高清游戏需要256-bit显存位宽

说到“高清游戏”，相信大家直接想到的就是“高分辨率屏幕玩游戏”，而从字面上来说也确实如此，同时也是未来的一个趋势。现在1080P级别分辨率的屏幕比比皆是，三屏显示系统也不罕见，4K分辨率或者是Retina级别显示器蓄势待发，说不定从哪一天开始，1080P级别屏幕只不过是入门选择罢了。

不过从目前来看，无论是搭建多屏游戏系统，还是购置大屏幕高分辨率显示器，例如2560*1600分辨率的30英寸显示器等等，对多数玩家来说还是非常昂贵的，动挪几千上万的代价并不是随便找个人就能承担的，因此1080P级别显示器仍然是目前多数游戏玩家的理想选择。

抗锯齿与高清游戏有密切的关系

不过上大家还忽视了另一种同样属于高清游戏的方式，这个方式不需要超越1080P级别的显示器，也不需要搭建多屏系统，它适用于多数平台和多数游戏，玩家想要体验，只需要进入设置选项中调整一下即可，那就是我们非常熟悉的“抗锯齿”。

图像上的锯齿是怎么形成的？

屏幕中，任何图像都是由一个个矩形像素点组成的，而每一个像素点对PC来说都是1个确定的二进制数字，由0和1组成。当我们需要把一张图片输入PC中的时候，PC将按照像素阵列的要求对图像进行取样，从而计算出唯一的数据代码。

以上图为例，当我们需要需要渲染这样一个图形是，PC将按照算法要求进行扫描和采样，并显示在对应的像素阵列中。

当我们用17*17的像素阵列去描绘这个图形的时候，斜线部分对应的像素点就成了整个图像是否失真的关键。由于一个像素不能同时显示两种颜色，因此按照算法，斜线所在的像素点只能选择显示黑色或白色，于是三角形的斜边就变成了锯齿状了。

但是当我们用密度更大的像素阵列去显示同一张图片时，情况就大不相同了。同一张图片，显示用的像素阵列改为了34*34，我们可以看见锯齿的数量虽然变得更多，但是形状变得更小，在平滑度上比17*17像素阵列的也要更好。

如果进一步增大像素密度，锯齿的形状也会变得更小，最终肉眼无法直接看出，看上去就像是一条平滑的线。实际上，我们在PC显示器中看到的所有图像都是由水平线和垂直线组成的，根本不存在真正意义上的曲线。只有由于像素点很小（或者说像素密度较大），我们无法直接看到锯齿而已。

实际上锯齿的形成不仅与像素密度有关，像素与像素之间的颜色过渡也决定的锯齿的明显与否。不过要在同一尺寸的屏幕中显示同样的图像，低分辨率下的锯齿肯定会比高分辨率下的要明显。

抗锯齿与高清游戏的关系

要消除图像上的锯齿，我们就需要开启显卡的抗锯齿技术。目前常用的抗锯齿技术非为前期抗锯齿和后期抗锯齿两大类，前者在渲染图像的时候同时进行，以SSAA和MSAA为主要代表；而后者则是在渲染完成的图像上进行，目前有MLAA、FXAA和TXAA等多种技术可选。

而抗锯齿技术和高清游戏之间又有什么关系呢？其实目前的前期抗锯齿技术就是通过渲染高分辨率图像达成的。最早期SSAA即超级采样抗锯齿（Super-SamplingAnti-aliasing）是按照数倍于显示输出的分辨率来渲染一张图像，例如当我们需要在一张1080P级别的图像上实现SSAA时，显卡将按照更高级别的分辨率来进行渲染，例如是3840*2160的2160P级别，渲染完成后再通过特殊算法缩放至1080P大小，经过这样的处理后，图像的锯齿就会大大减少。

开启了MSAA抗锯齿的游戏画面

不过由于SSAA是对整个图像进行无差别放大渲染的，会消耗大量的系统资源，因此MSAA即多重采样抗锯齿（MultiSamplingAnti-Aliasing）就应运而生。MSAA首先来自于OpenGL，我们可以简单理解为SSAA的优化版，其原理与SSAA相同，但是在运算是只会对构成图像的多边形边缘进行抗锯齿处理，对系统资源的消耗也相对更小。目前MSAA已经成为了抗锯齿技术的主流，基本取代了SSAA。

后来更具SSAA和MSAA的特点还衍生出了其它前期抗锯齿技术，虽然在细节上有不同，但是他们都是通过渲染超高分辨率的图像来实现抗锯齿技术的，与SSAA和MSAA没有本质上的区别。

因此在游戏中开启抗锯齿技术，就相当于我们用更高分辨率的屏幕来进行游戏，这也是我们说“抗锯齿相当于高清游戏”的主要原因。

当然抗锯齿技术不仅仅是把图片放大处理那么简单，当中还包含有颜色过渡的处理，平滑的颜色过渡可以让图像的锯齿变得不明显。因此对于显卡而言，开启抗锯齿功能之后，它不仅要处理分辨率更大的图片，还得重新计算像素的颜色，性能要求绝对不会低于单纯的高分辨率图像渲染。

至于后期抗锯齿技术，它们是在已经渲染完成的图像上进行抗锯齿处理的，原理上和前期抗锯齿不同，不需要用超高分辨率来渲染图像，因此这次就不详细描述了。

显存带宽和显存位宽的关系

为了可以实现流畅的高清游戏，或者说为了在开启抗锯齿后可以流畅游戏，我们需要一款性能强劲的显卡。不过如何看显卡性能是否强劲呢？一般来说有三大要素：GPU、显存带宽以及显存容量，其中GPU的重要性最高，基本就决定了显卡的等级；其次是显存带宽，其规格的高低对GPU性能的发挥起决定性作用；最后是显存容量，不过它的影响比较小，一般来说只要是主流规格就足够了。

关于GPU的重要性，相信已经不需要我们多说了。这次我们想说一说显存带宽在显卡中的地位。首先显存是用来存储GPU已经处理和即将处理的数据，而显存带宽则是GPU与显存之间数据读写的最高速度，因此只有当显存带宽等于或大于GPU运算速度时，它才不会限制GPU性能的发挥。

显存带宽是由显存位宽和显存频率计算出来的，打个比方，显存位宽就相当于道路的宽度，显存频率则相当于车辆的速度，那么显存带宽就相当于道路上每单位时间通行的车辆数了。

以目前常见的GDDR5显存来说，在1200MHz频率、128-bit的显存位宽下可以是达到76.8GB/s的带宽，而在256-bit位宽下则可以达到153.6GB/s带宽。很明显，256-bit显存位宽可以带来更高的显存带宽，对GPU性能的影响更小。当然我们也可以用更高的显存频率达成同样的带宽，但是这种做法难度是很大，因此显存位宽基本决定了显存带宽。

显存带宽会对GPU性能造成什么影响？

那么显存带宽会给GPU带来怎样的影响呢？我们用一款原生256-bit显存位宽的显卡来测试一下就知道了。测试使用的显卡是蓝宝石HD78501GB白金版，平台的其它配置包括英特尔XeonE3-1230V2处理器、4GBDDR3内存（2GB*2）、500GB机械硬盘、华硕ROGM5F主板以及先马ForzaPro700W电源，使用Catalyst12.11Beta8驱动。

由于我们无法把显卡的显存位宽改成128-bit，因此只能通过降低显存的频率的方式，降低显卡的显存带宽。实际上我们尝试过把显卡频率降低至600MHz，以模拟128-bit显存位宽，只是最终发现，这款显卡只能把显存频率降至最低710MHz，再往下调会导致频率重置，因此对比时显卡核心频率维持860MHz不变，显存频率则分别为1200MHz和710MHz。

从测试结果可以看出，显存带宽的下降极大地限制了GPU性能的发挥，单是把显存带宽降低至90.9GB/s，显卡性能与正常情况下的差距就超过了17%。如果进一步把显存频率下降至600MHz（数据频率2400MHz），相当于128-bit显存位宽或者是76.8GB/s的显存带宽，那么性能差距应该可以超过20%了。

实际上，如果是物理上的128-bit显存位宽，那么其与256-bit显存位宽之间的区别就不仅是显存带宽了，显卡的ROP单元也会因为显存控制器的阉割而减少，显卡性能下降的幅度将更大。

总结：

从我们的测试可以看出，如果显卡的显存带宽或者说显存位宽配置不合理，GPU的性能也就得不到完全发挥，在游戏中同样会出现性能瓶颈。

未来进入高清游戏时代后，显卡性能的需求将大大提高。因此除非显存频率翻倍增长，想要发挥GPU的全部性能，显存位宽乃至目前影响最小的显存容量都有可能成为关键，说不定GPU厂商在显存控制器上切的一刀，将决定显卡性能的高低。

不过玩家们也不用过于担心，目前暂时还没出现“高性能GPU搭配低级别显存位宽”的情况。只是未来高清游戏的需求，我们仍然建议大家选用显存位宽较大的产品，虽然花费会高一点，但是这些产品在游戏中的表现会让你觉得物有所值。