显卡杂谈5: 强劲的显卡性能，是不是某种浪费？
(yanlb2000, 2005.01.14)
前面的文章谈到，这几年显卡的发展真是飞速，其性能的提升、更新换代的速度，甚至连CPU的发展也不能与之相比，更将其他配件，比如显示器、硬盘、内存等的发展抛在后面。这就引出了一个问题，是不是人人都需要这么强的显示性能？强劲的显卡资源，是不是某种浪费？
显卡上的资源主要是两个。一个是主芯片，或说图形处理器的处理能力；另一个就是显存。
先说图形处理器。现在ATI和nVidia的高端图形芯片，其晶体管集成度已经超过了同时代的CPU（比如现在的奔腾4），单位时间内可处理大量的点、线、多边形的几何运算，以及阴影、贴图等操作。但实际上，这些功能也仅仅是在玩3D游戏或设计的时候才用得上。那么，有多少比例的电脑是真正被经常拿来执行3D任务的？就算这些电脑中，在开机运行的过程中，又有多少比例的时间，是在执行3D任务？稍微考虑一下就知道，现在大部分电脑的3D功能，其实是被闲置着。
大部分人用电脑，多数是用来上网浏览或聊天、看片子听音乐、处理文件、或编程开发等，这些活儿，几乎都用不上3D功能。也有不少玩游戏的，但至少现在，平面游戏还是比较多的。总的来说，2D（平面）应用占了大多数电脑的大部分时间。但大家可以发现，现在谈到显卡，几乎就没有谈到2D性能的了，最多是说，画质如何显示效果如何。而这些画质的问题，更多地与显卡的设计、用料相关。那么现在显卡的2D性能到底如何呢？其实，早在几年前，显卡的2D性能可以说已经达到顶峰了，CPU来多少数据和指令，显卡都能马上处理掉，基本上处于空闲状态。所有显卡2D能力都绰绰有余，现在没人比较2D的快慢。
所以，显卡图形处理器的大部分晶体管都是为了3D加速而设计制造的，但这些功能在大部分电脑上的大部分时间被闲置，这就是浪费！
进一步考虑，因为3D加速算法的问题，所以显卡的浮点运算能力是非常强大的，那么，能不能将图形处理器的强大运算能力开放出来，让其在空闲的时候，为其他应用服务呢？比如是在做科学薄雾浓云愁永昼运算的时候？我只是偶尔听说一次，说有软件能利用显卡的浮点运算能力做其他事情，但具体情况如何，就不知道了。
接下来再谈谈显卡上的显存资源。在2D应用的时候，显存主要用做帧缓存，就是存放对应到屏幕上每个像素的色彩信息。这对显存的需求其实并不高，就算是大屏幕高分辨率下的真彩色模式，几个兆（MB）的显存就够了。但3D应用下就不同了，除了帧缓存，还需要保存大量其他数据，比如各个多边形信息、顶点信息、Z轴缓冲、贴图素材，以及大量中间结果等等，可以说多大的显存都是需要的。而且，显存不但要大，而且要快，要有足够的带宽来快速交换数据。所以，显卡上的显存，往往比主板上的内存要高端，先进的内存技术，往往是先用在显卡上面的。
现在显卡上的显存，主流的都是64M，128M了，高端的就要再翻一两个翻，而现在电脑内存，主流的也不过256M, 512M等。就是说，显存的大小约为内存大小的四分之一左右。回顾这几年PC发展的历史，显卡内存的大小基本上就保持在主内存大小的1/8到1/4左右。比如486的时候典型配置是4MB内存，一块Trident8900显卡显存就是1MB。老奔腾系统，内存16MB，S3显卡显存一般是2MB或4MB。应该说，这是个不小的比例了，值得好好考虑显存的其性价比。
那么，这些显存的利用情况如何呢？很可惜，与图形处理器类似的情形，只有在3D应用的时候才需要这么多显存，大部分时候，2D应用，只用了几个MB的帧缓存，其余的显存就是闲置的。
所以，如何避免在显存上的浪费？有2个思路。一个是，显卡上只用很少的显存，3D应用需要的大量内存与主板上的内存合用（这个说起来内容就比较多了，容我另文再表）。另一个思路是反过来，如何让系统在不用那么多显存的时候，将多余的显存资源贡献出来，让其他应用程序来使用？比如编一个底层驱动程序，可以将显存映射到系统内存的地址空间，统一使用。或者退步些，将显存模拟成一个逻辑盘，作为系统的磁盘缓存什么的。这个思路我好几年前就有，理论上也是可以实现的，但却从来没听说过真有这样的实现技术。
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