藏在电脑里的 “魔法师”：带你读懂 GPU 的那些事儿

或许你曾有过这样的时刻：在玩一款画面精美的游戏时，看着角色身上细腻的纹理、场景里流动的光影，忍不住感叹 “这画面也太逼真了”；或是在剪辑家庭视频时，看着软件快速渲染出流畅的画面，心里满是踏实 —— 其实，在这些美好体验的背后，都藏着一个默默付出的 “功臣”，它就是 GPU。可能你对它的名字有些熟悉，却又说不清楚它到底是做什么的，今天咱们就像聊天一样，一起揭开 GPU 的神秘面纱，聊聊关于它的那些事儿。

提到电脑里的核心部件，很多人首先想到的是 CPU，毕竟它常被称作 “电脑的大脑”。那 GPU 和 CPU 比起来，又扮演着怎样的角色呢？其实啊，GPU 就像是一位 “专精于视觉创作的艺术家”，而 CPU 更像是 “统筹全局的管家”。CPU 需要处理电脑里各种各样的任务，从打开一个文档到运行复杂的软件，都离不开它的调度；但 GPU 则把大部分精力都放在了和 “画面” 相关的工作上，无论是游戏里的 3D 场景构建，还是视频里的图像渲染，它都能驾轻就熟。就像家里的管家要负责做饭、打扫、招待客人等一堆事儿，而艺术家则专注于画出让人眼前一亮的画作，两者分工不同，却又缺一不可，共同为我们带来流畅的电脑使用体验。

既然 GPU 主要负责和画面相关的工作，那它具体是怎么让我们看到清晰、流畅的图像呢？其实这个过程就像一位画家在创作一幅画。当我们玩游戏或者看视频时，电脑会先产生大量的 “原始数据”，比如游戏里角色的位置、场景的布局，视频里每一个画面的色彩信息等。这些数据会被送到 GPU 那里，接下来 GPU 就要开始 “创作” 了。它会先对这些数据进行处理，计算出每个像素应该呈现出的颜色和亮度，然后再把这些像素一点点 “拼” 起来，形成完整的画面。而且为了让画面看起来更流畅，GPU 还得快速重复这个过程，比如每秒要完成几十次这样的 “创作”，这样我们看到的画面才不会卡顿，就像电影里的帧一样，一帧接一帧连贯地播放，让我们仿佛置身于真实的场景中。

很多人买电脑时，会纠结到底选集成 GPU 还是独立 GPU，这两种 GPU 有什么不一样，我们该怎么选呢？其实这就像选房子时，是选带内置储物间的户型，还是额外再买一个独立的储藏柜。集成 GPU 是和 CPU 集成在同一块芯片上的，它会共享电脑的内存来工作，就像内置储物间会占用家里的一部分空间一样。这种 GPU 的优点是体积小、功耗低，适合日常办公、看视频、玩一些简单的小游戏，比如我们平时用电脑写文档、浏览网页、看电视剧，集成 GPU 都能轻松应对，而且它不会让电脑变得太重，也比较省电，很适合笔记本电脑。而独立 GPU 则是一块单独的芯片，它有自己专属的内存（也就是我们常说的显存），就像独立的储藏柜有自己独立的空间一样。它的性能更强，能处理更复杂的画面任务，比如玩大型 3A 游戏、进行专业的视频剪辑和 3D 建模等。如果你平时喜欢玩画面精美的大型游戏，或者需要用电脑做专业的设计、剪辑工作，那独立 GPU 会是更好的选择；但它也有缺点，体积相对较大，功耗也更高，可能会让电脑的重量增加，续航时间缩短。

我们常听人说 GPU 的 “显存”，显存到底是什么，它对 GPU 的工作有多重要呢？你可以把显存想象成 GPU 的 “专属工作台”。就像画家在创作时，需要一个工作台来摆放颜料、画笔、画纸等工具和材料，这样才能更方便地进行创作；GPU 在处理图像数据时，也需要一个专门的空间来存放那些待处理的数据、正在处理的数据以及处理好的结果，这个空间就是显存。显存的容量越大，能存放的数据就越多，GPU 就不用频繁地从电脑的内存里调取数据，工作效率就会更高；显存的速度越快，数据在显存里的传输速度就越快，GPU 处理数据的速度也会跟着提升。比如玩大型游戏时，游戏里的场景越复杂、角色越多，需要处理的数据就越大，如果显存容量不够，GPU 就没办法及时存放这些数据，可能会导致游戏画面卡顿、掉帧，甚至出现闪退的情况；而如果显存速度不够快，GPU 处理数据的节奏就会变慢，画面流畅度也会受到影响。所以说，显存就像是 GPU 的 “左膀右臂”，对 GPU 的性能发挥有着至关重要的作用。

有些朋友可能会发现，自己的电脑用了一段时间后，GPU 的温度会变得很高，这是正常现象吗？会不会对 GPU 造成伤害呢？其实 GPU 在工作时发热是很正常的，就像我们长时间工作后会觉得身体发热一样。GPU 在处理大量图像数据时，内部的晶体管会高速运转，在这个过程中会产生热量，尤其是在运行大型游戏、进行视频渲染等高强度任务时，GPU 的工作量很大，产生的热量也会更多，温度自然就会升高。一般来说，GPU 的正常工作温度在 60℃ – 85℃之间，在进行高强度任务时，温度偶尔超过 85℃也是比较常见的，但如果温度持续过高，比如长时间超过 95℃，就可能会对 GPU 造成伤害了。高温会加速 GPU 内部元件的老化，影响它的性能和使用寿命，严重时甚至可能导致 GPU 烧毁。所以为了让 GPU 保持在合适的温度，电脑通常会配备散热装置，比如风扇、散热片，一些高性能的电脑还会采用水冷散热。我们在使用电脑时，也要注意保持电脑散热口的通畅，不要把电脑放在柔软的床上、沙发上，以免堵塞散热口，影响散热效果。

现在很多人不仅用 GPU 玩游戏、处理视频，还会用它来进行 AI 相关的计算，比如训练简单的 AI 模型、进行图像识别等，为什么 GPU 在 AI 计算方面也这么厉害呢？这就要从 GPU 的工作特点说起了。AI 计算，尤其是深度学习，需要处理大量的矩阵运算，而且这些运算很多都是可以同时进行的，也就是我们常说的 “并行计算”。而 GPU 的架构正好非常适合并行计算，它内部有很多个小的计算核心，这些核心可以同时处理多个任务。就像一个工厂里，如果有很多个工人同时工作，就能比只有几个工人工作更快地完成大量的订单；GPU 的众多计算核心就像工厂里的工人，能同时处理大量的矩阵运算，从而大大提高 AI 计算的速度。而 CPU 虽然也很强大，但它的计算核心数量相对较少，更擅长处理那些需要逻辑判断、顺序执行的任务，在并行计算方面就不如 GPU 有优势了。所以现在越来越多的 AI 开发者会选择用 GPU 来进行 AI 计算，让 AI 模型的训练和推理过程变得更快。

有时候我们在使用电脑时，会遇到 GPU 占用率过高的情况，比如玩游戏时 GPU 占用率达到了 100%，这时候我们该怎么办呢？首先不用太慌张，玩游戏时 GPU 占用率达到 100%，说明 GPU 正在全力工作，这在一定程度上也说明游戏对 GPU 的利用率很高，能充分发挥 GPU 的性能，让我们获得更好的游戏体验。但如果 GPU 占用率长期过高，同时还出现了画面卡顿、电脑死机等问题，那就需要采取一些措施了。首先可以尝试降低游戏的画质设置，比如把游戏的分辨率调低、关闭一些高画质的特效（像抗锯齿、光影效果等），这样能减少 GPU 需要处理的数据量，降低它的工作压力，从而降低占用率。其次可以检查一下电脑的散热情况，如果散热不好，GPU 温度过高，也可能会导致它的性能受到限制，占用率异常升高，这时候可以清理一下电脑的散热口、更换散热硅脂，或者使用散热支架来改善散热。另外，如果电脑后台运行的程序太多，也会占用一部分 GPU 资源，我们可以打开任务管理器，关闭那些不需要的后台程序，为 GPU “减负”。

我们该怎么查看自己电脑里 GPU 的型号、显存大小、温度、占用率等信息呢？其实有很多简单的方法，即使是电脑小白也能轻松操作。在 Windows 系统下，我们可以通过任务管理器来查看。首先按下 “Ctrl + Shift + Esc” 组合键打开任务管理器，然后点击上方的 “性能” 选项卡，在左侧的列表里找到 “GPU”，点击后就能看到 GPU 的型号、显存使用情况、温度、占用率等信息了，非常直观。另外，我们也可以使用一些专门的软件，比如 GPU – Z，这是一款专门用于查看 GPU 信息的软件，它能显示更详细的 GPU 参数，包括核心频率、显存频率、显存类型等，而且操作也很简单，下载安装后打开就能看到所有信息。如果你使用的是笔记本电脑，有些品牌还会自带硬件管理软件，在这些软件里也能查看 GPU 的相关信息，比如联想的 “联想电脑管家”、戴尔的 “Dell Power Manager” 等。

很多人会把 GPU 和显卡混为一谈，有时候说 “我的显卡很好”，有时候又说 “我的 GPU 性能强”，那 GPU 和显卡到底是什么关系呢？其实简单来说，显卡是一个完整的硬件设备，而 GPU 是显卡里最核心的部件，就像手机和手机芯片的关系一样，手机芯片是手机里最核心的部件，而手机则是包含芯片、屏幕、电池等多个部件的完整设备。显卡除了 GPU 之外，还包括显存、供电模块、散热装置等部件。显存为 GPU 提供数据存储空间，供电模块为 GPU 和显存提供稳定的电力，散热装置则帮助 GPU 散热，让它能正常工作。没有 GPU 的显卡就像没有心脏的人，无法正常工作；而只有 GPU，没有其他部件的支持，它也无法发挥出应有的性能。所以我们平时说 “显卡性能强”，其实很大程度上是指显卡里的 GPU 性能强，同时显存大小、供电和散热设计等也会影响显卡的整体性能。

有些朋友在使用笔记本电脑时，会发现电脑里有两个 GPU，一个是集成 GPU，一个是独立 GPU，这就是我们常说的 “双 GPU”，那双 GPU 是怎么工作的呢？它们是同时工作，还是会根据情况切换呢？其实双 GPU 在工作时，会根据电脑的使用场景进行智能切换，这就是我们常说的 “显卡切换技术”。当我们进行日常办公、看视频等轻度任务时，电脑会自动使用集成 GPU，因为集成 GPU 功耗低、发热少，能节省电脑的电量，延长续航时间，比如我们用电脑写文档、浏览网页时，用集成 GPU 就完全足够了，没必要让独立 GPU 工作。而当我们玩游戏、进行视频剪辑、运行 3D 建模软件等需要高性能图形处理的任务时，电脑会自动切换到独立 GPU，让它来处理这些复杂的任务，从而保证任务能顺利进行，让我们获得更好的使用体验。现在大部分笔记本电脑的显卡切换技术都很成熟，能实现无缝切换，我们不需要手动操作，电脑会根据任务的需求自动选择合适的 GPU。

我们在购买新电脑时，该如何根据自己的需求来判断 GPU 的性能是否符合要求呢？其实可以从几个方面来考虑。首先要明确自己的使用需求，是日常办公、看视频，还是玩游戏、做专业设计。如果只是日常使用，那集成 GPU 或者入门级的独立 GPU 就足够了，比如英特尔的 UHD 系列集成 GPU、NVIDIA 的 MX 系列独立 GPU 等，它们能满足基本的图形处理需求，而且价格相对较低，还能节省电量。如果是玩游戏，就要根据游戏的要求来选择，不同的游戏对 GPU 性能的要求不同，比如玩《英雄联盟》《CS:GO》这类游戏，中端的独立 GPU（像 NVIDIA 的 RTX 3050、AMD 的 RX 6500 XT）就能应对；而玩《赛博朋克 2077》《艾尔登法环》这类大型 3A 游戏，就需要高端的独立 GPU（像 NVIDIA 的 RTX 4070 Ti、AMD 的 RX 7900 XT）才能保证流畅的游戏体验。如果是做专业设计、视频剪辑、3D 建模等工作，除了考虑 GPU 的性能之外，还要考虑 GPU 对专业软件的兼容性，比如 Adobe 系列软件、Autodesk 3ds Max 等，有些 GPU 会针对这些专业软件进行优化，能提供更好的使用体验。另外，我们也可以参考一些 GPU 性能排行榜，比如 Tom’s Hardware、PassMark 等网站发布的排行榜，这些排行榜会对不同型号的 GPU 性能进行测试和排名，能给我们提供更直观的参考。

有时候我们会听到 “超频” 这个词，有人会对 GPU 进行超频，说这样能提升性能，那超频到底是什么意思，普通用户有必要对 GPU 进行超频吗？简单来说，超频就是通过调整 GPU 的核心频率、显存频率等参数，让它以高于出厂设定的频率运行，从而提升性能。就像一个人原本每分钟能跑 100 米，通过训练后，每分钟能跑 120 米，速度变快了，完成任务的效率也提高了。GPU 超频后，在处理图像数据时的速度会更快，玩游戏时的帧率可能会更高，进行视频渲染时的时间可能会更短。但超频也有一些风险，首先超频会让 GPU 产生更多的热量，如果散热跟不上，很容易导致 GPU 温度过高，影响它的稳定性和使用寿命，甚至可能烧毁 GPU。其次，超频可能会导致 GPU 工作不稳定，出现画面卡顿、花屏、电脑死机等问题。而且大部分显卡在出厂时，厂家已经对其性能进行了优化，普通用户即使不超频，也能获得很好的使用体验。对于普通用户来说，尤其是电脑小白，不建议轻易尝试超频，因为一旦操作不当，很可能会对 GPU 造成伤害。如果确实有超频的需求，也要先了解清楚相关的知识，准备好足够的散热设备，并且循序渐进地调整参数，避免一次性超频幅度过大。

我们该如何保养 GPU，让它能一直保持良好的工作状态，延长它的使用寿命呢？其实 GPU 的保养并没有想象中那么复杂，只要注意一些日常的使用习惯就可以了。首先最重要的就是保证良好的散热，这是让 GPU 长寿的关键。我们要定期清理电脑的散热口和散热片上的灰尘，灰尘过多会堵塞散热通道，影响散热效果，导致 GPU 温度过高。清理时可以用吹风机（冷风模式）或者软毛刷轻轻擦拭，注意不要用力过猛，以免损坏散热部件。其次，要避免让 GPU 长时间处于高负载状态，比如不要让电脑连续几天 24 小时不停地玩游戏、进行视频渲染等，长时间高负载工作会加速 GPU 内部元件的老化，缩短使用寿命。我们可以每隔一段时间让电脑休息一下，比如玩几个小时游戏后，关闭游戏，让电脑冷却一段时间。另外，要使用稳定的电源，不稳定的电压可能会对 GPU 造成冲击，影响它的性能和稳定性。如果家里的电压不稳定，可以考虑使用稳压电源。最后，要定期更新 GPU 的驱动程序，显卡厂家会不断发布新的驱动程序，这些驱动程序不仅能修复一些已知的问题，还能优化 GPU 的性能，让它更好地兼容新的软件和游戏。更新驱动程序可以通过显卡厂家的官方软件，比如 NVIDIA 的 GeForce Experience、AMD 的 Radeon Software 等，操作都很简单。

很多人在组装台式电脑时，会纠结显卡的安装问题，比如该怎么选择显卡的接口、安装显卡时需要注意什么，你能给一些建议吗？在选择显卡接口时，首先要考虑主板上的 PCIe 插槽版本，现在主流的显卡接口都是 PCIe 4.0，大部分新的主板也都支持 PCIe 4.0 插槽。如果主板支持 PCIe 4.0，那最好选择 PCIe 4.0 的显卡，这样能充分发挥显卡的性能；如果主板只支持 PCIe 3.0，也可以使用 PCIe 4.0 的显卡，因为 PCIe 接口是向下兼容的，不过显卡的性能可能会受到一些限制。另外，还要注意显卡的供电接口，不同功率的显卡需要的供电接口不一样，比如有些入门级显卡不需要额外供电，有些中端显卡需要一个 6pin 供电接口，而高端显卡可能需要一个 8pin 或者两个 8pin 供电接口。在安装显卡之前，要确保电源上有对应的供电接口，如果没有，可能需要使用转接线，但要注意转接线的质量，避免使用劣质转接线导致供电不稳定。安装显卡时，首先要关闭电脑的电源，拔掉电源插头，然后打开机箱，找到主板上的 PCIe 插槽，将显卡的金手指对准插槽，轻轻插入，直到显卡完全固定在插槽上，然后用螺丝将显卡的挡板固定在机箱上，最后连接好显卡的供电线。安装完成后，盖好机箱，插上电源，开机检查显卡是否能正常识别，如果能在设备管理器里看到显卡的型号，就说明安装成功了。

现在市面上有很多品牌的显卡，比如 NVIDIA 的影驰、华硕、微星，AMD 的蓝宝石、迪兰等，这些不同品牌的显卡，在相同 GPU 型号的情况下，性能和质量会有差别吗？是的，即使是相同 GPU 型号的显卡，不同品牌的产品在性能和质量上也可能会有一些差别，这就是我们常说的 “非公版显卡” 和 “公版显卡” 的区别。公版显卡是由 NVIDIA 或 AMD 直接设计和生产的，它们的外观、散热设计、供电方案都比较统一，性能也基本一致，主要面向那些追求稳定、不想折腾的用户。而非公版显卡则是各个品牌在公版显卡的基础上进行自主设计和生产的，它们会在散热设计、供电方案、外观等方面进行优化和改进。比如在散热方面