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[评测] (转)最完美的旗舰卡!GTX 980首发评测(多图) [复制链接]

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发表于 2014-9-19 11:07:33 |显示全部楼层
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Maxwell架构旗舰卡终于来了

2014年2月18日,代表着全新Maxwell架构的GTX 750/GTX 750 Ti正式发布,它不仅给千元级显卡带来了前所未有的性能,更是带来了极低的功耗,甚至无需外接供电即可正常运行,这在此前是并不多见的。

遗憾的是,自从Maxwell架构推出之后,桌面产品线中就只有GTX 750/750 Ti这两款产品,NVIDIA的低端/高端桌面产品线都还靠着Kepler架构来支撑着,后者在对抗AMD同级别显卡时候优势已经越来越小,因此急需推出新的架构来重新占领市场。

2014年9月19日上午10:30,在距离NVIDIA上代旗舰产品GTX 780 Ti发布整整10个多月之后,GTX 970/980两款产品正式和我们见面,这标志着Maxwell架构终于走向高端,这一“省电又好用”的架构终于开始造福高端游戏玩家了。

相信大家都想问GeForce 800系列哪去了?对于这个问题,NVIDIA官方的相关人士表示GeForce 800系列在此前已经用于笔记本领域了,为了在命名方面不让大家产生混淆,所以直接让桌面平台跳过了GeForce 800系列,直接以GeFoce 900系列命名。至于下一代是不是要叫GeFoce 1000系列,这个问题就交给NVIDIA头疼去吧。

定位方面,GTX 970/980两款产品主要是为了接替目前GTX 780/780 Ti而生的,在给游戏玩家带来更强性能的同时大幅降低功耗,进而继续在高端市场上打压AMD的旗舰级产品,尽可能争夺高端游戏玩家。

相信GTX 750/750 Ti优秀的性能和能耗表现已经深深的让你折服,那么GTX 970/980两款产品会不会延续这样的表现呢?在下面的文章中,我们会将通过外观、做工、PCB、性能、温度、功耗以及超频能力等多个方面来对GTX 970/980进行介绍。它究竟能给我们带来什么样的惊喜呢?让我们拭目以待吧。

按照NVIDIA的说法,目前世界上有3.3亿游戏玩家,其中有2亿玩家都使用了NVIDIA显卡,占据了60%的份额。

再看Maxwell架构:改变不是一丁点

随着架构的不断变化,NVIDIA流处理器的组合方式也在随之变动。费米、开普勒时代每一组叫一个SMX,全称为“Streaming Multiprocessor Extreme”(极致流式多处理器),麦克斯韦上则是SMM,全称为“Maxwell Streaming Multiprocessor”(麦克斯韦流式多处理器)——这是第一次把代号名称放进去。

和此前Kepler架构每组SMX拥有192个流处理器不同的是Maxwell架构中的每组SMM只拥有128个流处理器,每组都有自己的一个多形体引擎2.0、八个纹理单元,而且每组SMM中还进一步细分为四个逻辑控制核心,每个逻辑控制核心中拥有32个流处理器。


GM107核心架构图


单个SMM核心架构图

NVIDIA表示这么做的好处就是让线程调度更加合理,而且流处理器的利用率会更高,带来最直观的好处就是内核性能提升35%,能耗比提升一倍(GM107)。

另外在具体内核方面,Maxwell架构的二级缓存从Kepler的56KB暴增到了768KB,这是Maxwell和Kepler架构最大的区别之处,这么做带来的好处就是更有利于GPU查询,线程利用效率更高。

此外Maxwell架构还增加了每时钟周期的指令数(IPC),改进了负载均衡与基于编译器的调度,引入了更快的H.264编码、解码,并改进了NVENC编码引擎,可用于ShadowPlay。此外还加入了新的GC5电源状态,睡眠更深入,待机更省电。

最重要的一点是,在同为28nm制造工艺的前提下,Maxwell相比Kepler架构在单位面积上的流处理器密度增加了30%,晶体管密度增加了15%,这是非常难能可贵的。而GM107的核心面积也因此控制到了148平方毫米,比此前预测的156平方毫米缩小了不少,另外它的TDP也只有区区60W,仅靠PCI-E接口就能保证供电了,无需外接辅助供电。

而这次的GM204则集成了5.2亿的晶体管,核心面积398平方毫米。共计16组SMM/2048个CUDA核心、16个几何单元、64个ROPs光栅单元以及128个纹理单元,集成了256bit显存控制器。

另外一个细微的变化是GM204的CUDA核心性能相比GK104提升了40%,此前GM107核心只能提升35%,看来是架构方面又有了细微的变化。

性能方面,NVIDIA官方号称它可以达到GK104核心的两倍。从官方提供的性能对比来看似乎也确实如此,部分游戏中甚至达到了两倍以上。

GTX 970/980规格揭晓 很强大

这次NVIDIA采用了旗舰卡和次旗舰一同发布的战略,具体来说就是GTX 980和GTX 970,前者暂时还未开放非公版设计,首批面世均为公版产品。而GTX 970则直接开放了非公版设计,大家第一时间应该就能买到频率更高、做工更好的非公版。

另外据说GTX 970有公版产品,外观和曾经的GTX 670差不多。没错,就是那个PCB比散热器少了一大截的产品。

具体规格方面,GTX 980核心频率1126MHz,加速频率1216MHz,拥有2048个CUDA核心(完整的GM204),搭载4GB GDDR5显存,等效显存频率7GHz,供电接口为双6pin设计,热设计功耗165W。输出接口部分提供了一个DVI、一个HDMI 2.0以及三个DP1.2。

GTX 970的核心频率则是1050MHz,加速频率1178MHz,拥有1664个CUDA核心,搭载4GB GDDR5显存,等效显存频率7GHz,供电接口为双6pin设计,热设计功耗148W左右,但由于没公版,所以不具备参考价值,非公版的功耗肯定高于这一数值。

关于能耗比,大家看看上边这张图吧,GTX 980相比GTX 780来说,在性能提升25%的情况下,功耗居然从250W降低到165W,简直可以说是黑科技了。

记住,这只是GM204核心而已,整个Maxwell架构的核心在它身上还不太完整,未来可能还有GM210,性能有多恐怖大家自行脑补吧。

两大4K技术:MFAA抗锯齿、DSR动态超清

几乎每一次推出新硬件,NVIDIA总是会带来一些新技术,同步改善画质。这次随着第二代麦克斯韦架构登场,NVIDIA又送上了很多新福利,其中最重要的有两个。

首先是“多帧采样抗锯齿”(Multi-Frame Sampled AA),缩写为MFAA。庞大的抗锯齿家族又多了一名新成员。

技术原理比较复杂,简单来说就是画面中每个像素使用的采样模式,要么在单独一帧画面上呈空间分布,要么在多个帧上按时间交错分布。

NVIDIA宣称,这种“时空结合”的抗锯齿算法能够在获得最佳画质的同时,性能也优于传统的MSAA(多重采样抗锯齿),大概是以4xAA的代价获得8xAA的画质、2xAA的代价获得4xAA的画质。

按照官方宣传,开启同样的抗锯齿等级,MFAA的速度可以比MSAA快平均30%。

不过,该技术仍然在研发之中,目前暂未公开。NVIDIA会稍后公开更多细节。


MFAA的技术基础:多像素可编程采样


MFAA技术示意图


MFAA、MSAA对比


效果对比


MFAA渲染图


MFAA、MSAA性能对比

第二项技术是“动态超清”(Dynamic Super Resolution),缩写为DSR,针对4K超高清而来的。

它有些类似传统的缩减采样(downsampling),以高分辨率绘制后以低分辨率输出,但现在可以由用户轻松开关,而且在分辨率转换过程中应用了13级高斯滤波,能够减少甚至消除简单缩减采样中的锯齿,因为后者只有一个简单的矩形滤波。

按照NVIDIA的说法,它能在1080p显示器上实现4K画质。

该技术和游戏无关,绝大多数都可以很顺利地支持,只有少数游戏的空间、按钮可能会有些显示错位。NVIDIA GeForce Experience会默认开启此功能,R343系列驱动开始提供支持。

硬件方面,它支持任意N卡,但是当然建议最好用GTX 900系列。


1080p上实现4K画质


高分辨率渲染


1080p上的渲染情况


4K上的渲染情况


左为1080p右为4K


GFE默认开启

公版卡照样帅:GTX 980官方大图赏析

呼吸灯超酷:GTX 980实卡赏析


外形大家应该很熟悉,最近NVIDIA的旗舰卡都是这样的


顶部的GeForce GTX logo带有呼吸灯效果


提供了双6pin供电接口


两个SLI金手指


输出接口提供了一个DVI、一个HDMI以及三个DP1.2,显然是为4K而生的


顶部的出风口


背部加装了一大块金属背板,既能加固显卡,又能辅助散热


这里似乎能拆下来,看起来是不是很神秘的样子?


NVIDIA表示这么做是为了增强散热设计


拆掉背板就能看到PCB背面了


散热器背部,纯铜底座的面积不小,硅脂部分是和GM204核心接触的地方


左侧是LED呼吸灯电源线,右侧是风扇电源线


供电部分

核心编号为GM204-400-A1,出厂日期为2014年第29周,看起来GTX 980两个月之前就准备好了。

顺便说一下,GTX 970的核心编号应该是GM204-200-A1,显卡还在路上,晚些时候补图。

显存来自三星,应该是0.4ns的颗粒,共八颗组成了256bit/4GB的规格。

具体测试平台如下:

软硬件安装完成以后,正确的测试方法是:开机进入到桌面上以后,待系统准备就绪后,才开始运行测试(关闭UAC、屏幕保护程序、系统还原、自动更新等对测试得分有干扰的系统任务)。所有测试项目都运行三遍,在测试成绩稳定、可靠的情况下,我们以其中最好的一次成绩为准。


GTX 980


GTX 780 Ti


R9 290X


GTX 780

由于本次GTX 970没有公版卡,而我们借测厂商的GTX 970截止发稿时刚刚到达,所以本次测试GTX 970成绩暂缺,稍后会更新GTX 970并单独奉上评测一篇,敬请期待。



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3DMark Vantage

在3DMark Vantage测试中,GTX 980的表现要好于GTX 780以及R9 290X,但相比GTX 780 Ti还有一段距离,似乎开了个不好的头。

另外需要说明的是老迈的3DMark Vantage已经无法满足现如今新旗舰卡的需求了,在今后的测试中,我们会逐步弃用这一软件。

3DMark 11

到了3DMark 11当中,成绩趋于正常,GTX 980在参测的四款旗舰卡中是表现最好的,领先GTX 780 Ti超过10%。

新3DMark

新3DMark测试结果和3DMark 11类似,GTX 980的表现同样是最好的,比GTX 780 Ti强了10%以上。

Unigine Valley

这是Unigine系列测试软件的最新版,场景从天堂转移到了山谷中,对曲面细分有很强的考察能力。在该测试中,GTX 980表现略逊于GTX 780 Ti,但强于GTX 780以及R9 290X。

《Crysis》

老牌的显卡杀手对现如今的旗舰卡依然是个挑战,最终结果GTX 980和GTX 780 Ti持平,相比GTX 780来说提升了不到10%,相比R9 290X来说则提升了5%不到。

《生化危机6》

《生化危机6》是一款经典的DX10游戏,最终测试结果GTX 980取得了领先。不过对于这种游戏来说,表现最差的R9 290X运行起来其实也非常流畅了。

《Far Cry 2》

经典的The Way游戏,N卡明显占据上风,最终测试结果GTX 980比GTX 780 Ti强了5%,比GTX 780强了20%。

《古墓丽影9》

《古墓丽影9》测试中,GTX 980犹如打了鸡血一般,比GTX 780 Ti高了12%,比R9 290X高了50%。

《地铁2033》

《地铁2033》同样是一款显卡杀手级游戏,让参测的旗舰卡倍感吃力,好在帧数均达到了50以上,表现最好的依然是GTX 980。

《Crysis 3》

《Crysis 3》不用多介绍了,GTX 780居然只有49.2帧足以见得它的要求有多高。表现最好的依然是GTX 980,比GTX 780 Ti强了11%。

《杀手5》

同样是高要求的游戏,最高画质下GTX 980成绩仅为48.3帧,比GTX 780 Ti强了3%。


温度测试

温度测试方面,选取显卡待机、满载(3DMark Fire Strike Extreme场景)两种状态,利用GPU-Z实时监控,待连续运行10分钟峰值温度稳定后,记录此时各款显卡核心的最高温度。(室温20℃,裸机状态)

温度方面,这次GTX 980似乎有高温保护,温度超过80度之后风扇会瞬间加快运转速度以达到降温目的。从最终成绩来看,表现和GTX 780/780 Ti差不多,强于大火炉R9 290X。

功耗测试

功耗测试部分利用功耗仪直接测量整套平台的总功耗,其中包括CPU、主板、内存、硬盘、显卡、电源以及电路损耗所有在内的整机功耗(不包含显示器)。选择显卡待机,满载(3DMark Fire Strike Extreme场景)两种状态,稳定运行10分钟选取期间最大值,测试结果如下:

功耗可以说是这次GTX 980带给我们最大的惊喜了,显卡满载后整个功耗不超过300W,这在此前的旗舰卡上是很难看到的,但GTX 980真的做到了,165W的TDP并不是吹出来的。

超频测试中,我们使用了微星的AfterBurner,这是一款老牌的超频测试软件,不限品牌,同样也不限A卡或者N卡。

目前GTX 980的电压尚不能解锁,因此只能将TDP调节至125%。此时我们将核心频率上调了200MHz,显存频率上调200MHz,达到1327/7200MHz,可以顺利通过3DMark 11测试,通过GPU-Z观察其加速频率最高达到了1416MHz。

超频之后成绩为X6351,相比默认状态下的X5751提升了10.4%。达到这一频率之后,再度上调就无法通过3DMark 11测试了,于是我们将测试软件更换为新3DMark。

我们进一步将频率提升到了1377MHz没加速频率此时达到1503MHz,等效显存频率依然是7200MHz,此时可顺利通过3DMark Fire Strike Extreme测试,最终成绩为6545,相比默认状态下5637分的成绩提升了14.7%。

公版就已经这么强悍了,未来非公版大家可以想象一下,风冷1.6GHz应该不是梦。我的笔记本CPU主频才1.7啊,近几年GPU的频率提升实在是太迅速了。

总结:最完美的旗舰卡

两年前,AMD推出了Radeon HD 7970,我们毫不吝啬的把完美的旗舰卡这一称号给了它,现在无论是性能还是功耗控制能力都更给力的GTX 980来了,我们同样毫不吝啬的把它称之为“最完美的旗舰卡”。

从性能来看,GTX 980平均下来要比GTX 780高出20%以上,比GTX 780 Ti高出5%到10%。要知道后者是Kepler架构的完整呈现,而GTX 980所使用的GM204核心则远远没有开发出Maxwell架构的全部威力。NVIDIA这次以一个相对“中端”的核心就达到了上一代完整核心的威力,技术实力再度得到了完美的展现。

单纯的性能并不能展现出GTX 980的魅力,它带给我们最大的惊喜还是功耗。在核心频率高达1.1GHz且搭配4GB显存的情况下,其TDP居然只有165W,这在此前的旗舰卡上是完全无法想象的。要知道它和Kepler架构一样采用的还是28nm工艺,在性能接近的情况下,TDP从GTX 780 Ti的250W左右降低到165W,这难道不值得你给它点个赞吗?

另外尽管GTX 980的默认频率就高达1.1GHz以上,但该卡还是预留了充足的超频空间,实测默认频率可达1.35GHz以上,加速频率更是超过了1.5GHz。要知道这是公版卡在风冷条件下完成了,在之前的任何一款旗舰级公版显卡上都是很难实现的。想象一下,未来做工、散热条件更佳的非公版产品诞生以后,频率会达到一个怎样的高度?

下面我们来看一眼售价,GTX 980/970在国内的价格分别是3999/2499元,这一售价堪称良心。目前GTX 780 Ti在国内的最低价格为3999元,大部分产品还都集中在4999元的价格区间上;而GTX 780在国内的最低售价为2599元,大部分产品还都在3599元以上。可以说GTX 980/970的定价完美接替了GTX 780 Ti以及GTX 780,前者的性能强于GTX 780 Ti,而后者则略强于GTX 780,加量不加价,这完全就是买买买的节奏。

之后扯一下AMD吧,虽然这是A饭们不希望看到的,但事实真的摆在那里。GTX 980的发布标志着新一轮显卡大战即将开始,AMD的下一代旗舰卡完全有实力在性能上和GTX 980一决雌雄,但如果架构不做较大调整的话,功耗表现很难和GTX 980抗衡。当然AMD如果升级制造工艺的话,也能起到控制功耗的作用,但台积电的20nm产能基本上都被苹果强了过去,AMD想让下代旗舰卡用上20nm工艺基本上是不可能的。

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3DMark Vantage在3DMark Vantage测试中,GTX 980的表现要好于GTX 780以及R9 290X,但相比GTX 7 ...

是我不会看吗,我看不出几组对比图的区别。
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