基于线性回归模型的图形加速卡性能研究

摘要

在电子技术迅速发展的今天，各种各样的图形处理芯片大量出现。目前在图形领域应用最多、技术领先的图形处理芯片主要来自2家著名的公司：Nvidia公司和Ati公司。虽然相当数量的图形处理芯片给不同的应用层次和应用方面带来了方便，但是众多的芯片和相关衍生型号也带来了对其本身性能评价的困难和混乱。 图形处理芯片是构成图形加速卡的核心，当前图形加速卡的性能主要是由图形处理芯片工作频率，显示存储器工作频率，像素渲染引擎数目，显示存储器位宽这4个主要因素决定的。图形加速卡的性能对PC图形子系统的影响已经超过了CPU，而原有的分析评价图形加速卡性能的方法主要是以下两个方面：①图形加速卡本身的理论参数指标；②根据实际图形加速卡测试得到的性能指标。而这两个方法在实际使用中都存在着一定的不足。 本文最重要的部分就是针对这一实际问题，创新地将统计学中的回归模型应用到对图形加速卡性能的评价中。通过图形加速卡在不同理论参数指标下得到的实际性能指标建立准确的回归方程，使得图形加速卡的理论参数与实际性能之间搭建了可以量化表示的数学桥梁。使用这样的方式对图形加速卡进行选择或者研究，是对该领域的重要补充，也是对目前应用中面临的现实困难与问题给出了一个比较有用的解决方案。 最后，为了能将研究成果更好的应用于实际中，本文还在得到数学模型之后进行了性能分析软件的开发。该软件具有界面友好，使用方便的优点。通过简单的设置与参数的输入，就能自动获得图形加速卡对应的实际性能。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

1.1图形加速卡在计算机中的引入

1.2图形处理技术与图形加速卡的发展过程

1.2.1纯文本显示与图形显示卡

1.2.2 2D图形的处理与2D图形加速卡

1.2.3 3D图形的处理与3D图形加速卡

1.3图形API综述

1.3.1 OpenGL综述

1.3.2 DirectX综述

1.4图形加速卡综述

1.4.1图形加速卡的组成

1.4.2图形加速卡的工作原理

1.5图形加速卡性能研究的现状及本文研究的方法和意义

1.5.1图形加速卡性能研究的现状

1.5.2本文研究的方法和意义

1.6本文结构组织

1.7本章小结

第二章线性回归模型

2.1线性回归模型的基本思想

2.2线性回归模型的内容

2.2.1一元线性回归

2.2.2多元线性回归

2.3回归方程中自变量的选择

2.4本章小结

第三章DirectX 8.0环境下的性能数据获取与处理

3.1 DirectX 8.0性能测试软件3DMark2001

3.1.1 3DMark2001测试项目

3.1.2 3DMark2001测试软件总结

3.2测试数据的获取过程

3.2.1测试平台的建立

3.2.2使用RivaTuner调试软件设定图形加速卡参数

3.2.3使用3DMark2001测试软件获得性能样本数据

3.2.4性能样本数据的记录

3.3图形加速卡性能数据的处理

3.3.1基于Ati公司R4xxGPU和R5xxGPU的图形加速卡性能数据的处理

3.3.2基于Nvidia公司NV4xGPU和G7xGPU的图形加速卡性能数据的处理

3.4本章小结

第四章DirectX 9.0环境下的性能数据获取与处理

4.1 DirectX 9.0性能测试软件3DMark03

4.1.1 3D场景测试

4.1.2 CPU测试

4.1.3特性测试

4.1.4 3DMark03测试软件总结

4.2测试数据的获取过程

4.2.1测试平台的建立

4.2.2使用RivaTuner调试软件设定图形加速卡参数

4.2.3使用3DMark03测试软件获得性能样本数据

4.2.4性能样本数据的记录

4.3图形加速卡性能数据的处理

4.3.1基于Ati公司R4xxGPU和R5xxGPU的图形加速卡性能数据的处理

4.3.2基于Nvidia公司NV4xGPU和G7xGPU的图形加速卡性能数据的处理

4.4本章小结

第五章测试数据的对比分析与预测

5.1测试数据的对比分析

5.1.1基于Ati公司R4xxGPU和R5xxGPU的图形加速卡性能对比分析

5.1.2基于Nvidia公司NV4xGPU和G7xGPU的图形加速卡性能对比分析

5.1.3基于Ati公司R4xxGPU和Nvidia公司NV4xGPU的图形加速卡性能对比分析

5.1.4基于Ati公司R5xxGPU和Nvidia公司G7xGPU的图形加速卡性能对比分析

5.2基于回归方程的预测

5.3本章小结

第六章性能分析软件的设计、实现与完善

6.1性能分析软件的设计

6.1.1性能分析软件的设计目标

6.1.2性能分析软件的设计内容

6.1.3性能分析软件的使用与运行

6.2性能分析软件的完善

6.3本章小结

第七章研究工作总结与展望

7.1研究工作总结

7.2研究工作展望

附录

攻读学位期间主要的研究成果目录

参考文献

致谢