Broken Memories

计算机硬件知识科普

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计算机硬件知识科普

一篇简单的计算机硬件科普文，将简单从计算机各个硬件组成来普及个人 pc 以及简单服务器 pc 的硬件组成及品牌硬件参数知识。如有纰漏还望指正。本文的目的，是为了向小白快速普及计算机硬件知识，所以涉及偏向学术性质的原理知识这里可能会简单一笔带过。

计算机的理论组成

现代计算机的结构组成脱胎于“冯 诺依曼结构”，所以冯诺依曼也被称为计算机之父，该理论下计算机由如下四个部分组成：

  1. 运算器

    运算器这里映射到现代计算机设备就是我们常规意义上的处理器（CPU）中负责数据运算的部分

  2. 控制器

    控制器在现代计算机设备中被集成在处理器（CPU）中，简单讲其功能是负责指挥，控制指令的执行。

  3. 存储器

    存储设备顾名思义，负责数据的存储，泛指各类存储，缓存等等。我们可以把电脑内存，硬盘等归类为存储器

  4. 输入设备

    输入设备，是人与计算机交互的设备，在早期计算机中人们采用打孔纸带的方式与计算机交互。在现代计算机中，鼠标键盘，触摸屏（触摸这个特性），以及未来可能出现的脑机接口等都可以归类为输入设备。

  5. 输出设备

    输出设备这里常规包括最基础的显示器。当然打印机等也可以算作输出设备。

计算机真实硬件组成

讨论完理论性质上的组成，这一篇将描述实质上现代计算机中常规的硬件组成。这里我们排除各类输入输入设备，例如显示器，鼠标键盘等外部设备，将目光聚焦到主机本身上。

一个主机基本上包括如下配件

  1. 主板（Motherboard/Mainboard）

    主板的主要功能是提供一系列的插槽，规范化的接口，形成一个能够集成处理器，内存，存储设备，显卡，声卡，网卡等等和外部设备连接的平台，其他接下来的设备通过特定接口连接到主板。

  2. 中央处理器(CPU, Central Processing Unit)

    计算机的大脑，负责运算处理数据

  3. 内存（Memory）

    内存本质上也是存储器的一种，用于存储信息，但是内存是断电后数据就会丢失的。内存的出现是因为处理器速度很快，硬盘的读取速度又太低，于是需要内存作为缓存，内存先将需要的数据从硬盘读取好，方便 cpu 随时索取。一个形象的比喻，计算机中硬盘是一口井，数据是其中的水。CPU想要读取数据的时候是需要用一个桶（也就是内存）去井（硬盘）中取水。

  4. 显卡（GPU，Graphics Processing Unit）

    显卡可以理解为专门处理图形化信息的 CPU,其负责图形信息的运算处理，并将其提供给显示设备显示。

  5. 硬盘（HD,Hard Disk)

    硬盘，有一个存储器，其和内存的区别即在于断电后数据依旧可以存在，是计算机中存储数据最常见的方式。

  6. 电源

    顾名思义，提供计算机运行所需要的电源。

  7. 散热器

    这里散热器将各类 CPU 散热器，机箱风扇，亦或是各类水冷归类到一起。为了保证运行中的高温设备有效散热，保障系统稳定运行。

接下来将会介绍各个硬件设备的基础品牌，参数，型号等等知识点。先从篇幅较大且直接影响性能的 CPU,GPU 开始。

中央处理器（CPU）

中央处理器，又叫中央处理单元，（CPU, Central Processing Unit）。常用的电脑处理器均来自两家厂商：Intel（英特尔），AMD。当然中国也有自己的自研处理器龙芯，不过这里不多介绍。

Intel 是目前唯一同时具有处理器设计制造一条流水线的厂商，其具备研发，设计，制造，拥有自己的晶圆厂商。

AMD 则是自己研发设计，将制造工作交给了台积电之类的企业。

处理器常见参数名词详解

核心数目

指的是处理器所拥有的处理器核心数目，现有处理器一般为多核心的设计（多核心的设计实现了任务的并行处理）一般核心数目为 1,2,4,8 等二的几次方的数量。值得一提的是在 intel 12 代及后来版本的处理器中引入了大小核心的概念，即一个处理器有几个强力核心（P-core,Performance-cores）和几个能效核心(E-core,Efficient-cores)，大核负责干累活，小核负责打杂。

线程数目

线程是计算机软件在系统中的最小调度单元，一般一个核心对应一个线程。但是随着超线程技术的出现，使得一个核心可以拥有两个线程。

在了解完核心数目和线程数目的概念后既可以理解，双核四线程，以及四核八线程的概念了，即指一个处理器拥有两个处理核心，四个线程。

这里再补充一个知识点，在 Intel 的大小核心的架构下，默认能小核心不具备超线程技术，所以就会有类似 10 核 12 线程（2 大核，8 小核心）这种不符合二进制规律的设计。

  • 同时简单解释一下超线程技术：在早期的时候一个物理核心只有一个线程，一次只能执行一个任务。但是芯片设计者发现执行一个任务的时候并不是所有时刻这个线程都是满载的，有时候程序需要去等待数据读取，等待用户操作等，于是这个线程就会暂时空闲。于是为了进一步压榨CPU的计算能力，超线程技术诞生。在计算机的物理线程进入等待状态（闲置状态）的时候，让其去执行另外一个线程。

主频

主频又叫 CPU 的时钟频率（CPU Clock Speed），默频，指的是处理器在一个时钟信号周期内完成很的操作次数。一定程度上能够反映 CPU 的处理能力强弱。不过只是一定程度上，cpu 的运算速度还和架构制程有着很大的关系，即同样主频的新旧两款处理器性能并不一样。

睿频（加速频率）

睿频是 Intel 公司研发的时钟频率自动加速技术，开启睿频时处理器将针对任务负载调整处理器频率，且将尝试提升处理器频率到一个超过默认频率的状态。因此 Intel 的处理器也就有了一个最大睿频的参数，即单一核心在特点定条件下能够达到的最大频率。AMD 也有其对应的加速技术。

缓存

之前说道内存与处理器和硬盘之间关系的时候提到，为了应对硬盘速度过低于是有了内存。但是哪怕是内存的速度相较于处理器还是太慢了，于是就有了 CPU 缓存，可以简单理解为集成在处理器中的比内存快很多的“内存”。一般针对处理器缓存只有一个简单的参数概念，那就是其大小。

功耗

功耗即一款 CPU 以满载运行时所所需要的功率。以我们常规的瓦 W 为单位

TDP 热功耗

TDP 热功耗，又叫“热量设计功耗”，指处理器在满载的情况下所释放的热量，是评判一个处理器发热量的指标。一般依据这个指标去给处理器选择合适的散热器。值得注意提的是 TDP 并不等于功耗，也没有直接的算术关系，其仅作为指导散热器选择的指标，简单讲 TDP 65w 的设备可能实际满载运行的真实功耗远高于 65w。

架构

处理器架构是 CPU 厂商给属于同一系列的 CPU 产品设立的一个规范，例如 Intel 的 Tigerlake（老虎湖） 架构，AMD 的 zen 架构。是设计处理器的一种工业模式，一般情况下我们消费者无需太过关注其架构的实现细节，只需要指导架构的新旧，新的架构往往意味着更好性能和支持。

指令集

指令集架构，是 CPU 中用来计算和控制计算机的一套指令集合，是一种标准。市面上常见的指令集架构如下：

  • x86
  • ARM
  • RISC
  • ...

常规个人电脑或者服务器一般多用 x86 架构（intel 与 AMD 生产的处理器也大多采用这个架构），ARM 架构则多为移动设备采用，例如手机，平板的电脑等，知名的生产厂商例如：苹果的 A 系列芯片，M 系列，以及高通骁龙系列。RISC 则是高性能 CPU 的例如超算发展方向。

32 位/64 位

32 位和 64 位，本质上是计算机操作系统的所支持的存储器地址范围，通俗的讲，32 位的系统仅仅支持 4GiB（实际约为 3.8G）的内存大小。而 64 位理论上支持 16EB（17179869184GB）的内存。实际目前操作系统支持的内存大小还停留在 TB（1024G）层次。

简单总结，超过 4G 内存的电脑设备推荐使用 64 位的操作系统，同样也要支持 64 位的 CPU 才可以安装 64 位的操作系统。不过目前市面上多数的 CPU 都是支持 64 位系统的。

超频

超频是一个不仅仅属于 CPU 的概念。之前提到 CPU 有主频， 有睿频，但无论哪都是厂商经过测试规定好的。而超频指的是用户拿到处理器，通过修改供电参数，修改核心参数等手段时使得处理器运行在一个超过厂商设定的频率的行为。当然超频行为不仅仅局限于处理器，凡是拥有频率参数的设备都可以通过超频这一手段获取额外的性能（其他有频率参数的设备例如：内存，显卡等）。当然超频本身对硬件可能会带来损伤，具有潜在风险。

制程

制程指的是处理器在制造过程中所使用的”制作工艺“，用来衡量集成电路的制作精细度，一般以纳米 nm 为单位。可以理解为在硅片上雕刻的刻刀的大小，刻刀越小，单位面积内所能雕刻的电路也就越多，处理器性能也就越强悍。同时也会带来功耗减小的提升。

但是现有厂商也很鸡贼开始不再使用 nm 为单位，而是转而给自己的刻刀起一个新的名字，例如 intel 在 12 代处理器后就将所采用的 10nm 工艺称为 intel 7 工艺，而将 7nm 工艺称为 intel 4。这本质上只是文字游戏。

当然哪怕相同的 10nm 工艺，不同晶圆厂商制造出来的集成电路密度也不一致。同时制成有和处理器架构名称有一定关联，即部分架构可能采取的是一种制程，而新架构采取的是更加优秀的制程。

核显

核心显卡，又叫核显，集成显卡。区别于独立显卡，ta 直接被封装在处理器中，拥有核显的 CPU 可以不需要安装独立显卡即可连接显示设备输出画面。

主板插槽/芯片组

不论是 AMD 还是 Intel 生产的 CPU，不同代的 cpu 所使用到的 cpu 主板插槽是不同的，同时因为 cpu 代数的不同还带来的主板芯片组的不同。常见的 intel 插槽有例如 LGA 系列插槽，和 amd 的 AM 系列插槽。同时插槽本身也有版本对应不同的代的处理器。例如 LGA 1700 对应酷睿 12 代的处理器，其支持这一插槽的主板芯片组有高端的 Z690 芯片组，中端的 B660 芯片组，低端的 H610 芯片组。

Intel 处理器命名规则

消费级即指面向普通个人用户的产品。企业级即指产品面向企业用户，多用于服务器领域。

Intel 将处理器分为如下几个系列：奔腾系列，赛扬系列，酷睿系列，至强系列，凌动系列。这里只介绍消费级最常见的酷睿系列，以及简单介绍企业级的至强系列的命名规则。但除开命名规则，在你了解各种参数背后的意义后都可以前去 intel 官网查看每款处理器的参数从而了解处理器的性能。

酷睿系列

酷睿分为 i3,i5,i7,i9 四个产品。以“intel Core i9-12900k”为例，

  • intel 指的是厂商

  • Core 指的是酷睿系列

  • i9 指的是产品名

  • 12900k 指的是型号，其中包括版本（代）数，和具体型号等参数

    • 12 代表十二代处理器
    • 900 代表具体型号，一般越高代表主频越高，核心数越多，性能越强。
    • 字母后缀则表示附加特性，例如 K 表示处理器可超频，下标为常见字母后缀含义
      后缀含义
      B这一后缀为一体机采用,cpu 多数直接采用封装工艺焊接在主板上，例如 i5-8500B
      C这一后缀只在 5 代 CPU 上出现过，代表该 CPU 拥有当时最强核显，例如 i7-5775C
      G带 G 后传系列为 Kaby Lake 架构的处理器，为 intel 和 amd 合作产品，CPU 由 intel 负责，核显则由 amd 提供，例如：i7-8809G
      H在八代以前，H 代表 bga 焊接封装（类似笔记本电脑 cpu 焊接在主板上无法更换），八代开始 H 不仅仅意味着 bga 封装，也意味着 6 核心（Hexagon），同时不具备超线程工艺，例如 i3-8100H
      HK这类产品在上面的 H 后缀处理器中加上了可超频属性，即笔记本设备处理器可超频，例如：i9-8950HK
      HQ四代 CPU 中出现过的后缀，例如 i7 4700HQ
      K代表可超频
      M代表双核移动版（笔记本设备）处理器，四代后很少采用，例如 i5-4310M
      R和 B 类似的移动版（笔记本设备）处理器，例如 i7-5775R
      T低压桌面处理器（台式机设备），功耗和性能都低于不带后缀的版本，多用于一体机，工控设备等，例如 i7-8700T
      U低压版移动处理器，被用在各类超薄本，轻薄本上，例如 i7-8550U
      X/XE最高性能版本，例如 i9-10980XE
      Y比 M 后缀还早的处理器产品，超低压移动处理器，后续被 M 替代，例如 i3-3229Y
      F指不带核显的版本,需要安装独立显卡

至强系列

相较于消费级的处理器，至强系列主要服务于服务器领域，因而其主频参数相较而言更低，但是其核心数目要更多。目前 intel 将至强系列分为：Platinum 铂金，Gold 金牌，Silver 银牌，Bronze 铜牌。过去 intel 将至强系列分为 E7,E5,E3。

至强系列现阶段采用四位数字型号。

  • 第一位数字代表处理器级别：
    数字级别
    9/8铂金
    6/5黄金
    4银
    3铜
  • 第二位代表处理器代次
  • 第三位和第四位布局为特定功能，一般而言越强的处理器第三第四位越大

AMD 处理器命名规则

AMD 的产品同样分为消费级的锐龙（Ryzen）系列，和服务器的 EPYC 系列。

锐龙系列 Ryzen

以 AMD Ryzen 7 5700X 为例：

  • AMD 代表厂商 AMD
  • Ryzen7 代表产品系列 r7，锐龙有 r3,r5,r7,r9 四个系列，性能逐级递升。
  • 5700X 代表产品代数和型号等信息
    • 第一位 5 表示产品代数，第五代
    • 第二到第四位则是编号越大性能越强
    • 字母后缀 X 表示可超频，支持 AMD 官方的 XFR 技术。AMD 的字母后缀含义如下表
      后缀含义
      X支持超频即支持 AMD 官方的 XFR 超频技术
      G代表具有核心显卡
      3D代表具有 3D 缓存技术（一种使得处理器具有更大缓存的技术，可以显著提升处理器能力）
      WX代表最新的超多线程系列，即 AMD 的线程撕裂者系列
      PRO支持一些特别的数据安全技术
      U移动端面向笔记本轻薄本的 CPU,有较低功耗以及具有核显
      H标准电压的移动端处理器，相较于 U 系列性能更强，且同样具有核显

AMD EPYC 系列

以 AMD EPYC 7443P 为例

  • EPYC 产品系列
  • 7443P 产品型号等参数
    • 第一位 7 代表 7000 系列
    • 第二位则与核心数有关
      数字核心数目
      08
      116
      224
      332
      448
      564
      684-96
    • 第三位代表性能相关，数字越大核心性能越高。
    • 第四位代表版本，可以是 1,2,3,4
    • 字母后缀 P 代表单插槽，即一个主板只可以安装一个处理器，F 则表示更高性能。

命名规则总结

命名规则其实是厂商一件很随意的事情，很有可能换代新的产品后就会启用一套心得命名规则，或者对旧有的命名规则进行修改。同时也偶尔会有完全不符合命名规则的产品出现。总之命名规则只是为了方便普通用户选择认识产品（所以也可以看到企业级有时候命名规则并不清晰，因为叫什么并不重要），最根本的还是一款处理器的参数，从参数认识产品，才是本质。

显卡（GPU）

这里的显卡我们仅讨论独立显卡，即不包括之前有关核心显卡的相关内容。不过多数参数名词二者是通用的。

目前世界上独立显卡的制造商有英伟达（Nvidia），AMD,英特尔（Intel），以及国内的摩尔线程。但由于 Intel 以及摩尔线程的独立显卡刚刚起步，因此这里不做讨论。

常见显卡参数名词详解

显卡核心

显卡核心，即显卡芯片，因为厂商的不同芯片实际可能也不同。其内部结构以及性能也差距很大。一般我们通过显卡天梯图来判断核心强弱。显卡核心可以理解为一个近似 CPU 的存在，不过其被设计为更多的为了处理图形数据。

显卡核心同样有着自己的架构，制程，代号名称，这些更加细节的参数需要根据具体型号前往对应官网查询。

显卡的性能受到显卡核心型号，核心频率，显存大小，显存频率，显存位宽多方面制约。

显卡核心制程

同 CPU 谈到的制程一样，纳米 nm 为单位。目前最新工艺 5nm

核心频率

核心频率，即显卡核心的工作频率，一定程度上可以反应核心的性能。 显卡核心也具有频率，也可以实现超频。

显存

显存，顾名思义，显卡所用到内存。显存容量决定显卡能够临时存储数据的能力，一般而言越大越好。

显存类型

显存可按照其制造工艺名称分为 GDDR3,GDDR4，GDDR5,GDDR6,GDDR6X...等等，数字代表的是版本代数，X 代表加强。另外，核心显卡也具有显存，不过核心显卡的显存是直接共享的电脑内存。当然独立显卡也会使用一部分电脑内存作为显存，不过使用电脑内存作为显存的方式终究比不过专业显存。

显存频率

显存的工作频率，同时显存也可以超频。

显存位宽

可以把显存位宽比作高速公路的路宽，显存只是一个存储数据的仓库，频率代表其单位时间内数据可以处理进出仓库速度，但是真正要把数据送进来和送出去则依靠显存位宽，也就是道路的宽度。所以容量和频率在大，但是位宽不够也会导致性能较低。

显卡接口（视频给输出口）

显卡接口即显卡视频输出口，连接显示器等输出设备的接口类型。注意，并不是所有显卡都有视频输出口，部分专业计算卡因为只需要负责计算，并没有输出视频的需求所以在设计制造的时候并不会留有视频输出口。

常见的显卡视频输出口有，较老的 DVI,VGA,以及目前主流标准的 HDMI,DP 以及未来可能会流行的 type c 口。同时由于输出口的不同，其所采取的软件协议也有可能不同，例如 HDMI 口有专门的 HDMI 协议，包括 HDMI1.0,2.0 等。同样 DP 也有的对应的 DP 协议，包括 DP1.2,DP1.4 等。

下图中即显卡的视频输出口，其从上往下分别是 DP,HDMI,DP,HDMI。

显卡插槽及协议

显卡与主板连接的插槽目前主流是 PCI-E 插槽，插槽的长度有直接决定传输位宽，一般显卡使用的是 PCI-E x16 的规格。同时显卡插槽采用的协议是 PCIE 协议，目前最新的协议是 PCIE5.0，多数显卡目前使用得到的是 PCIE4.0。插口类型，和协议类型并不一定是绑定关系。例如我们可以用 typec 接口来实现 pcie 协议的传输。

显卡上的 PCI-E 插口又被称为金手指，即金色的引脚部分

外接供电

PCI-E 插槽本身是可以提供供电的，但由于高性能显卡高功耗，所以一般独立显卡会采用外接供电的形式（也有不需要外接供电的低功耗显卡）。

  • 供电规格

    外接供电一般有 4pin,6pin,8pin 这几种基础规格，最直观的就是看插孔数量。当然也有将不同规格 pin 的供电组合起来的形式，例如高端显卡会采用 3x8pin 的供电，即三个 8pin 供电，合计 24pin 供电。此外也有 4+6pin 供电的组合，或者双 8pin,双 6pin 的组合。

    另外，英伟达在其最新的 40 系列显卡中引入了 ATX3.0 的供电标准，其有全新设计的 16pin 供电接口（不同于上面所说的双 8pin 的 16pin 供电）。

  • 供电接口朝向

    显卡供电接口目前有两种朝向，一种是尾插，常见于各类涡轮显卡（多用于服务器的显卡，为了方便供电线材排布以及散热排布），另一种是常规的侧面插插口，位于显卡 pci-e 插口的对面。

    侧面插槽

显卡厚度/槽

显卡采用的是 PCI-E 插槽，而一个主板将会有多个 PCI-E 插槽，且其之是有间距的。当一张显卡的厚度太厚时会影响相邻插槽的显卡安装。因而在选择显卡时厚度会是一个很重要的参数。

电脑机箱的 PCI-E 插槽厚度有其相应的的标准，一般一个槽的宽度标准是20.32mm(2.032cm)。当然可以直接约等于 2cm 。

显卡槽数以占用的 PCI-E 插槽槽口计算，占用一个槽宽即单槽卡，两个为双槽卡，此外还有三槽卡,例如下图。可以看得到明显的右侧三个突出。

但有时候我们描述显卡厚度的时候也会使用槽这个单位，例如 2.5 槽卡这样的描述，即按照 PCI-E 标准单槽厚度，2.5 槽即意味着该卡厚度为 2.5x2cm 即 5cm。但是要注意的一点是：显卡厚度槽数目不等于占用槽数！！！，举个例子一个占用 3 槽的显卡，其真实厚度可能只有 2.5 槽 5cm。又或者，一个 2 槽的显卡可能厚度是 2.5 槽。

涡轮卡

涡轮卡，又称作涡扇卡，区别于常规显卡的单风扇，双风扇，亦或是三风扇的设计，涡轮卡采用了具有涡轮增压效果的风扇以实现更好的散热更加优异的性能，同时更加小巧的体积（一般涡轮风扇等等显卡多为双槽的宽度，可以更加方便密集排布安装）。但是同时也带来了高噪音的缺点。因此一般涡轮风扇卡更多的被使用服务器上。

公版/非公/oem 版

  • 这里首先普及两个概念，“显卡厂商“这个概念一直是一个比较模糊的说法。

    • 显卡设计厂商：这里我们把有独立设计研发显卡芯片的厂商称之为显卡设计厂商，例如NVIDIA,AMD,Intel等

    • 显卡生产厂商：这里指从显卡设计厂商那里购买显卡芯片，自己设计显卡外观，稍微改动供电规格等生产所谓他们自己平台的显卡。

      总结：我们常规说的，A卡，N卡指的是显卡设计厂商。

  • 公版显卡：指的是显卡设计公司例如 AMD,或者 NVIDIA,自己制造生产出来的显卡，被称之为公版，其具有标准的性能以及较为具有辨识度的外观。常作为显卡设计公司对一代显卡的模板规范，其他显卡生产厂商依据这个模板制造新一代显卡。

  • 非公版显卡：指的是显卡设计公司将显卡核心卖给第三方合作厂商例如华硕，微星等，这些第三方合作厂商自己设计外观散热供电生产出来的显卡即为非公版显卡。非公版显卡区别于公版可能会有更加好的散热及供电，以及相较于公版更高的核心频率以及显存频率。

  • oem 版本显卡：这类显卡指的是一些电脑生产商例如联想，戴尔，他们会采购显卡核心制造一些用于自己成品的电脑的显卡。一般这类显卡是不对外零售的，不过不排除有流出的零星产品或者是拆机硬件在市场上。

显卡的公版非公版，oem 版和其是不是涡轮风扇显卡并不是绑定关系，即会有非公版的涡轮卡，也有公版的非涡扇卡。

NVIDIA 英伟达显卡

英伟达显卡，其性能以及在很多领域方面的发展更为全面，除去常规的游戏，及视频工作，其在工业设计游戏制作，CG 渲染，深度学习方面有着诸多建树。

CUDA

CUDA（Compute Unified Device Architecture, 统一计算设备架构）是英伟达厂商推出的计算机平台和变成模型，其利用 GPU 的算力帮助解决复杂的计算问题，多用于机器学习，深度学习，视频渲染等工业领域。

但不是所有设备都支持 CUDA,一般旗舰级别的显卡，例如 Geforce 系列或者计算卡都是支持的。

在深度学习，机器学习相关方面，还有几个重要名词：Tensorflow, Pytorch 等，它们是一套深度学习框架，其可利用 NVIDIA GPU 的 CUDA 做到加速深度学习的。

  • NLP（Natural Language Processing）自然语言处理。是指利用深度学习技术，让人工智能去理解人类自然语言的，并借此帮助解决问题的技术。
  • CV （Computer Vision）计算机视觉。顾名思义，是指利用深度学习等技术让计算机去处理，理解图片，视频，音频等。例如实现识别图片内容，生成图片内容，图片优化等等。
  • DL（Deep learning）深度学习。
  • Tensorflow, Pytorch，这二者是一个基于python编程语言的深度学习开发框架，二者均支持NVIDIA CUDA加速运算。

对应的 AMD 也在积极研发类似 CUDA 的技术，但由于起步较晚，尚未成熟以及市场占有率的问题，成熟运用尚早。

DLSS

DLSS(Deep Learning Super Sampling，深度学习超级采样)（大力水手）是一种 NVIDIA 研发的视频渲染技术，其使用神经网络提升画面流畅度。通俗的讲即通过牺牲一定程度的画面分辨率（清晰度）来提升画面流畅度（fps,帧率）。

这一技术主要运用在个人电脑的游戏领域，目前 DLSS(大力水手)有 1.0,2.0,3.0 三个版本，RTX20,30 系列显卡支持 DLSS2.0,DLSS3.0 目前仅在 40 系列得到支持。

同样的技术 AMD FSR 也在积极研发，不过相较于 DLSS 依旧是起步较晚，不过 AMD 的 FSR 的技术不拘泥于硬件，即FSR技术并不一定要使用AMD的显卡，其他品牌显卡N卡等也可以使用该技术，这是其相较于 NVIDIA 的一个优势。

G-Sync/FreeSync

自适应帧率同步技术，针对显示器的用于减少由于帧速率未对齐而导致的画面撕裂与延迟问题。

FreeSync 由 AMD 开发，随后 Nvidia 开发了其的对应的 G-Sync。这一功能需要显卡以及显示器二者同时支持，且对视频输出口以及采用协议有关，目前多数仅支持 DP 接口 DP 协议。

NVLink 是 Nvidia 开发的一种总线及通信协议。常用的用法是可以实现多个显卡之间互相连接，可以实现多卡一同协同工作的效果。NVLink 需要其官方生产的桥接器，以及显卡上有对应的 NVLink 接口才可以使用，同时也不是所有 NVIDIA 显卡支持 NVLink。具体产品建议上 NVIDIA 官网查询其产品参数，找到是否支持 NVLINK 选项。 从上图中我们也可以看到具体的桥接器选择也和双显卡之间的 PCIE 插槽间距有关。当然，插槽间距取决于设备所采用的主板。

RTX/光追

光追，又叫光线追踪技术，是英伟达开发的用于提升视频实时渲染光线的技术。这里做一些简单的解释：

在常见的游戏中，我们所看到的各种光线效果其实是基于贴图预先设计好的效果，例如玻璃镜面的反射等等，这些光线效果并不能根据场景变化实时变化，这与现实世界并不符。当然现在可以利用强大的计算机算力去实时计算光线效果，但是这样非常耗费计算机资源，在游戏中是不可能实现的。

于是英伟达开发了实时光线追踪技术，并将其集成到自家的显卡中，并将带有实时光线追踪计算能力的一系列产品称之为 RTX 系列。有了实时光线追踪技术，我们理论上可以在游戏中实现人物是随意在路边任何一个小水塘，亦或是其他什么光滑镜面上看到人物的反射影像（以往的游戏工业中镜中人像是需要特殊处理的，常规场景中镜面只有贴图并不会有实时的人物映像）

矿卡

指在虚拟货币，以及使用显卡计算挖掘虚拟货币诞生后挖掘过虚拟货币的二手显卡（我们把显卡计算虚拟货币的过程称作挖矿）。换而言之，即挖过矿的显卡。这类显卡多数为二手显卡（亦或是三手甚至四手）。因为“挖矿”需要显卡 24hx7 不间断满负荷运行，因而对电子元器件的损伤较大，所以这类二手显卡的寿命有很大程度的不确定性。同时由于多数二手奸商会采取将矿卡回收后翻修，清洗后冒充普通二手卡（即普通家用卡），甚至全新卡售卖的情况，因而正常消费者对“矿卡”这一名词怨念很大。

不过在前不久主流虚拟货币已经取消了显卡挖矿，即显卡挖矿的收益变得很低，多数投机客无法在用显卡从事这类工作。所以挖过矿的显卡型号主要集中在 10 系列-30 系列，全新的 40 系列以及 30 系列旗舰 3090ti 基本不存在矿卡。

AMD 显卡也可以挖矿

显卡拓展坞

显卡拓展坞是为了弥补笔记本电脑自带显卡性能羸弱而发明的产品。通过 typec 接口走雷电协议（目前为雷电 3 或者雷电 4）将原本用于台式机设备的显卡提供给笔记本电脑使用，从而弥补笔记本显卡处理能力弱的问题。当然桌面级别下显卡供电是依靠的扩展坞的额外电源。

不过显卡拓展坞受限于雷电协议的传输速率问题，使用拓展坞外接显卡必定会带来性能损失。通常而言外接显卡的性能越高，这个相应的损失也就越大，一般在 5%-20%之间。

显卡 PCIE 协议

之前系列讲解到显卡通过 PCI-E 插槽和主板相连接，这个插槽所使用的协议也就是 pcie 协议。pcie 协议也有版本区分，目前市面上常见的显卡都支持 pcie3 协议，新款支持 pcie4 协议。以及目前协议版本最新是 pcie5 不过并没有显卡支持。同时 pcie4 向下兼容 pcie3。同时协议需要显卡本身和主板同时支持才可以开启。

英伟达显卡命名规则

英伟达 Nvidia 显卡，俗称 N 卡，显卡的命名规则同样分为消费级和企业级，同时由于显卡的发展历史相当久远，这里不会讨论所有产品型号。只讲解常见的中高端产品。

以“NVIDIA Geforce GTX 1080TI”为例

  • NVIDIA 即英伟达

  • Geforce 显卡系列

    系列作用
    GeForce常见的消费级产品，用于个人用户游戏或者是视频剪辑等
    Quadro用于专业绘图设计，面向企业级用户例如电影工作室等
    TITAN泰坦系列，多数为 GeForce 系列的最顶级版本，亦可归类为消费级
    Tesla用于大规模并联电脑运算，代表应用场景数据中心，云计算

  • GTX 代表显卡定位

    英文定位
    GTX旧高端版本，10 系列以前不带光追的高端显卡
    RTX新高端代表，具有光追功能的显卡
    GTS中端产品
    GT低端产品

  • 10 代表这是 10 系列显卡，有 1-10 系列，自 10 系列后命名改为以 10 递增，即 20 系列，30 系列以及目前最新的 40 系列。值得注意的是在 10 系列和 20 系列中还有一个 16 系列。该系列是在英伟达推出 20 系列光追显卡后为了填补无光追显卡的市场推出的系列，代表产品 1650,1660,1660TI 等。

  • 80 则代指该系列中的型号，一般常见有 50,60,70,80,90（90 仅出现在 10 系列显卡之后的系列中）

  • 单词后缀则表示特殊版本，常见后缀如下。

    后缀含义
    无后缀标准版本，例如 1060
    TI相较于无后缀版本增强版，例如 1080ti
    Super小幅度强于无后缀版本，例如 2060 super
    SE代表削弱版本
    M代表移动端版本，面向笔记本电脑的产品
    MX相较于 M 版本有增强
    Max-Q针对笔记本产品优化的低功耗高性能版本（但是还是会弱于桌面级别产品），多出现在游戏本显卡例如 1070 Max-Q

除开上述这些标准命名规则外，还有一些来自民间的简化版本。显卡具有显存，有时候同一型号的显卡可能有具有不同大小显存的两个版本，于是会将显存大小附在显卡型号末尾来做区分。例如“Geforce gtx 1060 6g 显存版本”，会简称为“1066”，其还有一个 3g 显存版本会称为“1063”。当然当显存超过 2 位数似乎就不存在这种化简了，一般直接附在末尾，例如 3080 8g 版本（3088）和 3080 12g 版本。

以上标准多数应用在消费级产品，企业级产品的命名较为模糊，具体以官网信息为准。更多型号名称及性能差异参见显卡天梯图

英伟达 GPU 芯片微架构

显卡核心同样具有架构，NVIDIA 芯片架构多喜欢使用科学家的名字命名，以下基于时间线梳理。

名词产品面向
Tesla 特斯拉远古时代架构，例如型号 G80(英伟达还有个产品系列 Tesla,专门面向云计算数据中心领域，这两个 Tesla 不是一个概念。)
Fermi 费米Tesla 架构后的系列，用于 GeForce 400 系列，500 系列以及部分 800 系列
Kepler 开普勒Fermi 架构的后续系列，用于 GeForce 600 系列，700 系列，及部分 800 系列
Maxwell 麦斯威尔与 Kepler 架构一起用于 GeForce 700 系列，800 系列
Pascal 帕斯卡应用于 Teesla P100 显卡以及 Geforce 10 系列显卡，1050,1050ti,1060 等
Volta 伏特多数面向专业显卡计算卡领域 例如 Tesla V100,Quadro 系列，以及消费级产品 Titan V
Turing 图灵主要产品 GeForce 16 系列， GeForce 20 系列，Quadro RTX 系列，以及 Tesla T4
Ampere 安培主要用于 GeForce 30 系列产品
Hopper 霍普专业领域
Ada 爱达 勒芙蕾丝消费级

以上架构信息仅截止发文时刻，仅包含部分产品，更详细的架构信息确认请前往官网查看，

Tensor core/CUDA core/RT core

张量核心，库打核心(音译)，光线追踪核心

  • Tensor core 是为执行张量计算以及矩阵运算专门设计的核心（以上二者为数学上的概念），Tensor core 的数量对加速深度学习等具有较高的效率。
  • CUDA core 标准的英伟达显卡核心，负责多数常规运算。
  • RT core，光线追踪核心，这一核心数量直接关系显卡光线追踪性能

这三者的核心数量和核心架构，显存，显存位宽等共同决定显卡性能。

AMD 显卡命名规则

AMD（按摩店）显卡，以“AMD RX6800XT”为例

  • AMD 代表厂家
  • RX 显卡级别，R3,R5,R7,R9,RX 分别代表从低端到高端
  • 6 代表第六代
  • 800 代表性能级别，一般越大性能越高，比如顶级 6950
  • XT 代表增强版本，除了 XT 外还有 XTX,比 XT 更强。

amd 在 5000 系列显卡之前，显卡一直是 400,500 系列的三位数型号。同时在 500 系列之后有一个 Vega 系列，随后是 5000 系列，6000 系列以及最新的 7000 系列。更多型号名称及性能差异参见显卡天梯图

AMD 显卡架

AMD 显卡的架构较为简单，目前分为 RDNA 1，2，3 代

计算机存储单位计算

在之后的计算机硬盘，内存等相关的内容中，容量相关概念将会被提及的非常频繁。因此有必要在开始接下来的内容前详尽的科普一下有关计算机存储容量的相关知识点。由于该篇章内容较为重要，因此将会采用独立的文章来讲述此篇幅内容。

updatedupdated2025-04-162025-04-16

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