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[显卡] GPU渲染桌面、网页等压力到底有多大?

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发表于 2025-10-14 16:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 gavinzyf 于 2025-10-17 08:38 编辑

看到有人问集成显卡4k高刷高色深在桌面会卡,所以想认真地问一下。

不考虑3D渲染,假设是日常的网页、桌面、办公软件之类的,不包含默认界面元素之外的3d渲染。
我以为这种(基本)纯2D环境应该是20年前就解决的问题,现在分辨率4k120hz10bit的压力比当年1024 75hz 8bit压力,分辨率高16倍,刷新率2倍,色深4倍,算下来显示的压力最多增加了128倍。但GPU算力这25年的发展应该远远不止128倍吧,为啥集显还是连2D显示都做不好呢?
发表于 2025-10-14 17:01 | 显示全部楼层
20 年前哪有 gpu 加速. gui 是 wpf, 浏览器是 webkit/ie9 才算开始普及的, 使劲往早了说 15 年前吧.
 楼主| 发表于 2025-10-14 17:03 | 显示全部楼层
xy. 发表于 2025-10-14 17:01
20 年前哪有 gpu 加速. gui 是 wpf, 浏览器是 webkit/ie9 才算开始普及的, 使劲往早了说 15 年前吧. ...

认真请教,这种纯2D环境,到底应该用GPU的哪些性能指标来衡量?
发表于 2025-10-14 17:05 来自手机 | 显示全部楼层
这问题很早就有,记得几年前有人反映uhd770 跑win11带4k 高刷屏,桌面掉帧
zen4 zen5桌面版那个两cu核显,3dmark ts跑分跟uhd770差不多,都是700分左右,
跑4k高刷桌面不掉帧,具体需要什么性能,没测过
发表于 2025-10-14 17:10 | 显示全部楼层
有段时间为了节约显存炼丹,把集显设为了主GPU
没对比也还好,但是有对比的话在高刷屏上,流畅度的区别还是挺明显的
发表于 2025-10-14 17:11 | 显示全部楼层
桌面可不是你以为的诺基亚或者小灵通的那种2D渲染,其实和跑一个游戏没有区别
发表于 2025-10-14 17:13 | 显示全部楼层
gavinzyf 发表于 2025-10-14 17:03
认真请教,这种纯2D环境,到底应该用GPU的哪些性能指标来衡量?


没有所谓的"纯 2d 环境"了. 你在主楼里算的那些东西, 只是把 gpu 当成有 Framebuffer、能 BitBLT 的东西用, 这想法在 20 年前确实没问题
现在 gpu 要做的东西, 复杂度和计算量都没法比, 各种效果阴影动画都加了不少, gpu 还需要做合成
为了处理这些负载, 要有 skia, 要有 dxgi, 有 dxgkrnl, 有 dwm, 这些里面任意一个实现的有问题都会导致性能问题, 历史上例子还不少
用哪些指标衡量性能, 和你打光栅游戏区别不大, 计算单元规模和内存带宽
发表于 2025-10-14 17:14 | 显示全部楼层
都是srgb,桌面渲染网页跟gpu关系不大,网页渲染都是cpu算出来的,排版引擎效率跟cpu整数,颜色是浮点性能相关。一些高级特效,模糊,透明都是gpu参与,还有刷新。
 楼主| 发表于 2025-10-14 17:16 | 显示全部楼层
xy. 发表于 2025-10-14 17:13
没有所谓的"纯 2d 环境"了. 你在主楼里算的那些东西, 只是把 gpu 当成有 Framebuffer、能 BitBLT 的东西 ...

感谢解答,大概明白一点了,本质还是要看GPU的计算规模。
发表于 2025-10-14 17:20 | 显示全部楼层
token 发表于 2025-10-14 17:14
都是srgb,桌面渲染网页跟gpu关系不大,网页渲染都是cpu算出来的,排版引擎效率跟cpu整数,颜色是浮点性能 ...


关系还是挺大的. dom 可以有 js callback, js 可以操作 dom. 这样你 gc 时就需要考虑跨模块的问题
v8 为了尽量跑到更高 fps, 会估计离画下一个 frame 还有多久, 然后让 incremental gc 跑这个时间
发表于 2025-10-14 17:32 | 显示全部楼层
xy. 发表于 2025-10-14 17:13
没有所谓的"纯 2d 环境"了. 你在主楼里算的那些东西, 只是把 gpu 当成有 Framebuffer、能 BitBLT 的东西 ...

macos X当年推出来的第一款商用3D桌面,使用了opengl的GLX_EXT_texture_from_pixmap.
linux跟进了,然后发展成安卓,最近安卓进化到vulkan渲染桌面。

windows走的完全是自己的道路。DirectX 12和WDDM 3.x. 从window 10之后就没有2D桌面了。
发表于 2025-10-14 18:56 | 显示全部楼层
WIN11右下角时间显秒,显卡亚历山大
发表于 2025-10-14 19:15 | 显示全部楼层
不会卡。会卡都是有别的原因。

有一种情况我遇到的,核显和独显均接了显示器,然后在两个显示器之间拖动窗口的时候会卡。

wddm模型是谁显示谁融合的原则,当窗口在核显和独显之间交接的时候,就有个奇妙的现象是两个显卡均在融合,并且都要copy对方显示缓冲区的数据。
发表于 2025-10-14 19:34 来自手机 | 显示全部楼层
CPU带的内存带宽,远远比不上GPU,还要跟桌面应用抢带宽。
发表于 2025-10-14 20:26 | 显示全部楼层
gavinzyf 发表于 2025-10-14 09:03
认真请教,这种纯2D环境,到底应该用GPU的哪些性能指标来衡量?

看skia benchmark
发表于 2025-10-14 22:15 | 显示全部楼层
我輩樹である 发表于 2025-10-14 19:15
不会卡。会卡都是有别的原因。

有一种情况我遇到的,核显和独显均接了显示器,然后在两个显示器之间拖动窗 ...

非常同意
发表于 2025-10-14 23:47 | 显示全部楼层
xy. 发表于 2025-10-14 17:13
没有所谓的"纯 2d 环境"了. 你在主楼里算的那些东西, 只是把 gpu 当成有 Framebuffer、能 BitBLT 的东西 ...

这点东西,真的会对现代核显造成压力吗。。

十几年前 Lumia 手机,都能实时不掉帧渲染大半个 2K 屏幕,Win 10 那种亚克力模糊呀。。
wp_ss_20241028_0002_025553.png
发表于 2025-10-14 23:52 | 显示全部楼层
wxf666 发表于 2025-10-14 23:47
这点东西,真的会对现代核显造成压力吗。。

十几年前 Lumia 手机,都能实时不掉帧渲染大半个 2K 屏幕,W ...


你用现代核显跑一下 Windows 不就知道了.
发表于 2025-10-15 01:55 | 显示全部楼层
开一些直播网站,斗鱼、虎牙、B站这些,多开的话卡的一批,有可能是网页端不重视优化很烂,弹幕多的话就卡,独显也会卡,当然有可能和浏览器有关系。
发表于 2025-10-16 19:35 | 显示全部楼层
8bit->10bit,色深为何是16倍而不是4倍?
发表于 2025-10-16 21:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 menuu 于 2025-10-16 21:16 编辑

https://zhuanlan.zhihu.com/p/1954880540269322259


反正我发现也没啥hdr与10bit需求 干脆用8bit了 反正有需要再开就好了
发表于 2025-10-16 21:15 | 显示全部楼层
回错了。
 楼主| 发表于 2025-10-17 08:38 | 显示全部楼层
dadaxiya 发表于 2025-10-16 19:35
8bit->10bit,色深为何是16倍而不是4倍?

哦哦,算错了,应该是4倍
发表于 2025-10-17 11:54 | 显示全部楼层
写了好多,然后让AI总结一下,砍掉60%  


首先,需要明确:**现代桌面环境早已不是“纯2D”**。

- 桌面窗口切换动画、毛玻璃效果、透明背景、动态缩放等视觉体验,均依赖**3D图形渲染技术**,本质上是GPU的3D加速能力。
- 现代浏览器(如Chrome)已全面采用GPU加速,其内核(Blink/Chromium)自早期起就支持GPU渲染,覆盖页面布局、CSS动画、Web图像甚至视频播放——这些功能本质上是“轻量级3D游戏”。

## 对比:2000年与今天的差距

2000年左右(Win98/Win2000时代):

- 显示器以CRT为主;
  - 主流分辨率:1024×768;
  - 刷新率:60Hz;
  - 颜色深度:8位(16色/256色/真彩色);
  - 接口标准:VGA为主
- 显卡
  - AGP接口 或 PCI (不是PCIE)
  - 显存容量很小( 只有几个MB)


## 显示带宽压力对比(理论计算)

具体计算一下显示带宽的理论需求:

### 1. 1024×768 @ 60Hz @ 8bit(真彩色)

- 像素总数:1024 × 768 = 786,432
- 每像素3色(R/G/B),每色8位 → 每像素24位 = 786,432 × 24 = 18,874,368 位
- 每秒刷新60次 → 总带宽 = 18,874,368 × 60 = 1,132,462,080 位/秒 = **1.132 Gbps**

### 2. 4K 120Hz @ 10bit(原生支持,无压缩)

- 像素总数:3840 × 2160 = 8,294,400
- 每像素3色,每色10位 → 每像素30位 = 8,294,400 × 30 = 248,832,000 位
- 每秒刷新120次 → 总带宽 = 248,832,000 × 120 = 29,859,840,000 位/秒 = **29.86 Gbps** ≈ **27.81 Gbps**(取整)

> ✅ **结论**:4K 120Hz 10bit的理论显示带宽约为27.8 Gbps,是1024×768 60Hz 8bit的**约25倍**。

⚠️ 注意:  
- 实际传输中,信号链路存在损耗(通常增加15%~20%),因此实际所需带宽更高。  
- 要无损支持4K 120Hz 10bit,必须使用**DisplayPort 2.0** 或 **HDMI 2.1**。  
- 使用压缩(如YUV420)或降采样等降低带宽需求,可以再部分低版本下提供支持,但会牺牲画面质量与色彩还原。

## 集成显卡的核心限制

尽管GPU技术持续进步,但集成显卡(核显)仍面临三大结构性瓶颈:

### 1. 硬件空间有限,无法扩容

- 核显是**集成在CPU内部**的模块,其处理单元(如CU单元)数量、计算能力、缓存空间都远小于独立显卡。
- 现代主流办公场景普遍仅需 **2K @ 60Hz 或 75Hz**,甚至很多企业仍使用1080P

### 2. 无独立显存,依赖系统内存

- 核显**没有独立显存(VRAM)**,必须使用系统内存(RAM)作为显存。
- 多数核显默认分配的显存极小,通常仅为 **1GB 或 2GB**(取决于系统总内存)。
- 当系统运行多个图形密集任务时(如浏览器、视频播放),显存会迅速耗尽,导致卡顿甚至崩溃。


### 3. 其他因素

- 浏览器本身就是一个“大型3D应用”:页面渲染、CSS动画、视频播放均依赖GPU加速。
- 现代网页中,许多“静态图片”实为**视频流或动态内容**,一旦启动,会自动调用GPU解码。

📌 举例说明(本人情况):  
在一台4K 60Hz的系统中,开机后仅桌面界面就占用约 **2 GB 显存**;  
若开启浏览器并加载20个标签页,显存使用量升至 **2.5GB 左右**。  
BIOS系统默认分配2GB显存,当尝试播放4K视频时,会因显存不足而出现明显卡顿,当将核显显存强制设置为16GB显存后,该问题显著缓解。

## 结论:技术发展有瓶颈,核显无法“无限追赶”

- GPU整体算力确实发展迅猛,例如最新RTX 50系列显卡为提升性能,需将功耗提升至**600W**。
- 但**集成显卡(核显)的物理结构和设计目标完全不同**:
  - 它无法像桌面显卡那样配备大功率供电、大容量显存、独立架构。
  - 主板无法支持“600W”级别的核显,也无用户愿意为一颗“快2.5W”的处理器买单。
- 因此,核显的发展路径是“满足基本显示需求”,而非追求高分辨率、高刷新率的极致体验。

### 当前最强核显参考:AMD Radeon AI MAX 395

- 集成40个计算单元(CU)
- 最大支持 **96GB 显存**(受限于主板内存容量,物理最大为128GB)
- 仅适用于高端迷你主机或定制笔记本
- 价格高昂:  
  - 迷你主机版约 **1.2万元**  
  - 笔记本版(如ROG系列)约 **1.5~2万元**

👉 这说明:**即使在核显领域,顶级产品也仅限于高端定制设备,远无法普及到普通用户场景**。

## 补充说明:卡顿的真正原因

“卡”不仅可能是“显示卡顿”,还可能由以下因素引起:

1. **软件层面**:不同系统、不同浏览器、不同应用对GPU的使用方式不同,性能表现差异大。
2. **“卡”的定义不同**:可能是界面刷新延迟,也可能是内容加载缓慢,甚至应用未及时响应。
3. **显示器本身具备处理能力**:  
   显示器并非“只是显示画面”,而是集成了**视频解码、音频解码、固件处理、画面处理单元**,具备一定的“智能处理能力”。  
   若其硬件或固件过时,也可能导致画面延迟或卡顿。




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