存的位寬，這一數(shù)據(jù)表示顯存與GPU之間交換數(shù)據(jù)時，可以一次性交換的數(shù)據(jù)量。在同代GPU中，這一指標(biāo)同樣反映著GPU的檔次，越高端的GPU顯存位寬越高，配合顯存的高運(yùn)行頻率，可以與顯存進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換，配合GPU的高速運(yùn)行。

● Memory Size（顯存容量）

與PC內(nèi)存類似，顯存的作用就是在GPU高速運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理時作為數(shù)據(jù)暫存的空間。當(dāng)然強(qiáng)大的GPU也就需要大容量的顯存進(jìn)行配合，因?yàn)楦叻直媛驶蛱貏e復(fù)雜的圖形數(shù)據(jù)也是非常占空間的。從目前的游戲?qū)嶋H需求來看，4K分辨率時，游戲需要的顯存已經(jīng)達(dá)到3.5GB以上（圖15），因此中高端顯卡至少需要4GB的顯存才能滿足要求，考慮到未來的需求，最好配置6GB甚至更高容量的顯存。

● Bandwidth（帶寬）

所謂的顯存帶寬就是理論上每秒鐘GPU和顯存交換的數(shù)據(jù)量，這一數(shù)據(jù)就是總線位寬和顯存有效速度的乘積。注意顯存位寬采用了Bit（字節(jié)）作為單位，而帶寬采用Byte（字符），所以其數(shù)值還需要進(jìn)行換算，即1Byte=8Bit。

● Driver Version（驅(qū)動程序版本）

在這一欄中除了驅(qū)動程序的版本，也顯示了用戶目前所使用的操作系統(tǒng)版本，當(dāng)然在目前，針對的操作系統(tǒng)版本也確實(shí)是顯示卡驅(qū)動的一個重要參數(shù)，可以說確實(shí)屬于驅(qū)動程序版本的一部分。

● GPU Clock/Memory/Boost（GPU/顯存/突發(fā)時鐘）

GPU Clock和Memory是GPU和顯存在目前設(shè)置下的默認(rèn)頻率而不是真正的實(shí)時運(yùn)行速度，如果進(jìn)行了超頻，或在某些廠商的驅(qū)動程序中選擇了不同頻率的場景模式（圖16），都會引起這3欄中數(shù)據(jù)的變化。

Boost頻率是GPU在安全溫度下自行超頻的頻率，可以應(yīng)付一些突發(fā)的高端圖形需求，但無法長時間持續(xù)。

● Default Clock/Memory/Boost（默認(rèn)GPU/顯存/突發(fā)頻率時鐘）

這一行中的3個數(shù)據(jù)是顯卡的默認(rèn)運(yùn)行頻率，與顯卡本身的設(shè)置有關(guān)，并不一定是GPU廠商的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。

● AMD CrossFire/NVIDIA SLI（AMD/NVIDIA雙卡互聯(lián)）

這一欄中顯示的是顯卡是否采用了雙卡互聯(lián)模式，并非是顯卡是否能支持這一模式。

● Computing（處理能力）

GPU-Z提供了4種GPU可以參與的非圖形計(jì)算功能，在支持的功能前方框內(nèi)帶有“√”，即表示支持這一功能，其中“OpenCL”全稱為Open Computing Language（開放運(yùn)算語言），就是我們前面提到多次的異構(gòu)計(jì)算功能。“CUDA”全稱為Compute Unified Device Architecture（統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)），是NVIDIA推出的通用并行計(jì)算架構(gòu)，包括軟件和相應(yīng)的硬件架構(gòu)，讓GPU能夠參與解決復(fù)雜的計(jì)算而不是只能處理圖形。使用C++和FORTRAN語言都能編寫CUDA架構(gòu)程序，相應(yīng)程序在支持CUDA架構(gòu)的NVIDIA GPU上可以獲得很高的運(yùn)行效率和性能。

“PhysX”的讀音和“Physics（物理）”一樣，可以看做是后者的變體寫法，它是AGEIA公司開發(fā)的物理運(yùn)算引擎，可以讓3D場景中的物體運(yùn)動、碰撞效果更自然。NVIDIA收購AGEIA公司后，PhysX引擎也就成為NVIDIA GPU支持的物理引擎。從圖4的測試結(jié)果可以看到，AMD目前并不支持這一引擎，其GPU支持的是Havok物理引擎，不過這一能力并未被歸入GPU-Z的檢測中。

從名稱就可以看出，DirectCompute是包含在DirectX中的功能，它也是一種用于GPU通用計(jì)算的應(yīng)用程序接口。在圖1,2,4中我們看到的DirectCompute 5.0，是集成在DirectX 11內(nèi)的版本。

● 顯卡選擇欄

如果在電腦中存在多個顯卡（在目前的電腦中非常常見），那么點(diǎn)擊GPU-Z的最下方的顯卡欄，就會出現(xiàn)一個下拉菜單。GPU-Z的默認(rèn)顯卡一般是獨(dú)立顯卡，我們可以通過這一功能選擇處理器內(nèi)置顯示單元。

○ Sensors（傳感器）頁面

在這一頁面中，我們可以看到顯卡、GPU等部分集成的多個傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù)（圖17），我們可以選擇希望看到的傳感器數(shù)據(jù)和刷新速度（圖18），也可以選擇希望看到的數(shù)據(jù)類型（圖19）。另外我們?nèi)绻c(diǎn)擊頁面下部Log to file前的選擇框，就會生成一個GPU-Z Sensor Log.txt的文件，其存儲目錄和文件名均可選。

○ 總結(jié)

通過GPU-Z，我們可以比較全面地了解顯卡的信息，為選購、比較顯卡提供參考。另外比較有趣的是，GPU-Z還自帶抓圖功能，大概是喜歡曬顯卡的用戶比較多吧。但需要注意的是，GPU-Z取得的很多信息是來自顯卡BIOS以及識別BIOS信息后從信息庫獲得的標(biāo)準(zhǔn)信息，所以如果顯卡BIOS被刷入其他信息的話，就會出現(xiàn)顯卡信息錯誤的情況，如果希望了解顯卡準(zhǔn)確信息，還需要使用其他軟件，從多個方面對顯卡進(jìn)行考察。