数据小妞遭蹂躏？显卡工作的那点事儿

    泡泡网显卡频道3月27日 作为一名经常和各种硬件打交道，长期活跃在硬件领域的“非专人士”，经常会听到周围的人谈论那些高深莫测专业术语。一来二去时间久了，给人感觉那些图形数据、显存和GPU，都变成了高不可测的玩意儿？其实不然，我很喜欢开玩笑，于是我和朋友谈了起来——

DX进化历史

　　一条“凹凸有致”的数据在显卡内部游荡，GPU看到这个数据两眼放光、口水直流，在荷尔蒙的作用下一把扯了过来。（数据高叫着：“放开我!放开我。”GPU冷笑道：“叫吧，你叫破喉咙也没有人会来救你的!”)，GPU会进行算法法则上的筛选，就是那些底层的DirectX、OPENGL判断指令，它们对该数据的筛选，以判断数据的用途。

OPENGL判断指令

　　哇呼~，这家伙是做大面积3D渲染的“根数据”，这得需要强壮的运算支持！好，我把这个数据扯到高速RAM里XXO。这些高速RAM，就是分布在GPU核心周围，那些黑呼呼的大块头，本行业的术语叫——“显存”。

　　DIYer一直为之疯狂，什么三星比现代好，奇梦达比三星好……扯吧~!因为高速RAM的速度非常快，非常有利于GPU对采集到的数据进行蹂躏，GPU扯掉了数据的外衣(剥离头数据)然后就开始了……(省略几百字)

　　一个路过的“肥妞儿”看到有人被蹂躏觉得很HAPPY，GPU看到她这副“落井下石”的样子，一把扯了过来！(数据高叫着：“别这样!别这样!”GPU冷笑道：“别挣扎了，你所做的都是无谓的反抗!”)，GPU再次进行算法法则上的筛选，还是那些底层的DirectX、OPENGL判断指令，它们对该数据的筛选，以判断数据的用途——

　　噢~，原来这肥妞儿是做2D填补and记录信息用的，这家伙的块头还真够大的！好，看我怎么降服你！GPU把这个肥妞儿（数据）暴打一顿，然后在它的头部做一个标记——专业术语叫做“指针”，这个指针很小，只有几个字节。

    GPU把这个占用空间巨大的肥妞儿（数据），扯到了一个开阔的地带。我们把这个地方叫做DDR3（内存）的地盘。内存的速度虽然也很快，但毕竟比显存慢了N多倍，这样一来就只能被“指针”牵着走了。这个被扯到内存的数据叫做“显存共享内存”，在本行业的专业术语：NVIDIA叫做TC即Turbo Cache；AMD则叫做HM即Hyper Memory。

Turbo Cache示意图

　　这时有人跳出来指着GPU的脑袋说——在硬件系统里你充其量就是个“老二”，你怎么不把老大（CPU）放在眼里呢？在整个主机系统里，最罩的还是CPU，有谁敢不给它老人家面子啊?你怎么能够光天化日、朗朗乾坤做出……这种事呢？

    GPU露出了一个诙谐的淫笑，从衣兜里掏出了一张圣旨。圣旨上面写着Direct Memory Access(直接访问内存)，有了这张圣旨在手GPU就可以“先斩后奏”了。这样数据往返于内存间就来去自如了，就算你是老大也得一边先晾着去！

　　GPU云雨过“肥妞儿”之后正要往回走，这时他又看见了一个三维丰满的小妞儿（3D游戏），于是又一把扯了过来！(数据高叫着：“不要、停!不要、停！不要、停！”GPU冷笑道：“好吧！不要停？就是开动喽，嘿嘿！我来啦！”)同样，GPU会进行算法法则上的筛选，以判断数据的用途——

　　不过这个身才丰满的小妞儿（3D游戏）太耗费精力了！可怜的高速显存不够用了，内存地盘里的“共享显存”也不够用了，这可怎么办？没办法了，没地方去啦，还要把数据扯过来蹂躏？那就只剩下硬盘了！GPU对于硬盘的控制也只能说是间接的了。见上，其道理很简单——指针、指针、指针 again!

　　有人可能会说，机械硬盘那速度，绝对是蜗牛级！不过聪明的GPU还是有办法的，他请来了一个帮手，这个帮手就是“虚拟内存”（说白了就是抢硬盘地盘的）于是GPU在虚拟内存的指引下，将这个“脑满肥臀”3D游戏数据拖进了硬盘的势力范围……然后(省略几百字)

    文章写到这里，我们可以发现——当GPU工作的时候，会先调用显存处理数据，当显存容量不足的时候，就会调用内存来“共享显存”，当内存容量不足的时候，这时候硬盘就上场了。（在虚拟内存的帮助下）虽然GPU在显存容量不足的情况下也能办事，但是我们要看到的是——内存/硬盘永远都是“外来人”（对于GPU来说）。它们的速度同显存相比有着较大的差距，当显存容量严重不足的时候还会拖慢显卡工作效率。GPU当然不愿意长期与这样的“狐朋狗友”为伍。

　　其实我们换个思路，拿吃饭来做比喻就是：硬盘是桌子——装的东西最多，占的地方也大，我们得一样一样的摆上去，然后在一样一样的撤下来（过程繁琐）；内存是锅，盛着汤呢(好饿，晚上吃什么呢?)，装的不多，但可以解渴；显存是碗，想吃东西总得端着吧，这个碗还不能太小，太小了装不下、吃不饱；那么指针是什么呢？答案就是筷子了！下面这道工序就是吃了，怎么吃？我们可以把“缓存”看做口腔，嚼啊嚼，就咽下去了。……缓存（Cache Memory）是离GPU最近的地方。

    神马！你不知道缓存干什么用的？缓存一般同显存控制器绑定在一起的，丫的作用就是缩短GPU到显存的响应时间。放眼GPU的发展无非就是主频率高啊高啊高啊，外频长啊长啊长啊，缓存从L1加到L2（貌似这样），也是增啊增在增啊……扯远了~

　　又一个数据被输入的指令通过GPU扯了进来，数据高叫着：“好爽啊!好爽啊!”GPU闷声道：“不行了，不行了，哥受不鸟了，赶紧给我打120!”。GPU力不从心的进医院了，经过外科手术和短暂的修养，GPU又恢复了满面红光。(为什么？)

    一群摸不着头脑的数据，都在问这是怎么回事？原来外科医生给GPU装上了海量显存！自从有了这海量显存之后，GPU再也不用跟内存抢地盘了，也不用求爷爷告奶奶找硬盘硬盘帮忙了。GPU在那里洋洋得意，大显存够NB，蹂躏数据没问题！悠嘻，花姑娘（数据）的干活！

    我靠！你怎么出来了？不是说好了叫你名字才准出来的么？

    我看你在“歪歪”大显存牛叉，我就一个没忍住（尿了）跑了出来。

    央视都取消插播广告了？你还指望我在“技术文章”里插播广告么？

    其实我这不是插播，我这是片尾广告……（受不鸟你，只许插后面哦！）

    大家好，偶的名字叫做双敏（圆脸小妞儿），我就是大显存显卡的花魁，我们家的显卡有2GB、3GB，还有4GB的，保证都是真材实料绝不虚标！在价格方面，不论您是熟客还是生客，我们都一视同仁——便宜！

    那个啥，关于大显存的好处，我就不在这里和大家贫了。现如今仍有些“愤青”对于2GB显存显卡存在较多的争议，但是本人相信随着游戏和图形应用对显卡要求的提高，显卡所要处理的数据的不断的增加，大容量显存的显卡定会成为大家首选。

    双敏做为大显存显卡的代表，敢于站出来接受“千夫所指”，可见内芯强悍的人——敢想他人所不敢想，敢为他人所不敢为，敢言他人所不敢言！（哥会挺你的，Say goodbye吧！）■<