性能論戰爆發 三款GT555M顯卡深度解析
4月對于筆記本產品的更新換代來說是一個非常重要月份,因為按照慣例眾多廠商均會在在4月發布最新的產品。而從今年來看,英特爾Sandy Bridge處理器曝光,NVIDIA Geforce GT555M高性能顯卡的出現,令本來熱鬧的4月變得有些“混亂”。在眾多的關注中,越來越多的網友也對產品性能產生懷疑,一場場關于閹割門、馬甲門的口水戰出現在筆記本論壇。同樣一款備受關注的NVIDIA Geforce GT555M顯卡因為模糊不定的參數,毫無相同點的規格,性能的巨大差異到了令人難以忍受的程度。
性能論戰爆發 三款GT555M顯卡深度解析
搭載NVIDIA GT555M顯卡的筆記本4月集體上市,拋開品牌廠商不談,光看性能和參數就較上代產品有了巨大提升,然而不同配置(這里主要是指顯存、流處理器和型號)的同一款顯卡居然可以相差一倍,流處理器個數、GPU頻率、光刪單元數量更是完全無法和NVIDIA官網做出對應,不得不讓人懷疑起自己的判斷力,自己剛買的NVIDIA Geforce GT555M顯卡筆記本被奸商動了手腳?
性能論戰爆發 三款GT555M顯卡深度解析
其實,眾所周知一直以來,國內筆記本顯卡一直都是“異類”。同樣的顯卡規格在國外是一個版本,在國內搖身一變衍生出另一系列眾多不同版本,這次NVIDIA Geforce GT555M再次出現這一狀況,是否如網友所說是早期NVIDIA Geforce GT445M顯卡的“閹割”版本?為了一探究竟,筆者收集了三款搭載NVIDIA Geforce GT555M顯卡的筆記本,詳細分析NVIDIA Geforce GT555M顯卡中暗藏的玄機與內幕。
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懸疑一:顯卡之爭再起硝煙 參數混亂引發網民口水戰
從以往的經歷來看,類似于同樣一款芯片組而出現兩款或多款顯卡的先例在NVIDIA出現過,自從NVIDIA Geforce GT130M之后,這類事件也頻繁出現,那么GT445M到底是不是NVIDIA Geforce GT555M的“馬甲”呢?為了一探究竟,筆者首先在NVIDIA官網查到了NVIDIA Geforce 555M與NVIDIA Geforce 445M這兩款顯卡的具體參數。
從以上數據上來看,可以看到兩款顯卡GPU流處理器個數主頻完全一致,而存在不同的只有顯存頻率、顯存類型與顯存數據吞吐量。NVIDIA Geforce GT445M標配DDR3和GDDR5內存,可以搭配兩種顯存頻率即800MHz和1250MHz。而NVIDIA Geforce GT555M則只能標配900MHz主頻DDR3顯存顆粒。從數據上來看無論是顯存頻率、類型NVIDIA Geforce GT555M的性能確實弱于NVIDIA Geforce GT445M,可在進行3Dmark Vantage測試時NVIDIA Geforce GT555M時候分數要比NVIDIA Geforce GT445M分數要高呢?筆者在接下來的推理中找到了更多的答案。
懸疑二:問題真的出在顯存類型上嗎?
首先給大家講解顯存類型之前,大家先要了解一下關于顯存的三個基本概念,即顯存核心頻率、顯存I/O頻率以及顯存等效頻率。顯存核心頻率是內部電容的刷新頻率,也為內存真實的運行頻率。但是現在我們已經很少提起這個概念了。而I/O頻率為顯存的時鐘頻率(即官方標稱的GPU Clock頻率),主管顯存數據流輸入與輸出。I/O頻率*2即為等效頻率,而等效頻率為實際顯存數據傳輸頻率。
我們把顯存看做是公路,假設我們的數據是無窮大,而我們在處理數據的時候通常會用到一個數據預存技術。DDR、DDR2、DDR3、DDR4、GDDR5五種顯存分別擁有2Bit、4Bit、4Bit、8bit、8bit數據預存技術,這就相當于公路條數,位數越多即代表顯存的預存數據越大。I/O控制器在發出數據處理請求之前會分別準備出2Bit、4Bit、4Bit、8bit、8bit數據。假設我們已知某一款顯卡的核心頻率為300MHz,數據要分別經過這五種不同類型的顯存。我們根據核心頻率*顯存預處理位數=I/O頻率這個公式分別得到600MHz、1200MHz、1200MHz、2400MHz、2400MHz五種不等的顯存時鐘頻率數值。而等效頻率的計算公式又為I/O頻率*2=等效頻率(此定律套用公式需排除GDDR5顯存類型)計算之后分別得出1200MHz、2400MHz、2400MHz、4800MHz的數值,最終的計算結果即為顯存的等效頻率。
但是這個公式并不適合GDDR5顯存,這是為什么呢?其實這樣理解就非常簡單了。還是用公路的例子做比喻,在DDR、DDR2、DDR3、DDR4四代均為雙車道,即可以同時運行兩組數據的上行和下行。而到了GDDR5的時候,由于采用了雙DQ總線設計(可實現雙倍接口帶寬),數據的吞吐量增加了一倍,從而使得原有的I/O頻率*4才是真正的GDDR5的等效頻率。也就是原先2400MHz的I/O頻率有了DQ總線的幫助可以使原有的頻率增加4倍,最后得出的結果為9600MHz。
懸疑三:NVIDIA Geforce GT445M與NVIDIA Geforce GT555M哪個更強悍?
下面筆者教各位一個簡單算法,我們脫離開測試軟件的單純跑分,從理論上分析兩款顯卡的具體區別。先來看一個計算顯卡數據吞吐量的公式,即顯存帶寬=顯存位寬*顯存工作頻率/8。假如我們用NVIDIA Geforce GT445M來算,官網公布的數據顯示NVIDIA Geforce GT445M擁有128bit和192bit兩種顯示帶寬,現在我們分別要算出這兩種帶寬各自顯存帶寬是多少。由于NVIDIA Geforce GT445M采用的是DDR3和GDDR5顯示顆粒,所以我們要在顯卡頻率上分別乘以2和4才是最終的顯存帶寬,所得數值便是顯存數據最大吞吐量。
【小百科】:顯存帶寬是指顯示芯片與顯存之間的數據傳輸速率,它以字節/秒為單位。顯存帶寬是決定顯卡性能和速度最重要的因素之一。要得到精細(高分辨率)、色彩逼真(32位真彩)、流暢(高刷新速度)的3D畫面,就必須要求顯卡具有大顯存帶寬。
即:
DDR3模式下
1600MHz*128bit/8=25.6GB/s
2500MHz*192bit/8=60.0GB/s
GDDR5模式下
3200MHz*128bit/8=51.2GB/s
2500MHz*192bit/8=120.0GB/s
可以看到NVIDIA Geforce GT445M顯存帶寬在GDDR5與DDR3在位寬不同的情況下最大差值約為4.6倍,那么我們來看一下NVIDIA Geforce GT555M的顯存帶寬。
DDR3模式下
1800MHz*128bit/8=28.8GB/s
1800MHz*192bit/8=43.2GB/s
可以說NVIDIA Geforce GT445M在顯存帶寬較高的位置上完勝于NVIDIA Geforce GT555M,而在顯存帶寬較低的架構上要比NVIDIA Geforce GT555M略遜一籌。由此可見NVIDIA Geforce GT445M的綜合能力要強于NVIDIA Geforce GT555M。在核心頻率相同的模式下,通過對顯存類型的限制,使得NVIDIA Geforce GT555M的分數并沒有想象中的那么高,在低顯存帶寬狀態下NVIDIA Geforce GT555M有勝過NVIDIA Geforce GT445M的可能性,但在高顯存帶寬模式下,NVIDIA Geforce GT445M完勝NVIDIA Geforce GT555M的事實不能改變,因此有網友評論稱NVIDIA Geforce GT555M是NVIDIA Geforce GT445M的閹割版也就不為過了。
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三款NVIDIA Geforce GT555M性能有何不同?
我們經過搜集整理數據得知,市面上流通幾款筆記本雖然都采用NVIDIA Geforce GT555M顯卡,但性能卻大相徑庭。在流處理器個數不同的情況下,流處理器個數越多意味著處理速度越快,而在流處理個數相同的情況下,能夠決定于GPU數據吞吐快慢的關鍵性因素則在于顯存類型的模式與顯存帶寬的大小。這就好比同樣用吸管喝飲料一樣,同樣大小的杯子,顯存類型代表吸管的半徑,GDDR5是DDR3的兩倍,顯存位寬則象征吸管的多少,位寬越大,吸管越多,同一時間之內吸到嘴中的飲料也就越多。
顯卡性能三大要素流處理器個數、顯存類型、顯存位寬
【小百科】:流處理器是直接將多媒體的圖形數據流映射到流處理器上進行處理的,有可編程和不可編程兩種。流處理器可以更高效的優化Shader引擎,它可以處理流數據,同樣輸出一個流數據,這個流數據可以應用在其它超標量流處理器(Stream Processors,簡稱SPs)當中,流處理器可以成組或者大數量的運行,從而大幅度提升了并行處理能力。
如果顯卡帶寬和位寬足夠給力那么處理速度必然會快很多
不過這僅限于流處理器相同的情況下。筆者發現其中一款配有NVIDIA Geforce GT555M顯卡的筆記本流處理器驟降至96個,為此,筆者經過多方查詢發現,擁有96個流處理器的NVIDIA Geforce GT555M顯卡系美國NVIDIA官方網站給出的規格,而在中國并未公布擁有96個流處理器的NVIDIA Geforce GT555M顯卡,但是我們卻在已經上市的機器上面找到了這款顯卡。
美國官網公布NVIDIA Geforce GT555M顯卡規格(點擊大圖進入網站)
中國官網公布NVIDIA Geforce GT555M顯卡規格
筆者在思考這樣一個問題:在缺少48個流處理器的NVIDIA Geforce GT555M顯卡會直接導致在實際使用中性能直線下降嗎?答案是未必的!因為顯卡的性能好壞取決于三個要素,即流處理器、顯存規格、核心頻率三大參數共同作用的,不能單一將某一個要素拉出來主觀臆斷的認為某一項性能的好壞決定于顯卡的好壞。那么刪減掉48個流處理器的NVIDIA Geforce GT555M顯卡究竟是如何提高實際性能的呢?
首先我們明白顯存帶寬的取值多少與流處理個數沒有太大關系,那么腦海中有這個印象就好了,只有96個流處理器的NVIDIA Geforce GT555M顯卡顯存規格為GDDR5,雖然只有96個流處理器,但是實際顯存工作頻率為785MHz,相較其他兩款實際頻率只有590MHz的顯卡要強悍很多。顯卡核心頻率上去了,再有了GDDR5的雙DQ總線設計。使得顯存帶寬迅速飆升,所以說96個流處理GDDR5顯示核心與144個流處理器DDR3顯示核心基本相當,即96個流處理器的顯卡采用的是GF108顯示核心也就是相當于NVIDIA Geforce GT440的性能,而采DDR3并擁有144個流處理器的顯卡采用的是GF106顯示核心,僅相當于臺式機NVIDIA Geforce GT430的顯示水平。
擁有24個ROPs以及192bit位寬的NVIDIA Geforce GT555M顯卡參數一覽
96個流處理器的NVIDIA Geforce GT555M的顯卡主頻卻升高了
ROPs被削減一半而主頻扔未提升的NVIDIA Geforce GT555M顯卡
那么下面我們來比較一下擁有相同144流處理器的兩款NVIDIA Geforce GT555M顯卡有何不同吧。仔細看我們可以發現ROPs總數,NVIDIA Geforce GT555M官方標準中ROPs線程總數因為24。并不會出現太大的問題,但是在游戲抗鋸齒選項中,性能將大幅下降,而顯存位寬的差值導致數據吞吐量出現瓶頸。從結果上看同樣是NVIDIA Geforce GT555M的顯卡,性能有差距也是正常的。如果要排序這三款顯卡的話,筆者會將144流處理器DDR3且擁有192位寬的顯卡放在第一位,將96流處理器經過升頻的顯卡放在第二位,而將剩下這款128位DDR3顯存的顯卡放在第三位。
顯卡類型 | 正常的GeForce GT 555M | SPs減少主頻提升的GeForce GT 555M | 光柵單元數量ROPs減少的GT 555M |
顯卡芯片 | NVIDIA GeForce GT 555M | NVIDIA GeForce GT 555M | NVIDIA GeForce GT 555M |
顯存類型 | DDR3 | GDDR5 | DDR3 |
顯存位寬 | 192bit | 128bit | 128bit |
流處理器個數 | 144 | 96 | 144 |
光柵單元數量ROPs | 24 | 16 | 16 |
總結:
從以上三款NVIDIA Geforce GT555M產品的狀況我們可以看出當今筆記本市場顯卡部分的混亂,廠商可以自由搭配顯卡芯片組和顯存從NVIDIA訂貨以應對自家筆記本散熱和定位,所以導致了配置NVIDIA Geforce GT555M顯卡的筆記本從20000元到5000不等。然而相信通過我們的分析,您已經對市面上出現的此類產品有了一個大致的認識。
在這里,編輯給出的建議是雖然以上三款顯卡的性能有一定的差異,但實際在使用中差異表現并不像數據那樣明顯,不必因為其中一款的規格較高而改變自己的最初的采購計劃。換言之,對于大型的3D游戲來說,除非您是極高要求的玩家,那么以上三款產品都已經能夠滿足您的需求了。
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