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视频显存缓冲的作用
硬件时空　2001-02-05 13:32:37

　　我们经常听说视频显存缓冲这一名词，它的作用主要是加快显示速度。在BIOS的“Advanced Chipset Features”中就有Video RAM Cacheable这一选项，可控制L2 Cache的A0000h－AFFFFh区域（共64K），决定是否采用此段内存来作显存的缓冲。那么它能够让显卡性能提高多少呢？这将是下面要讨论的话题。
一、AGP也存在系统瓶颈
　　现今3D游戏做得越来越复杂，使用了许多3D特效和大型纹理，对显卡带宽的要求也越来越高。假设显卡有128位显存总线，显存速度为150MHz，那么带宽=150MHz×128位／8=2.4GB／s，某些高端产品使用了200MHz显存，其带宽更达至惊人的3.2GB／s。但如果使用400MHz(400MHz×64位／8=3.2GB／秒)的CPU，就很容易出现带宽不足的情况。把赛扬300A的主频超到504MHz，CPU可以处理的峰值带宽为504MHz×64位／8=4.0GB／s，由于赛扬A的二级缓存与CPU同速，所以L2 Cache的带宽也是4.0GB。尽管如此，这也只不过比高端显卡多0.8GB／s而己。另一方面，主板内存的带宽通常是100MHz×64位／8=0.8GB／秒，换言之，二级缓存的速度是它的四倍。从理论上来说，用L2 Cache来加速主板内存的效果要好于加速显存。
　　请各位不要忘记，显卡要通过AGP或PCI总线与CPU交换3D数据，AGP 1×总线的带宽为66MHz×64位／8=528MB／秒，AGP 4×带宽=528MHz×4=2.1GB／秒，PCI带宽=33MHz×32位／8=133MB／s，它们都远远及不上显存的数据流，很容易造成系统瓶颈，因此，我们仍然有必要使用二级缓存来加速显卡的资料传递。
二、改善的方法
　　由于二级缓存是一个非常稀有的资源（奔腾Ⅲ也不过512KB），并且用来处理图形总线的同时，是不能对主内存进行加速的。为此，我们需要有效地分配二级缓存的区域，以取得最佳效果。上面已经提过，视频显存缓冲只有64K，相对于今天的32M显存来说真是太小了，它显然不足以处理3D数据，弄得不好还会造成纹理传输停顿、游戏贴图错误等严重后果。其实，并不是所有数据都需要进行缓冲，只要合理地调整，小容量缓存亦可以发挥大作用。
　　一幅1024×768×16位色的2D图像（无Z缓冲）大约需要1024×768×16位／8=1.6MB的RAM来存储，在不考虑纹理的3D环境中则变为1.6M×3=4.8MB。那么，开启Video RAM Cacheable可以缓冲0.04％的2D工作或0.01％的3D处理。大部分显卡是用一个64KB的窗口（或称为页）来存取帧缓存的，也就是说，每次的数据传输都以64KB作为一个单位。视频显存的缓冲起了多大作用？还是先看看测试吧。
三、测试
　　我们使用的测试系统配置如下：
　　CPU：赛扬300A超504MHz 　　主板：Abit BE6
　　内存：128MB Hitachi PC100 SDRAM (运行在112MHz, CAS2)
　　显卡：Creative 3D Blaster RIVA TNT2，内核频率为160MHz，显存时钟频率为185MHz，驱动程序使用3.53版。
　　显存：32MB SDRAM 　　硬盘：22GB IBM Deskstar 22GXP
1.WinBench 99
　　⑴CPU WinBench 99 CPUMarks：开启缓存时得分为41.9，关闭缓存时得分为41.9。
　　⑵FPU WinBench 99 FPUMarks：开启缓存时得分为2690，关闭缓存时得分为2690，这两项测试没有调用显示内存，因此开启／关闭缓存对得分无影响。
　　⑶Business Graphics WinBench 99 WinMarks：开启缓存时得分为214，关闭缓存时得分为213，从得分可知，打开缓冲区可以改善系统的商业图形性能。
　　⑷High－End Graphics WinBench 99 WinMarks：开启缓存时得分为617.3，关闭缓存时得分为619.7，结果与商业应用恰恰相反，缓存的打开会导致性能下降。
　　开启缓存仅对FrontPage等商业应用有利，高端图形应用的得分再次证明了“浮点性能对系统内存总线相当敏感”，Photoshop等高端应用程序就是因为打开缓存而降低了性能。
2.Expendable（兵人）
　　⑴800×600×16位色：开启缓存时得分为48.5，关闭缓存时得分为48.4。
　　⑵1024×768×16位色，开启缓存时得分为45.6，关闭缓存时得分为45.6。
　　以上结果说明分辨率增加以后，缓存的优势被减弱了。
四、结论
　无论是理论测试，还是实际测试，开启视频缓存都会改善性能，不过这只适用于要求不高的中、低级应用，对于那些调用了系统全部性能的工作而言（特别是3D游戏和高端软件），缓冲视频显存反而会降低整体速度。最后，建议大家按照自己的需要来设置缓存，适当时候作出改变才能让电脑发挥出极限性能。

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