畫素填充率 Pixel Fillrate

2021-06-06 10:58:32 字數 3499 閱讀 1608

畫素填充率是指圖形處理單元在每秒內所渲染的畫素數量,單位是mpixel/s(每秒百萬畫素),或者gpixel/s(每秒十億畫素),是用來度量當前顯示卡的畫素處理效能的最常用指標。顯示卡的渲染管線是顯示核心的重要組成部分,是顯示核心中負責給圖形配上顏色的一組專門通道。渲染管線越多,每組管線工作的頻率(一般就是顯示卡的核心頻率)越高,那麼所繪出的顯示卡的填充率就越高,顯示卡的效能就越高,因此可以從顯示卡的象素填充率上大致判斷出顯示卡的效能。

即每秒鐘顯示晶元/卡能在顯示器上畫出的點的數量。

畫素填充率的最大值為3d時鐘乘以渲染途徑的數量。如

nvidia的geforce 2 gts晶元,

核心頻率為200 mhz,4條渲染管道,每條渲染管道包含2個紋理單元。那麼它的填充率就為4x2畫素x2億/秒=16億畫素/秒。

畫素填充率是指圖形處理單元在每秒內所渲染的畫素數量,單位是mpixel/s(每秒百萬畫素),或者gpixel/s(每秒十億畫素),是用來度量當前顯示卡的畫素處理效能的最常用指標。顯示卡的

渲染管線是顯示核心的重要組成部分,是顯示核心中負責給圖形配上顏色的一組專門通道。渲染管線越多,每組管線工作的頻率(一般就是顯示卡的核心頻率)越高,那麼所繪出的顯示卡的填充率就越高,顯示卡的效能就越高,因此可以從顯示卡的象素填充率上大致判斷出顯示卡的效能。

一般情況下,顯示卡的畫素填充率等於顯示核心的渲染管線數量乘以核心頻率。這裡的畫素填充率顯然是理論最大值,實際效果還要受管線執行效率的影響。另外顯示卡的效能還要受核心架構、頂點數量、

視訊記憶體頻寬的影響。例如較高的填充率渲染畫素需要消耗大量的儲存頻寬來支援,因此如果顯示卡的視訊記憶體頻寬跟不上,顯示卡的畫素填充率也會受影響。不過對大多數顯示卡而言,設計時總會讓畫素填充率、頂點生成率、視訊記憶體頻寬等幾個顯示卡的重要指標大致匹配,因此從畫素填充率可以大致反映出顯示卡的效能。

畫素填充率的最大值為3d時鐘乘以渲染途徑的數量。如nvidia的geforce 2 gts晶元,核心頻率為200 mhz,4條渲染管道,每條渲染管道包含2個紋理單元。那麼它的填充率就為4x2畫素x2億/秒=16億畫素/秒。這裡的畫素組成了我們在顯示屏上看到的畫面,在800x600解析度下一共就有800x600=480,000個畫素,以此類推1024x768

解析度就有1024x768=786,432個畫素。我們在玩遊戲和用一些圖形軟體常設定解析度,當解析度越高時顯示晶元就會渲染更多的畫素,因此填充率的大小對衡量一塊顯示卡的效能有重要的意義。剛才我們計算了gts的填充率為16億畫素/秒,下面我們看看mx200。它的標準核心頻率為175,渲染管道只有2條,那麼它的填充率為2x2 畫素x1.75億/秒=7億畫素/秒,這是它比gts的效能相差一半的乙個重要原因。

雖說大多數pc使用者都並不把pc當作遊戲平台,但市場是 多元化的,pc遊戲玩家在pc平台數量上是少數,但在diy市場卻是非常重要的乙個組成部分。試想,沒有了pc玩家,diy市場會平淡很多,最起碼顯示卡市場決不會像現在這麼受重視。

對於遊戲玩家來說,圖形效能非常重要,顯示卡的重要程度甚至超過了cpu。這也導致了很多遊戲玩家的配置預算中,顯示卡占去了很大一部分,有時玩家的顯示卡**甚至超過了cpu**的一倍。由此可見,圖形效能對於遊戲玩家的重要程度。

無論是directx9時代的渲染管線、頂點單元,還是directx10時代的統一渲染單元,畫素填充率都是一款顯示卡圖形效能最重要的衡量指標之一。

簡單的說,一款顯示卡的效能由「畫素填充率」和「視訊記憶體頻寬」兩個部分構成。「畫素填充率」衡量的是顯示卡的圖形運算能力,「視訊記憶體頻寬」衡量的是顯示卡的資料傳輸能力。

畫素填充率的公式是:畫素填充率=渲染管線數量×核心頻率上面這個公式是directx9顯示卡的畫素填充率計算方法,

directx10顯示卡的畫素填充率計算公式為:

畫素填充率=sp數量×核心頻率÷2÷1000單位:mpixel/s(每秒百萬畫素),或者gpixel/s(每秒十億畫素)

按照directx10顯示卡的畫素填充率公式,可以算出當今directx10顯示卡的畫素填充率都是多少。

這個**是各顯示卡的畫素填充率理論值,實際顯示卡的頻率都和公版頻率有出入,不能直接套用。而且決定一款顯示卡圖形效能的還有其他因素,視訊記憶體規格、紋理填充率等等。

在directx11來臨的大趨勢下,全新的directx11顯示卡也降臨於世,由於directx11新增了對tessellation(鑲嵌)技術的支援使得顯示卡結構發生巨變,也使得畫素填充率的計算公式又增加了,即畫素填充率=核心頻率x光柵單元數量/1000。單位:gpixel/s或billion/sec(每秒十億畫素)。綜合來說,nvidia顯示卡的特點是sp數量較多、sp頻率較高,而且nvidia顯示卡的紋理單元普遍比amd顯示卡的紋理單元多了一倍,9800gx2比hd3870x2的紋理單元更是多了3倍,因此這個畫素填充率排名只是衡量指標之一而已。

9800gx2的畫素填充率高於hd3870x2,這可以解釋9800gx2略佔優勢的原因,但9800gx2和hd3870x2的視訊記憶體規格基本相當,可以說是視訊記憶體規格限制了它們的差距進一步拉大。但從市場的角度來說,9800gx2的**是hd3870x2的1.6倍,9800gx2的價效比反而較低。

9800gtx、8800gts、8800gt的畫素填充率都明顯高於hd3870,甚至

8800gs的畫素填充率也高於hd3870,但8800gs的視訊記憶體規格很弱,這使得hd3870的實際效能要高於8800gs。9600gt的畫素填充率雖然較低,但9600gt的視訊記憶體規格很高,這使得9600gt的效能和hd3870非常接近。

8600gt的畫素填充率雖然高於hd3650,但市場上499元的8600gt的頻率普遍都比較低,甚至只有450mhz,如此的話8600gt的實際填充率就降到了7.2 gpixel/s,明顯低於hd3650。畫素填充率由顯示核心的規格決定,也就是顯示核心的運算能力,但要把gpu的運算能力全部發揮出來,還需要良好的傳輸通道,也就是搭配合理、不至於形成瓶頸的視訊記憶體規格來決定,最重要的衡量指標就是視訊記憶體頻寬。

視訊記憶體頻寬的計算公式:視訊記憶體頻寬=視訊記憶體頻率×視訊記憶體位寬÷8

影響視訊記憶體頻寬的因素是視訊記憶體位寬和視訊記憶體頻率,視訊記憶體容量的價值體現在容納運算資料的容量上,最典型的體現就是高頻率、低視訊記憶體容量的顯示卡在低解析度時會優於低頻率、高視訊記憶體容量的顯示卡。視訊記憶體頻率越高越好,視訊記憶體容量越大越好,但畢竟有個限度,它們的最佳搭配是:視訊記憶體容量=視訊記憶體位寬×2視訊記憶體頻寬由視訊記憶體位寬決定,視訊記憶體位寬由視訊記憶體顆粒決定。一般的視訊記憶體顆粒封裝模式有3種:tsop、qfp和bga。其中tsop和qfp的封裝模式是每顆視訊記憶體顆粒都是32bit位寬,bga封裝的視訊記憶體顆粒都是16bit位寬。如果是4顆tsop封裝視訊記憶體顆粒,那麼視訊記憶體位寬就是4×32bit=128bit,如果是4顆bga封裝視訊記憶體顆粒的話就只有4×16bit=64bit了。

不言而喻,bga封裝的視訊記憶體顆粒比較便宜一些。

視訊記憶體頻寬要跟的上gpu的運算能力,如此才能保持快速車道的暢通,顯示卡的實際效能才能發揮至最大。如果畫素填充率高、而視訊記憶體頻寬低的話,那麼顯示卡的實際效能會被視訊記憶體頻寬所拖累,最典型的例子就是hd3690,畫素填充率和hd3850相當,但視訊記憶體頻寬只有hd3850的一半,實際效能自然是天差地遠。

相對來說,nvidia顯示卡的視訊記憶體頻率較高,

amd顯示卡的視訊記憶體頻率較低,這主要是由於各自的畫素填充率導致的。amd顯示卡的視訊記憶體頻寬和畫素填充率的比例大體接近2:1,而9800gx2、9800gtx、

8800gts、

8800gt和8800gs的這個比例卻低於2:1,因此nvidia在高階顯示卡的視訊記憶體頻率上要求很高。

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