大显存时代,HM/TC意义何在
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高清电影、游戏……大尺寸、高分辨率的显示器无疑已成为众多用户的在购买电脑时的主流选择。相应地,大尺寸的显示器对显卡的性能也提出了更高的要求:不仅要有更高性能的GPU,也需要更高频率的显存,而显存的容量也成为影响大屏幕显示性能的关键因素。不过,在目前,大多主流的显卡都拥有超大容量的显存,那HM/TC共享显存技术对显卡的性能提升还有帮助吗?
什么是HM/TC?
HM是Hyper Memory的缩写,是指ATI(AMD)显卡动态共享内存的技术;而TC则是Turbo Cache的缩写,是NVIDIA在显卡中加入的内存动态共享技术,中文称增强型缓存加速技术。在早期的显卡中,由于显存的成本还相当的高,采用大容量显存的显卡会造成较高的售价而不利于独立显卡的普及。而这两种技术都是通过动态地共享部分系统内存来提高显卡的性能,把内存当作显存来使用的显存共享技术。这也曾是解决显卡显存容量与显卡成本之间矛盾的最佳方案。
Hyper Memory技术允许显卡核心通过系统总线接口(System Bus Interface)利用PCI-Express总线庞大的带宽直接访问系统内存,并在需要时将数据置于系统内存中进行处理。而整个过程则交由显卡的内存控制器(Memory Controller)来完成,它能够对本地显存和系统内存的访问操作进行协调和优化,使显卡核心能合理而充分地利用本地显存和系统内存的资源,最终达到增加总显存数量的目的。Turbo Cache的原理也是如此。实际上,Hyper Memory最先应用于低端的X300 SE显卡之上,显卡仅有32MB显存,通过该技术则可以共享到128MB显存。而Turbo Cache技术最早出现在GeForce 6200TC显卡上。
HM/TC的好处
动态共享
Hyper Memory和Turbo Cache都是在显卡一定容量显存的基础上通过PCI-Express接口与CPU一起动态共享系统的内存,不需要划分固定的内存区域和容量。与部分集成显示芯片需要占用固定容量显存的方式相比,此种方式可以达到“一物两用”、“和谐共处”的效果。
直接占用
无论是Hyper Memory还是Turbo Cache,两者都能对内存总线进行直接而完全的占用。通过系统总线接口,显卡GPU内存总线的访问可以实现零延迟,并且能够独占一定的显存容量。这样就可以最大限度利用内存带宽进行数据传输,并且数据的传输不会受到延迟影响。
即时占用
基于HM/TC技术,系统可以根据GPU的工作释放和分配内存。比如,显卡自身的显存主要负责2D应用与基本的数据缓冲,而各种主要的3D数据处理(纹理和材质等的处理)则依靠显卡核心调用系统内存来进行缓冲操作,两者之间基本不会发生交错等待的现象。
灵活扩充
在显卡的图形处理过程中,各种3D场景涉及复杂的纹理、光影效果等,这些渲染操作需要大量的缓冲空间,往往会超过显卡的本地内存容量。而在HM/TC的帮助下,显卡核心可以利用系统内存灵活地扩充缓冲空间,而不至于让仅有的本地显存在使用时捉襟见肘。
降低成本
对于显卡来说,最重要的部分当然是显示核心,而显示核心也在一定程度上把整块显卡的价格固定下来。因而,如何更好地控制显卡的成本,当然只能从显卡的其他部分入手。在保证显卡质量的前提下,PCB与电子元件等材料的精简并不能带来成本的明显降低,唯一的途径就是从削减显存的容量,并采用其他的方式来代替,于是HM/TC技术就应运而生。
HM/TC的缺点
内存总线的延迟
当HyperMemory对系统内存总线进行占用时,系统的其他部分就无法对内存进行操作,会造成CPU等部分对数据请求的等待延迟,而且延迟会随着HyperMemory对内存操作复杂程度的提升而增加。
显存和内存的差异
由于显卡显存和内存是针对于不同类型的数据处理而设计。在本地显存中,它并没有为进入内存中的数据开辟专门的映射区域,因而进入内存进行处理的帧缓存必须先拷贝进显存中,然后再调进内存里,这会造成大量内存空间的浪费,而且此拷贝操作也会导致显卡整体图形渲染效率的降低。
而另一方面,目前显存的发展速度远远快于内存,无论是带宽还是频率都大大超越内存。比如,当DDR3内存才刚刚成为主流的时候,显存已经开始转向GDDR5,二者之间的性能已经存在非常大的差异。在配置GDDR5显存的显卡上采用HM/TC技术,这对显卡性能的提升十分微弱。
误导消费者
在相当长的一段时间里,HM/TC技术让独立显卡走向平民化,使独立显卡得到普及,这是它最大的功劳。然而,在当前,HM/TC技术却被不少显卡厂商利用,以此技术虚标显卡的真实显存容量,只要消费者一不留神就会上当受骗。比如,从铭uHD4670绿色版III-HM512M显卡的命名来看,“512M”很容易让人认为显存是512MB的,但实际上是它通过HM技术来共享的显存容量。
目前HM/TC的应用
台式机电脑平台
从实际应用来看,不少即便采用了大容量高速显存的中低端显卡也并没有抛弃显存的动态共享这一技术。比如NVIDIA GeForce GT 240这款显卡仍旧采用TC技术来共享767MB显存,共享的767MB显存依旧可以发挥较大的作用。
笔记本电脑平台
相对而言,受制于笔记本电脑的散热和工艺,大多笔记本电脑都是采用入门级的显卡,虽然这些显卡都配置了一定的显存,但由于笔记本电脑存在视频输出的情形,这也需要较大的显存空间,因而HM/TC技术也能够在笔记本电脑派上用场。这样一来可以优化笔记本显卡的内部设计,保证笔记本电脑的显示性能,也能减少显卡的发热,增加系统的稳定性。
结论:一直以来,HM/TC技术对于解决中低端显卡的显存问题都有着积极的意义。在这个大屏幕、多屏幕时代,hm/tc技术的确可以为显卡在高清播放等应用中提供充裕的显存空间。但随着显存不断走向高频,性能不断提升,HM/TC对于扩充中高端显卡的显存容量已没有实质的意义。而在购买显卡的时候,消费者仍然需要分辨清楚产品标注的显存容量。