原文：http://happyseeker.github.io/kernel/2016/03/01/about-Video-Memory.html

閑話

在從事圖形優(yōu)化工作之前，一直對顯存(Video Memory)充滿了好奇，很想了解其管理方式、基本原理、與內存的區(qū)別等，但一直沒有時間和機會去研究，現(xiàn)在工作需要，逐漸開始接觸和了解，這里也順便記錄，以免后續(xù)忘記。

什么顯存？

顯存，即Video Memory，簡單來說，就是位于顯卡的內存，其主要用途當然是用作圖形顯示了，現(xiàn)在的家用pc中基本都配置了獨立顯卡，即使是集成顯卡，也有一定的顯存，否則一些游戲玩起來可能就費勁了。

為什么需要顯存？

隨著計算機硬件的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的CPU、內存能力已經(jīng)超過了從前的想象，按理說，目前計算機中的主要瓶頸應該還在IO上，內存應該不至于成為瓶頸，那為什么需要顯存呢？

這個問題就如“為什么需要顯卡”一樣，之前的文章中應該做了解釋，所謂術業(yè)有專攻，顯卡專注于圖形顯示，更擅長于圖形顯示，而顯卡進行圖形顯示時是需要內存資源的，如果其所需的內存資源都從內存(CPU主存，后面簡稱內存)分配，那相對于使用顯卡自帶的內存，性能肯定有損耗。 這就跟NUMA節(jié)點中遠程訪問類似，雖然內存硬件本身的能力并不比顯存弱，但“距離”、“親疏關系”、“使用方式”等對其影響很大。

顯存管理

在Linux X11環(huán)境中，顯存通常是通過內核的DRM模塊進行管理，用戶態(tài)和內核程序都可以使用DRM提供的接口分配和釋放顯存。 用戶態(tài)程序通過Libdrm提供的用戶態(tài)接口(本質上為ioctl調用)來分配和釋放顯存。

DRM模塊中，最終使用TTM模塊在管理顯存(或內存)。 TTM模塊中，自己實現(xiàn)了一個內存pool，分配和釋放顯存(或內存)時，會先放到pool中，如此可以提高內存管理的效率，具體的原理和代碼就不深入討論了。

GTT VS. VRam

做過圖形研究的TX應該都了解GTT和VRam，GTT表示顯卡可以訪問的CPU主存，VRam表示顯存。 為什么要將這兩者進行比較呢？ 因為對于軟件來說，GTT和VRam的地位是對等的，當軟件中(比如mesa驅動中)需要分配內存時，其可以選擇在內存上分配(分配標志設置為GTT相關的標記)，也可以選擇在顯存上分配(分配標志設置為VRam相關的標記), 對于軟件來說，使用GTT或VRam并沒有功能上的影響，通常情況下，任意選哪種都沒有問題。 有影響的只是：

• 性能。 對于顯卡，通常來說，顯示需要的內存在VRam上分配，性能可能會更好，因為相關內存上的內容最終可能都會拷貝到framebuffer中去，而在顯存內存區(qū)域之間的拷貝，顯然比內存到顯存之間的拷貝性能更好。
• Cache一致性等問題。 對于部分硬件，Cache一致性問題可能是很多問題的根源，特別在涉及到CPU和GPU之間的同步和并發(fā)訪問時。 CPU和GPU對于GTT和VRam的訪問，可能會涉及到一些硬件的細節(jié)和特性，比如WC(Write Commbined)和UC(Uncached)特性，這些細節(jié)的處理，在非X86架構上尤其重要，特別是在驅動中，需要時刻考慮這些問題。

Framebuffer

再簡單聊下Framebuffer(后面有時間可單獨再聊)，Framebuffer本質上就是一段緩存，通常就是顯存上的一段內存，其直接與最終顯示到終端上的內容對應，所有需要顯示到終端上的圖形內容都必須拷貝到Framebuffer中。

Framebuffer其實由多個buffer組成，這里不詳述。 但需要說明，通常Framebuffer中有前端和后端兩類buffer，就是我們平常見到的double buffer技術，目的是為了解決屏幕撕裂問題。 前端buffer直接對應于欲顯示的內容，需要顯示的數(shù)據(jù)先拷貝到后端buffer，再在一定的時機(比如vblank)將后端buffer的數(shù)據(jù)swap到前端，從而顯示出來。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的显存(Video Memory)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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