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滄海桑田話存貯 內(nèi)存/顯存發(fā)展編年史

測試標題滄海桑田話存貯 內(nèi)存/顯存發(fā)展編年史
2011年06月17日 00:00作者：蔣尚文編輯：蔣尚文文章出處：泡泡網(wǎng)原創(chuàng)
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    對于一塊幾十美元的低端顯卡來說，物理成本的構(gòu)成一般會有3個主要方面，包括核心芯片、顯存芯片和PCB。三者的成本比重不同，其中核心芯片和顯存芯片的比例最大，大概都要占到30％以上，而PCB和其它元件一般只占到15％左右。

    那么降低成本的方法也就幾種途徑：那就是分別降低各個部分的成本。對于圖形核心來講，一款顯卡的核心選定，那么基本就無法簡單降低核心的成本，只能隨著生產(chǎn)工藝的改進和批量生產(chǎn)慢慢降低價格；而對于一款完整的獨立顯卡來講，PCB是不可能節(jié)省掉的，即使對元件進行盡量的壓縮，成本也不會造成太大的下降，反而會造成顯卡品質(zhì)的下降。
 
    整合系統(tǒng)是這種構(gòu)思的極端方式，顯示核心完全融合到了芯片組或者CPU當中，極大的節(jié)約了成本，甚至也包括PCB和顯存的成本，但由于目前主板的工藝限制，整合圖形核心的性能始終受到了很大的制約。整合芯片組更多的應(yīng)用在對3D游戲不熱衷的用戶，而即使是一個比較初級的3D玩家，也更需要一款“獨立完整”的顯卡。
 
    這樣一來，問題就集中在了搭配比較靈活的顯存上。相對于整塊顯卡來講，顯存所占的成本比例很高，如果能壓縮容量，在價格上會表現(xiàn)的比較明顯。這一點在零售市場上也有體現(xiàn)，目前市場上中低端顯卡的零售產(chǎn)品常見512MB和1024MB兩種容量，價格往往相差100元，因此很多用戶選擇了512MB顯存的產(chǎn)品。
 
    不過直接減少顯存容量并不是最終的解決辦法，畢竟顯存的容量很大程度上左右了顯卡的性能，一味降低顯存容量只會導(dǎo)致性能的下降。于是芯片廠商把目光放在了硬件系統(tǒng)的其它快速存儲器——也就是內(nèi)存上，既然目前系統(tǒng)內(nèi)存的價格比較低廉，而且內(nèi)存是每套系統(tǒng)必須配置的部件，我們?yōu)槭裁床荒茏屗财鸬斤@存的作用呢？

內(nèi)存/顯存發(fā)展史記

在BIOS里可以設(shè)置“虛擬顯存”的大小

    NVIDIA的TurboCache(簡稱TC)技術(shù)可支持GPU直接利用系統(tǒng)內(nèi)存進行渲染，而不需要使用本地顯存。NVIDIA TurboCache技術(shù)降低了系統(tǒng)對板載顯存的要求，借助這項技術(shù)，系統(tǒng)制造商能夠在PC中配置更具特性的GPU，利用 PCI Express 的額外帶寬達到了比傳統(tǒng)視頻內(nèi)存解決方案更高的圖形性能。

 　　TurboCache 共享專用視頻內(nèi)存的容量和帶寬及系統(tǒng)內(nèi)存，取得了增強的性能和更多的圖形總內(nèi)存。TurboCache Manager 分配系統(tǒng)內(nèi)存來取得最大系統(tǒng)性能，允許該卡就像在本機上一樣也使用系統(tǒng)內(nèi)存。利用高速雙向 PCI Express 總線，TurboCache 使內(nèi)存帶寬雙倍增長。TCM 在本機或 TurboCache 內(nèi)存中分配緩沖區(qū)，以最大化圖形性能和最小化對系統(tǒng)性能的影響。

 　雙向 PCI Express 帶寬配合 TurboCache 架構(gòu)，提升了圖形性價比。既然是利用系統(tǒng)內(nèi)存，這和以前的集成顯卡又有什么區(qū)別呢？

 　在NVIDIA的官方技術(shù)說明中，內(nèi)存管理技術(shù)可以“允許GPU在分配和不分配系統(tǒng)內(nèi)存時無縫切換，并且高效的讀寫內(nèi)存”。這個工作由驅(qū)動程序中名叫TC的管理部分執(zhí)行，以分配和平衡系統(tǒng)及本地顯存，而且它的操作級別非常高。TC技術(shù)新引入了內(nèi)存管理單元（Memory Manage Unit，MMU），能夠讓GPU透過PCI-E總線直接對系統(tǒng)內(nèi)存進行讀取和寫操作，自動把渲染結(jié)果和紋理分配在本地內(nèi)存或者系統(tǒng)內(nèi)存上。這就類似于把CPU的內(nèi)存管理器搬到了GPU里，能夠把本地緩存和系統(tǒng)內(nèi)存渾然視作一體，突破兩者的物理地址，以虛擬尋址方式自由地分配幀緩存以及紋理緩存。

 　　比如有一臺使用集成顯卡的電腦有512M系統(tǒng)內(nèi)存，如果劃給集成顯卡8M容量作為顯存，則系統(tǒng)中會顯示僅有504M系統(tǒng)內(nèi)存，但使用TC技術(shù)不會導(dǎo)致這種情況，它不會固定的分出一塊內(nèi)存當作顯存，它的作用主要反映在兩方面： 　　第一、TC技術(shù)僅僅是需要占用主內(nèi)存的時候才占用，MMU具有一個智能的算法來決定使用主內(nèi)存和使用板載緩存的非常好的途徑。

 　　其次，2D顯示輸出是使用板載高速緩存，因此在這種情況下不會和CPU爭搶內(nèi)存的控制權(quán)。

 　　即使顯卡需要占用一部分內(nèi)存，但BIOS與Windows都會認為系統(tǒng)仍具有512M內(nèi)存。還有比起集成顯卡完全依賴于系統(tǒng)內(nèi)存的情況，TC卻可以通過顯卡板載的顯存作為Cache來加快對系統(tǒng)內(nèi)存的讀取調(diào)用速度，為顯卡性能帶來明顯的提升。

 　　所以Turbo Cache技術(shù)完全不會像整合顯卡一樣影響系統(tǒng)內(nèi)存。由于 TurboCache 是集成到GPU中的，因此不能關(guān)閉它。

　　HyperMemory是ATI提出的解決本地顯存容量與顯卡成本之間矛盾的一種解決方案，最先出現(xiàn)在其RS480芯片組中，隨后推出的低成本版X300 HyperMemory中也有其身影。

 　　HyperMemory和Turbo Cache一樣是一種動態(tài)劃分內(nèi)存的技術(shù)，在HyperMemory出現(xiàn)之前，由于PCI-Express總線沒有很明顯的類似AGP DIME的設(shè)計，PCI-Express接口的顯卡無法直接地對內(nèi)存進行利用，所以往往需要通過搭配更大的本地顯存來滿足圖形應(yīng)用中對存儲空間的需求。這大大增加了PCI-Express接口顯卡的制造成本，同時，大容量本地顯存的解決方案也并非適用于所有用戶，中低端及入門級用戶需要更低成本的解決方案。

    而HyperMemory技術(shù)出現(xiàn)后，ATI可通過它來大幅削減其PCI- Express接口顯卡的本地顯存容量以達到控制成本的目的，同時可通過對系統(tǒng)內(nèi)存的調(diào)用來解決存儲空間和存儲性能的需求問題。

    通過HyperMemory技術(shù)的應(yīng)用，核心在完成數(shù)據(jù)吞吐時將不必受空間因素的影響。同時，在所調(diào)用內(nèi)存空間的分布方面，HyperMemory采用事先掃描內(nèi)存并尋找合適空間的方式，這樣做能最大限度保證內(nèi)存空間的利用率，很有“見縫插針”的味道。一言以蔽之， HyperMemory的特點在于“分立”和“自由”，和Turbo Cache技術(shù)沒有本質(zhì)區(qū)別，可以理解為它們和虛擬內(nèi)存一樣，是一種“虛擬顯存”技術(shù)。

 　 當然HyperMemory和Turbo Cache并非解決問題的萬金油，系統(tǒng)內(nèi)存本身的帶寬無法和顯卡板載顯存相提并論，繞道產(chǎn)生的系統(tǒng)總線擁擠和延遲也是無法避免，只能算是權(quán)宜之計，不得已而為之。之前的多數(shù)測試也表明明這些技術(shù)并不能達到化腐朽為神奇的作用?？偟膩碚fHyperMemory和Turbo Cache不失為一個十分優(yōu)秀的顯示數(shù)據(jù)存儲解決方案。它在強調(diào)成本的前提下最大限度地保留并發(fā)揮了核心的性能。其次用戶在購買顯卡的時候不能只看顯卡標號，現(xiàn)在不少中低端顯卡利用這兩樣技術(shù)魚目混珠。XXX 1G版，往往只有512M甚至更少的板載顯存！

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