什麼是「CPU餵飽顯卡」？

很多人常聽到：「CPU能不能餵飽顯卡？」到底是什麼意思？莫非CPU會夾菜
給顯卡吃？顯卡會餓嗎？等等，這邊都會稍微做簡單的說明。

CPU和顯卡是什麼關係？

這邊借用一下G.F大文章的圖片：



大家可以看到，遊戲資料的運作過程中，包含驅動、DirectX等API的部分都在
CPU當中處理。更詳細的步驟大致是下面這樣的：

1.執行遊戲，CPU向硬碟下指令說有哪些資料要用到
2.硬碟收到指令，並把上級(CPU)需要的資料讀取並經由北橋送到記憶體
3.資料不能直接送進顯卡，須要CPU用API(ex:DirectX)、驅動轉為顯卡懂得語言
4.轉換好的資料送進顯卡
5.GPU指揮資料進入GDDR保存
6.遊戲開始，CPU告訴GPU現在要顯示哪些部分、哪些特效
7.GPU依照CPU的指令開始架構出一個3D的世界
8.CPU指揮GPU走到某場景或多出某物件，GPU和CPU說該場景或物件的資料GDDR沒有
9.CPU接收到GPU的請求，先找RAM裡面有沒有GPU要的資料
10.假如有，那CPU依照步驟3~7把資料給GPU送進GDDR；假如沒有，就再Run一遍1~7

而CPU與顯卡的運作關係大約是這樣的：

CPU是一個人
GPU是一台遙控汽車
API、驅動程式是遙控器
GAME是跑道

人用遙控器操作遙控汽車去跑跑道，就是顯卡的運作原理。

遊戲哪些部分與GPU、CPU有關？

以下只是概略

CPU負責部分：

1.AI的活動(ex:敵人、四周的小動物)
2.當GPU通知需要GDDR沒有的資料時傳送給GDDR
3.指揮GPU要開啟哪些特效、顯示什麼場景
4.事件的進行
5.部分物理特效(ex:炸彈的碎片、飛彈的軌道、落石等)

GPU負責部分：

1.依照CPU的指示創造出3D物件、場景
2.AA、AF計算
3.特效的計算
4.部分物體特效(ex:波浪、枝葉的搖曳等)

什麼是顯卡的「效能」？

顯卡最主要的原件是IC，IC的功能是什麼？不管什麼IC都差不多：不斷重複
將最原始的０與１訊號解碼、計算產生新的０與１。也就是說，不管是什麼
IC都一樣：單位時間內可以計算越多的０與１，效能就越強。(不提功能)

顯卡也不例外。

然而，就好像人有自身的極限一樣，硬體也有它的極限存在。例如時脈的極
限、頻寬的極限等等。而較高階的卡通常是繪圖單元比低階卡多；利用人海
戰術來提升效能，或是擁有比較高的時脈等等，造成顯卡效能上的差距。

CPU會怎樣對顯卡效能造成影響？

1.快速移動視點

由於顯卡效能上的關係，當玩3D遊戲時，其實有貼圖的地方只有玩家現在眼
睛看到的畫面這一部分。以現實世界來比喻的話，請想想您站在中正紀念堂
前面，人的眼睛這時候只充滿了大門而已，這時候兩旁的圍牆您無法也捕捉
進視線。假如是3D遊戲的話，這時候兩邊的圍牆因為玩家看不到，所以是處
於完全沒有貼圖的狀況。

這時候，假如您把視線往左移，改看圍牆，這時候因為原本的地方沒有貼圖
，但因為玩家把視線賺轉了過來，所以顯卡會趕快貼圖、建構3D物件，而那
些物件的圖片資料就是GPU和CPU申請以後，由CPU從記憶體中透過API轉成顯
卡看得懂的資料給顯卡，顯卡再顯示出來。

所以說，當快速轉動視點的時候，CPU比較差的會感覺很頓，甚至有頭昏的感
覺，就是因為CPU來不及給顯卡足夠的資料，讓顯卡也跟著慢了下來(先不考
慮顯卡效能夠不夠的問題)。

白話點，「現在看到的東西」，存在GDDR裡面，由GPU負責。「現在看不到的
東西」，都放在RAM裡面，需要GPU請CPU透過API丟到顯卡裡面。

通常玩遊戲，角色在前進的時候，已經看到的部分已經都在GDDR裡面了，而前
進這一動作會讓離自己比較進的物件移到身後(看不見)，而更前面原本看不到
的物件會進入視線(看的見)，因此慢慢前進對於CPU就比較不苛求。

但假如是旋轉視點，例如突然往左看九十度，剛才原本「看的見」的部分瞬間
由原本「看不見」的物件取代，GPU等於是和CPU重新要一整個畫面的3D物件資
訊，這時候就比較要求CPU了。

像小弟比較Crysis的部分，當時脈降到2.00GHz的時候，光是跑步就感到頭暈，
而且不太順。尤其是轉動視點看四周的時候，頓的很明顯不說，那種想噁吐的
感覺更明顯。不過一但把時脈提升到3.6GHz，就不會有這種狀況了。補充一下
，小弟玩的時候解析度是開到1920 x 1200，DirectX 10。

2.大量AI

前面說過，AI的部分是由CPU控制，但CPU並不是指揮AI怎麼跑而已。例如AI
要揮手，那顯卡並不知道等會手的多邊形是要往左還是往右，這就要CPU告訴
顯卡該怎麼動。也就是說，當出現以下幾種情況，會考驗到CPU的效能：

‧複雜的動作
‧大量的動作
‧快速的動作

越複雜的動作，CPU就需要越密集的與GPU溝通；越大量的動作(例如幾十隻怪)
，那CPU一次要和GPU溝通的資料就越多；越快速的動作，那CPU就需要越快的速
度與GPU溝通。當然，最操的當然就是超複雜、超大量又超快速的動作。

不過畢竟現在遊戲都發展得很成熟了，遊戲開發者也都有些「撇步」。例如三
國無雙畫面一次一百多個小兵，仔細看的話其中大約只有幾種動作而已。並不
會讓CPU一次控制一百多個小兵都不同的動作操死CPU。套用到一些其他遊戲的
動物、車輛等等也都是這樣「偷吃步」

另外，會有人有疑問說：那小兵會不會因為看不到他的背後，所以他的背後就
沒貼圖？答案是不會。畫面中會動的3D物件都是已經存在GDDR裡面的資料，所
以假如AI揮他的右手，那CPU只需要告訴GPU手該怎麼動，並不需要重新把資料
再從RAM給GPU一次。

3.物理特效

某些超大量的物理特效已經由顯卡負責了，例如一整片海，其實都是利用撇步
所做出來的波浪。DirectX 10對於這部分有新增加一些功能讓這類特效更真實
，這部分就不是由CPU負責了。

不過說到爆炸、碎片、掉落的物體等等就是CPU在計算的了。玩過Crysis的知道
裡面有一個測試CPU效能的Demo，就是一直丟炸彈製造破片、房屋倒塌等等，就
是在測試CPU的效能。

4.其他

因為自己也不是很懂，就不多說免的露餡了 :D

來測試是不是真的有「CPU餵飽顯卡」這回事

首先必須說明的一點：所餵「CPU餵飽顯卡」指的是「CPU有沒有辦法讓顯卡發揮效能」
　　　　　　　　　　而不是「遊戲順不順」。

測試平台：

CPU：Intel® Xeon® E3110
MB：ASUS P5E-VM HDMI
RAM：Transcend DDR2 800 2GB*4 [Micron D9HNP]
VGA：Albatron 8800GTX
HD：Western Digital Raptor® 150GB [WD1500ADFD]
DVD-RW：ASUS 2014L1T
PSU：ZIPPY G1-400W
OS：Windows Vista Ultimate 64bit SP1
LCD：Dell™ 2408WFP




因為圖很多，所以一次砍掉用便當狗打包，需要看的人請自行下載，點這邊
需要看整理好的Excel檔的話，點這邊下載

數據整理：

3DMark06 1440*900


3DMark06 1680*1050


3DMark06 1920*1200


UT3

可能是因為只跑場景Demo，沒有AI在那打打殺殺的，所以不管什麼解析度都差不多= =a

COH 1440*900


COH 1680*1050


COH 1920*1200


LP 1440*900


LP 1680*1050


LP 1920*1200


Crysis

Medium


Very-High


可以看到，CPU的強弱真的會造成遊戲上效能的差異

以這次測試的8800GTX來說，當CPU為Intel Penryn L2 6MB的時候，時脈大約2.66GHz
那邊效能幾乎就沒什麼太大的增長了，這時候就可以說CPU餵飽顯卡了。