面对即将来到的4K高清潮流 现今主流显卡能否胜任？ _ 游民星空 GamerSky.com
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所谓的“4K”，其实指的是屏幕分辨率，全称“4K Resolution”，是种新兴的数字电影及电脑视频的超高分辨率标准的面板，分辨率有“3840x2160”和“4096×2160”像素2种规格。“4K”的名称得自其水平方向的像素数。4K显示面板采用氧化物薄膜晶体管制作，具备高速电子移动速度，呈现画面内容具高分辨率及薄边框，呈现超薄质感，可使电视机更轻薄，画面更为细致。
对应4K显示的华硕“PQ321Q”显示器
其实现在完美对应4K显示的显示器和电视还很少——我指的是民用型号。不过各个公司正在加紧研究，很快我们就能在市场上看到完美对应4K分辨率的显示器以平民价格销售。虽说硬件还没法很快普及，但是对于游戏来说，可是已经在引领4K风潮了。于是呢，两大显卡厂商“Nvidia”和“AMD”也相继宣布自家推出完美支持4K显示模式的显卡。但究竟是不是真如厂商所说的“完美”，我们还得通过测试才能得知。
4K分辨率比起现今主流的1080P有着高出4倍的解析度
如果单纯从上图来考虑，要想完美支持4K的话，那么GPU要拥有比现在高出4倍的处理性能。不过以GeForce GTX 780 Ti或者Radeon R9 290X的性能来看的话，倒是不需要4倍性能那么高，但这门槛也着实不低。4K解析度的传输数据是肯定要比1080P要高出4倍的，这点毋庸置疑。所以别的不说，数据传输接口与带宽的要求就是实打实的高。
关于接口，之前公布的DisplayPort 1.2规格可以满足，它拥有4条数据信道，一条就拥有5.4Gbps带宽，4条合计21.6Gbps，4K解析度的刷新率是60Hz，再加上其解析度，所以至少要要求带宽达到10Gbps，所以DisplayPort 1.2规格可以满足。而现如今广泛使用的HDMI 1.4，它拥有3条数据信道，一条带宽3Gbps，合集9Gbps的带宽，对付4K解析度略为吃力。如果用HDMI 1.4规格的接口，那4K的刷新率就要降到30Hz，理由很简单，带宽不足所致。（现如今还未面世的HDMI 2.0规格接口倒是可以满足其要求，因为它虽然同为3信道，但是每条信道的带宽扩充到了6Gbps）
DisplayPort接口
接口的问题说完了，还有Scaler的问题呢。Scaler翻译过来就是“缩放器”，简而言之就是变换画面大小，将大分辨率的图像显示到小屏幕上，或者将小分辨率的图像扩大到大显示器上的一个集成电路。用户变换桌面或者游戏分辨率的时候都得靠它的。现在市场上还没有能够接受4K解析度外加60Hz刷新率的缩放器，不过好在2013年下半年终于有厂商宣布制作此类缩放器，不过距离投放市场还需要一段时间。
现如今的4K传输接口方式，肯定是过渡的办法
现在要想在显示器上显示4K画面，主要手段是采用DisplayPort 1.2 MST（MultiStream Transport，多流传输）方式。所谓DisplayPort 1.2 MST，就是使用2个HDMI 1.4数据流进行捆绑，然后采用DisplayPort 1.2接口的物理层进行传输。也算是一个节省成本的方式。显卡方面，可以将4K图像分割成两个“1920×2160”分辨率的图像，交给两条HDMI数据流同时传输，然后再在显示终端由MST分离器接收，组合成完整的图像。通过这种方式，既增加了兼容性，又解决了没有高性能缩放器的困扰。
传输方式图示
以上说的全是技术层面的问题，落实到显卡方面，现如今要想体验4K，果然还得是交火才行啊。下面我们就来说说组成交火需要面对的具体问题。Nvidia公司曾经公开表示，AMD的交火系统要显示4K，第一个问题是画面撕裂现象严重，请看下面的两张示意图。
上图是正确的图像，而下图则明显看到画面中央的撕裂错位。而且主人公的位置也不对。
另外，用Nvidia开发的帧数测量软件“Frame Capture Analysis Tool”（简称FCAT）测试交火环境下的画面，发现无法正确描绘的帧很多。换句话说，在AMD公司的交火环境下的4K经常会发生掉帧或画面表示混乱等现象。
为了验证NV公司的说法是否正确以及是否完全，国外网站4gamers自己开始做测试。以下是他们的装备。
Datapath公司的“VisionDVI-DL”视频捕捉卡，最大解析度2560×1440
Gefen公司的双DVI接口分离器“1：2 DVI DL Splitter”
工作流程示意图。
他们是用两根HDMI线将4K画面分到2个终端上。每一个终端的分辨率为1920×2160。可能有人会问，这样测试有什么意义？就像刚才说过的，即使用现如今的DisplayPort MST接口输出4K图像，原理与这个也是一样的，而且关键是他们要测试的是显卡而不是显示效果。
华硕4K显示器“PQ321Q”的设置界面
显卡才是重头戏，本次测试他们采用的是GeForce GTX 680的双SLI以及内部交火的“Radeon HD 7990”。都是高端显卡性能无需堪忧。另外，SLI系统采用的是“GeForce 331.82”版本驱动，内部交火采用的是“催化剂 13.11 Beta9.4”版本驱动。
录像用平台
至于其它方面的配置，下表足以说明。表1是执行测试软件FCAT的平台，表2是录像用平台。
表1
表2
虽然都是日文，但是从内容应该能分析出来哪个是哪个。“マザーボード”是主板，“メインメモリ”是内存，“グラフィックスカード”是显示卡，“ストレージ”是存储设备，“チップセットドライバ”是主板驱动程序，“グラフィックスドライバ”是显卡驱动程序。
测试用的FCAT软件为1.12，以及“Benchmark Regulation 14.0”（简称BR），均为最新版。之前进行此类测试的时候，由于采用非压缩，数据交换量极大，必须要用RAID 0环境才可以。但是最新版FCAT有了更多设置，不必要非得使用RAID 0了。
测试的游戏，4gamers采用了支持4K的《孤岛危机3》以及官方并未宣布支持4K的《上古卷轴5：天际》，还有日本国内相当火爆的《最终幻想14：重生之境》。另外，由于主要是针对NV公司对AMD公司的说法，所以他们还特意挑选了一个针对AMD优化的游戏《古墓丽影9》。接下来就是游戏的正式测试结果。
《孤岛危机3》
不愧为显卡杀手，在4K环境下画面渲染负荷非常重，在4K解析度下甚至达不到可以进行游戏的帧率。无奈之下不得已调低显示效果选项，才能勉强完成测试任务。用BR测试软件跑了两遍测试，得到了下图的曲线。
《孤岛危机3》帧数变化：GTX680 SLI，3840×2160分辨率，入门级效果设定
图中可以看出，平均游戏帧数为36.994fps，虽然图示中说明“红色是掉帧”，“橙色是不完整帧”，“黑色是Fraps测试出的帧率”等，但是掉帧啊不完整帧什么的居然一点都没有！我觉得有点假……
接下来是HD 7990的测试图表。
《孤岛危机3》帧数变化：HD7990，3840×2160分辨率，入门级效果设定
与GTX 680 SLI完全不同的结果出现了。从最初到最后一直在掉帧。Fraps测试帧率显示平均为20.97fps，但是，由于合计632帧的掉帧，原生帧率（蓝色曲线）仅有10.49fps。而且不完全帧的数目也不少。
为何会出现此种状况？其实要是看了下图“渲染一帧所需时间（Frametime）”就能明白了。4gamers将两者结合在一张图里，看着乱其实一点都不乱，集中在10～50ms之间的图像就是GTX 680 SLI。而上下起伏巨大的红线森林就是HD 7990.
《孤岛危机3》渲染一帧所需时间表。
简而言之，HD 7990每帧的渲染时间十分不稳定，造成了之前帧数测试的大幅波动。
《上古卷轴5：天际》
用老版本的FCAT测试老滚5表现十分不稳定，但是升级之后的FCAT表现倒很令人满意。也不知道是不是因为4K环境下不容易出现问题的原因。老滚5的要求要比《孤岛危机4》低很多，即便是在4K环境下用规定测试效果也能够轻易得出结果。但虽说如此，HD7990在Ultra设定下还是稍微有些不尽如人意。所以测试采用标准设定效果。还是先来看GTX680.
《上古卷轴5：天际》帧率变化曲线。GTX 680 SLI，3840×2160分辨率，标准设定
还是只有蓝色，平均帧率在97.1fps。那么再来看看HD7990的表现。
《上古卷轴5：天际》帧率变化曲线。HD 7990，3840×2160分辨率，标准设定
……好壮丽的火红。根据FCAT的结果，Fraps平均帧率在163.02fps，但是居然有6499的掉帧和97的不完全帧。原生帧率也仅有56.63fps。
《古墓丽影9》
嗯，这回貌似到了AMD的主场。虽然BR软件内没有该游戏的测试环境，但是好在游戏中设置了Benchmark。也是差不多一分钟时间，不需要任何操作，并且这次测试4gamers也进行了录像，视频会在下面放出。
游戏主界面中就有Benchmark选项
在Setup中可以进行多项设定。此次测试选择Ultra预设。
其实Ultimate和Ultra的差别就在于之前著名的“海飞丝”——AMD开发的毛发渲染技术“TressFX Hair”上。但是如果打开的话可能会对GTX 680有些不公平，所以选择Ultra预设。接下来让我们看看结果。
《古墓丽影9》帧率变化曲线。GTX 680 SLI，3840×2160，Ultra画质
在激烈的场面也不掉帧，平均帧率为58.13fps，但是由于一个非常不明显的掉帧，使得原生帧率变为了58.11fps。除此之外Fraps帧率与原生帧率差别不大。再来看看HD 7990的成绩。
《古墓丽影9》帧率变化曲线。HD 7990，3840×2160，Ultra画质
虽然《古墓丽影9》针对AMD显卡进行了优化，但是仍然不容乐观。Fraps平均帧率为72.57fps，掉帧2209，不完全帧有1帧，原生帧率平均为36.21fps。
录制的测试视频：
《最终幻想14：重生之境》
由于本游戏的官方测试工具，在切换场景的时候会出现“Loading”停顿，所以就不录制视频了。GTX 680的测试结果如下。
《最终幻想14：重生之境》帧率变化曲线。GTX 680 SLI，3840×2160，最高画质
比起之前的游戏来变化稍微大了一点。但是也没有发现掉帧和不完整帧的现象。Fraps平均帧率与原生帧率均为69.06fps。再来看HD 7990.
《最终幻想14：重生之境》帧率变化曲线。HD 7990，3840×2160，最高画质
Fraps平均帧率为85.36fps，与GTX 680相比占优，但是掉帧有2299，不完全帧为58，所以原生帧率为40.89fps。与《古墓丽影9》中的表现差不多。
关于我们之前提到的，AMD平台面临着三种问题：1、画面中央的撕裂；2、在不应该出现人物的地方出现人物；3、新帧与旧帧混杂。这三个问题我们也可以从刚才的测试中，具体为《孤岛危机3》与《古墓丽影9》中都出现过。而在《上古卷轴5：天际》中却没有出现。具体情况请看下图。
《孤岛危机3》，GTX 680 SLI
《孤岛危机3》，HD 7990
《古墓丽影9》，GTX 680 SLI
《古墓丽影9》，HD 7990
HD 7990中央的裂痕并不是经常出现，但是在画面整体呈现激烈场景的时候非常容易出现。4gamers的测试人员认为这大概是因为左侧的图像更新稍稍慢了一点而造成的原因。静止画面下不容易察觉，一旦动作激烈起来，一条条的线会非常明显。
经过以上的测试，结果对于AMD来说是非常遗憾的。并不是因为NV的针对，也不是因为FCAT测试软件是NV自己开发的缘故，可能就是因为AMD技术上的原因，导致它在4K浪潮来临之际落后NV一步。而且从这次测试我们也知道了，Fraps测试出来的结果与实际看上去的结果还是有很大差距的，可能对于4K解析度的影像而言，Fraps暂时还是难以胜任吧。对于AMD来说，虽然这次测试结果不尽如人意，但是好消息是他们在4K浪潮正式到来之前还是有时间来弥补的。现如今AMD显卡正在逐渐摆脱过去的阴影，越来越多地被消费者所接受，如果这次AMD能够乘胜追击，那么从Nvidia公司那里虎口夺食也并非不可能。还是希望AMD能够再接再厉，让消费者拥有更多的选择。