显卡是什么,显卡怎样工作,显卡影响电脑的哪一项功能?

显卡是什么,显卡怎样工作,显卡影响电脑的哪一项功能?

显卡是我们计算机图形图像输出的重要单元,便利了人机交流。

最早的“显卡”(那时还不叫显卡)仅仅是文字映射和图形数据输出,像下图这样:

后来的图形加速卡通过线段绘画,区域填充,块图像的组合几乎可以显示出任何画面,如下图:

从文字输出到图文输出,甚至到丰富多彩的视频,游戏画面,那么显卡到底是如何工作的呢?

下面我尽量以大家能理解的方式描述下:

要理解显卡是如何工作我们需要了解显示器成像的原理:Px(像素)。

显示器通过红绿蓝三原色根据不同的颜色排列在格子点阵中,实现了色彩的还原,如下图:

每个像素的面积跟分辨率有关系,相同面积不同分辨率的像素大小就有所不同。

如24寸显示器采用FHD分辨率,即该尺寸下像素的数量为1920*1080=2,073,600个。

而采用4K分辨率,该尺寸下像素数量更是多达:3840*2160=8,294,400个,直接翻了4倍。

像素越高,呈现的画面就越细腻,但是问题来了,我们要把静态画面变成动态画面,就好像电影一样。

电影通常每秒30帧,即每秒插入30张渐变的图像,每一秒再衔接起来,就实现了动画。

也就是这样的标准下我们的计算机对于FHD输出每秒要实现约200万*30个像素的连续画面。

而我们的游戏更是远远超过每秒30帧以上,这事显然不能又交给我们的CPU来做。

CPU基于各种指令集实现统筹逻辑等复杂工作,而GPU擅长对大数据进行简单重复工作。

经过CPU调度或生成的图像、视频,游戏画面均通过总线传递给GPU,而GPU把这些画面数据翻译成显示器能读懂的数据传递给显存,继而显存再传递给显卡的视频控制器。

最终,显卡的视频控制器再通过VGA、HDMI等各种接口输出到显示器,完成画面的不断刷新。

而我们的眼睛通过一帧一帧的快速刷新,就看到了视频、游戏生动立体的呈现。

而显卡为了有效降低延迟,需要将这些静态的一张张画面预存在显存中,所以当下我们的画面越细腻,刷新率越高,而显存也越来越大;基于显存周期等特性,显存也由DDR迭代到DDR6。

随着科技的进步,我们的芯片越做越小,性能越来越强,这时根据需求的不同呈现了两极分化:

所以下面我将核心显卡和独立显卡分别介绍,谈谈我的见解:

核显两大阶段:

核显的出现给消费者带来最大的便利即看高清视频而不再像幻灯片一样,甚至可以轻松看4K视频。

低需求也不再需要购买“亮机卡”。

即便如此,核显的发展也是一个漫长的历史:

说到独显必然离不开游戏的推动,不管是PC还是游戏本,还是游戏机,网友甚至做出各种天梯图进行对比,显然这也形成了一种文化。

其实我们了解深入一点,还可以惊喜的发现独显还分了很多种类,例如:

针对不同需求可以选择更适配的GPU,事半功倍。

当下显卡市场细分主要为核显、独显两大阵营,其中核显市场Intel独占鳌头。

其实不仅仅是核显,在独显领域Intel公司也一直都是参与者。

在独显这条路上Intel尝试了多次,如下图早期(1998)的Intel740独立显卡:

其实从显卡的历史进程来看,显卡的性能将直接影响图形、图像、3D图像的显示输出效果。

不管是普通的1080P分辨率,还是日渐主流的2K、4K;还是60Hz到144Hz的普及。

显卡的不断升级改变了我们生活娱乐的方式,给了我们更好的可能。

而我们的选择总是拘泥于核显、核显+独显动态选择、独显,独显直连。

简单的理解即一台计算机仅需要一个显卡,显卡总是独立工作的。

而在云计算,云游戏逐渐进入视野到后续的普及,未来是否可以并行计算呢?

所以大路想借这个话题给大家分享一款即将发布的独显:英特尔锐炫显卡。

其实不难看出,当下Intel的Iris Xe还是Iris Xe MAX,一切都是为了并行计算。

所以下面我们会展开一个话题:

对于计算机而言,显卡并不仅仅意味着游戏,如果你看完上面的介绍,应该明白这个道理。

显卡可以给我们更多,更多意味着会带来变革,而这次的变革来自于Intel公司:

Intel全新的Xe架构,从轻薄笔记本到高性能计算覆盖多个领域,例如消费级市场的Intel i5-1135G7处理器,其中内置的Xe锐炬核显属于Xe LP超低功耗架构,但Intel的野心不在于此。

2022年第一季度Intel将发布一款锐炫显卡,这是一颗真正的独显。

这款显卡Intel定名为ARC(中文名叫锐炫),根据不同年代上市预定了五个代号,2022发布这款代号为“Alchemist”,即炼金术士,这很魔幻。

没错,其它代号还有:Druid(德鲁伊,预计进度表是2025年发布),而目前炼金术士五款三围如下:

如上图,首发的炼金术士提供512个EU单元,标配16G现存,采用256位,主频可高达1.8GHz。

从仅有的资料和Intel放出的信息来看, 这是一款中高端的独立显卡。

那么这款锐炫显卡有什么独创的特色或能带来什么革新呢?

新的锐炫显卡继续推进Deep Link技术,优点如下:

如上动图,锐炫的Deep Link技术可以利用CPU的核显加速协同工作,可大大降低编码时间。

但锐炫并不这么简单,它不仅可以让你的轻薄本也可以畅玩游戏;影音娱乐方面不仅仅是4K,让8K和杜比音效都成为可能;拥有Intel自有的Adaptive Sync技术,避免游戏画面存在撕裂感。

Intel在核显方面积累了大量的影音优势,而锐炫更是一个多面手。

游戏方面同样大展身手,如下列动图:

上图中的锐炫 XeSS超采样技术即Xe SuperSampling,基于锐炫Additive AI技术,Intel采用游戏图像训练的神经网络,重构相邻像素细节,更强的是可利用前一帧来跟踪场景中的运动矢量,从而提升性能。

既然讲到Additive AI技术,我们就不得不继续展开讲讲Intel Deep Link。

总结一句话:一切旨在帮助您无拘无束地游戏、创作和流传输(直播)。

从上面的内容我们了解到Additive AI,即Intel Deep Link技术中重要的一环。

Additive AI顾名思义即AI加成,这项技术在Intel新一代锐炫独显中非常有意思。

Intel通过图像训练神经网络,重构相邻像素细节,使原图变得更清晰细腻,达到高清修复的目的。

例如将仅有1080P的游戏通过Additive AI技术实现超采样(Intel叫Xe SuperSampling超采样技术,简称XeSS),直接将游戏画面实时更高清的呈现在玩家面前。

如下动图所示,这是Intel基于XeSS 4K超采样技术的演示视频,画面看起来细节分明:

但是从动图上看,缺乏一些细节,我们看静态对比如下:

细节上更直观,少了一些干扰性的“电子迷雾”,画面更精细,我们2倍放大看看:

如上图可以对比下机器炮塔和边缘的植物土壤等,我直呼YYDS。

如果再放大一倍(4倍)呢?如下图所示:

自然是YYDS + Plus,锐炫没上市之前,看来可以提前预定升级到4K显示器了。

大家知道,游戏画面是实时呈现的,我只能用一个“炸裂”来形容。

Intel 的Additive AI技术可以说颠覆了整个游戏市场,当年微软高清重制《帝国时代2》耗时多年,如果这项技术提前出来,我猜微软完全无需重金高清重制这款游戏,玩家“只需要”使用Intel锐炫独显即可。

当然,要实现标清游戏到超清游戏,还需要游戏厂商的参与才能实现适配优化。

目前Intel提供跨架构oneAPI工具套件、媒体软件开发套件、OpenVINO工具套件分发版、VTune Profiler等各种工具,游戏厂商可以借助这些工具,实现一些经典热门IP游戏的4K优化。

就目前为止,已经针对Deep Link优化支持的软件厂商有虎牙、欢聚YY、HandBrake、XSplit、Open Broadcaster、Topaz Gigapixel AI、Blender、CyberLink、Magix、Fluendo等等。

由微软发行的《战争机器:战术小队》目前已加入到支持队列当中,更多加入的游戏可以在下面的网页中获取最新的信息:https://game.intel.com/ww/

从商业角度来讲,Intel的Deep Link技术可以用于游戏高清超清优化,同时对于一些经典电影的高清修复也可以起到事半功倍的作用,例如我们常见的高清修复电影一般采用两种方案:

如果借助Intel Deep Link技术,制片方发行方可能仅需几个月时间即可打造4K高清修复版。

而对于我们个人而言,这项技术可以直接帮助我们修复老照片(智能高清无损放大),甚至可以把我们父母的黑白照片高清恢复,甚至变成彩色照片,只需动动鼠标,即可实现。

而对于当下自媒体时代,视频的创作是日益高涨,Intel Deep Link另一项技术也将如虎添翼。

如上图所示Intel Deep Link可以借助CPU核显和GPU实现动态联动,充分利用两个基本计算引擎,提升整体性能,实现1+1>2 的突破。

目前基于创作上,借助Intel Deep Link对编码进行加速,官方宣称可提升40%。

这对于视频创作来说真是太棒了,可以大大缩短创作时间,尤其是视频的高清或4K输出加成。

Deep Link技术可在通用软件框架中融合多个处理引擎,帮助软件开发人员大幅增强内容创作工作负载的性能。同时将每个GPU中集成行业领先的视频编码引擎进行组合实现超级视频编码,为视频渲染节省时间,得以实现更快速视频预览或分享。

游戏、直播、视频剪辑渲染,1+1>2满足当下互联网娱乐的良好发展,提供充足动力。

不管是笔记本还是PC,都将带来巨变,但这只是一个开始。

透露下就目前所了解的一些发布信息如下:

从1998年Intel推出的Intel740独显昙花一现,到Intel开启DG2新的征程。

传闻要达到友商中高端独立显卡水平,看来是玩真的,所以不妨我们看看相关的游戏表现吧:

如下图,i7-1185G7 Xe-LP核显与9/11代核显对比表现如下,可以说提升巨大:

如下动图,即便核显玩游戏,不管是光影还是粒子效果都顺畅,且负载不高:

而真正的DG2登场后完全就是游戏显卡的效果,可参考如下动图的光线追踪:

上面这个动图也许不能完整的体现光追效果,可以细看下面这个动图的对比:

请注意光追关闭和开启后火车窗户穿透到底板的阳光区别,开启后可以发现多了树枝的影子。

我觉得考虑到DG2对于主流游戏的适配度和优化方面,接近友商水平完全没问题。

通过后期Intel显卡控制中心的驱动更新,以及和游戏厂商的通力合作(一直都是),在未来三五年,Intel在独显的路上会大放异彩,参考下时间表:

上述时间表源于videocardz,可以看到最强的德鲁伊将在2025年发布,命名方面类似于每年性能翻倍来设定,从2022年到25年,安排的满满的。

显卡从无到有,从初阶的图形加速卡,到各种各样的独立显卡,改变了我们这代人的娱乐生活。

显卡的出现一直以来都是追逐性能的不断提升,从“海飞丝”到“光追”都是为了更好的画面。

但人都是感情动物,喜欢怀旧,而Intel新锐炫显卡带来的变革,可以更好的实现这一愿景。

也许很快,我们可以一起联机玩4K重制的《盟军敢死队》、《仙剑奇侠传》,而且这样的游戏会越来越多,成为“新经典”。

只是没想到这项变革是由Intel带给我们,让我想到了新上映的《黑客帝国:矩阵重启》。

和该片名一样,独显市场可能会因为Intel锐炫独显的出现而重新洗牌。

2022,我们拭目以待的CES展已经开幕,在展会上Intel也对ARC和十二代处理器做了更多的介绍。

CES电子展会上的Intel让我听到最多的词就是“Power” 、“编码”、“新兴自媒体”。

展会上Intel也多次展现了Intel Deep Link相关技术和对比:

因为核心显卡的协同工作加入编码任务,速度提升了40%,核心显卡iGPU协同超级编码,并不会提升CPU的负载,编码的同时,我们的PC或者笔记本并不会卡顿。

但是核心显卡和独立显卡协同超级编码渲染视频,势必会更快,快了40%。

这大大的提高了生产力,或者说创造力。

而在游戏方面,支持Intel XeSS超采样技术的游戏也越来越多:

CES电子战的开幕,告诉我们,Intel ARC已经来了,包括Intel自家NUC外,联想、戴尔、华硕、等厂商也带来了众多支持ARC的新产品,不久,我们就可以买到这些产品。

在Intel十二代移动处理器也可以感受性能核和能效核(P 核和 E 核)混合架构的独特组合带来的提升,便携的轻薄本一样可以提供澎湃动力(Power)。

而在游戏方面,游戏本不会再成为标准选择、唯一选择。

Intel的ARC锐炫高性能显卡让我们在轻薄本,设计本上也可以畅玩主流游戏。