GTX 780的继承者 次旗舰GTX 970性能评测 _ 游民星空 GamerSky.com

　　9月19日NVIDIA的Kepler核心显卡发布已经两年半，至今还记忆犹新。在显卡产品上，NVIDIA也开始使用类似Tick&Tock的节奏：每隔两代产品进行架构升级。Maxwell正是Kepler的后继者，在架构上使用了全新SMM单元，16组SMM单元分布在四组GPC之中的结构，提升了引擎执行效率、改良了Cache缓存机制，让Maxwell不仅性能全面提升，功耗却大幅下降，并且这是在制造工艺仍为28纳米的前提下实现的，从之前的GTX 750Ti/750产品上，就可以看出Maxwell的可怕实力。

　　完整版的Maxwell自然更是可怕，不过在跟注重性价比的甜点~次旗舰产品线上，用户往往更为挑剔，GTX 970就位于这个位置。近几代产品中，NVIDIA对X70级别产品的重视程度也越来越高，这次的MaxwellGTX 970定价就仅有2499元，相对于过去几代X70产品来说已经非常厚道。而这次评测中为大家带来的就是NVIDIAGeForce显卡顶级品牌：影驰的非公版GTX 970黑将版显卡。

Maxwell架构解析

　　NVIDIAKeplerGPU架构于2012年初问世，它前所未有的能效比催生出全球最快的游戏PC、工作站以及超级计算机和云游戏服务器。甚至智能手机、平板电脑乃至汽车的信息娱乐系统都得益于TegraK1系统(SoC)获得了空前的视觉计算功能。

　　而NVIDIA的第一代“Maxwell”架构在上一代的基础上又获得了全新的提升。事实上“GM107”在研发期间的定位是专为笔记本和小型(SFF)PC等功率受限的使用场合而设计。但事实上它的性能已经达到了桌面低端甚至中端的水准，NVIDIA在最后时刻将其打造成GTX 650Ti的接班人，强行推入主流市场。

　　在1080p分辨率下，GeForce GTX 750Ti的性能通常可与四年前的旗舰GPU——GeForce GTX480比肩，然而热设计功耗仅为区区60W，是后者的四分之一！那Maxwell高端产品又当如何？是什么革新让它有如此惊人的表现呢？

　　Maxwell在流式多处理器(SM)方面采用了一种全新设计，可大幅提高每瓦特性能和每单位面积的性能。虽然KeplerSMX设计在这一代产品中已经相当高效，但是随着它的发展，NVIDIA的GPU架构师再次在能效比利用方面突破了难关。

　　MaxwellSM设计实现证明了这一点，控制逻辑分区、负荷均衡、时钟门控粒度、编译器调度、每时钟周期发出指令条数等方面的改进以及其它诸多增强之处让MaxwellSM(亦称“SMM”)能够在效率上远超KeplerSMX。全新的MaxwellSM架构能够在GM107中把SM的数量增至五个(GK107中仅有两个)，而芯片面积仅增加25%。下表提供了高级对比，对比双方分别为Maxwell以及上一代GK107KeplerGPU:

　　具体来说，首先Maxwell采用了容量大增的二级高速缓存设计，Maxwell核心架构中二级高速缓存容量为2048KB，而GK107中的容量仅为256KB。由于片上高速缓存容量更大，因此需要向显卡DRAM发送的请求更少，从而降低了整体显卡功耗、提升了性能。

　　除了上述变化以外，NVIDIA的工程师还雄心勃勃地在晶体管水平上调整了MaxwellGPU中每个单元的实现方式，以便最大限度提高节能性。所有这些努力的最终结果是，采用相同的28纳米制造工艺，Maxwell能够提供相当于Kepler两倍的每瓦特性能！

　　虽然说起来简单，但事实上这些就意味着Maxwell内部所有单元和横梁结构均得到了重新设计，数据流得到了优化，功率管理实现了大幅改变。

　　虽然从图形特性的视角来看，第一代MaxwellGPU可提供与KeplerGPU相同的API功能，但从深层来上，Maxwell还在单个GPC(图形处理簇)内实现了多个SM单元，每个SM包含一个多形体引擎(Polymorph Engine)和纹理单元，而每个GPC包含一个光栅引擎(Raster Engine)。ROP依然与二级高速缓存片(L2CacheSlice)以及显存控制器联系在一起。

　　GM204GPU包含4个GPC、16个Maxwell流式多处理器(SMM)以及4个64位显存控制器(共256位)。这就是这一芯片的完整实现形式，规格大约是GeForce GTX 750Ti中的GM107的3倍。

　　上一代Kepler的方法是划分为非2幂(non-power-of-two)数量的CUDA核心，其中一些是共享核心，这种方法需要的SM调度器数量较少，但复杂程度较高，在各种各样的游戏引擎环境中表现并不理想。

　　上一代Kepler的方法是划分为非2幂(non-power-of-two)数量的CUDA核心，其中一些是共享核心，这种方法需要的SM调度器数量较少，但复杂程度较高，在各种各样的游戏引擎环境中表现并不理想。

　　而现在每个SM分为四个独立的处理块，每个处理块具备自己的指令缓冲区、调度器以及32个CUDA核心。新的划分方法简化了设计与调度逻辑、节省了晶体管与功耗、降低了计算延迟。

　　总体而言，在这一全新设计上，每个“SM”的尺寸得到大幅缩减，而性能却能够达到一个KeplerSM的90%。更小的晶体管消耗让NVIDIA能够在每颗GPU中实现更多数量的SM。通过对比Kepler和MaxwellSM总数的相关指标可发现，后者的峰值纹理性能比前者高25%，CUDA核心数量多1.7倍，着色器性能大约高2.3倍。

　　对GM204来说，要在显存位宽与上一代Kepler架构核心相同的情况下实现性能大幅提升的目标，增强显存系统也同样重要。内部显存系统带宽实现了提升，效率也得到了改善。此外，2MB大容量二级高速缓存配置(比之前的任何GPU设计都大)十分有效地降低了显存带宽需求，确保了DRAM带宽不成为瓶颈。

　　其他关于Maxwell架构的基本信息，例如通过GigaThread引擎的主PCIExpress接口数据流、Polymorph与Raster单元的基本操作等等过于晦涩的知识这里就不再赘述了。

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• 第1页：Maxwell架构解析
• 第2页：影驰GTX 970黑将版赏析（一）
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• 第6页：测试平台配置说明
• 第7页：基准测试：3DMark，3Dmark11
• 第8页：基准测试：Heaven
• 第9页：游戏测试：孤岛危机3/古墓丽影9
• 第10页：游戏测试：地铁2033/超级房车赛：起点2
• 第11页：温度/功耗及超频测试，总结

影驰GTX 970黑将版赏析（一）

　　影驰GTX 970黑将版显卡采用经典银灰色外壳黑色扇叶的外观，造型上相对上代产品有多处调整改进，整体上看起来更时尚、充满科技感。与各种各样颜色的主板、机箱搭配也不会有问题。

　　影驰GTX 970黑将默认频率为1127MHz，最高加速频率为1266MHz，拥有4GB7012MHzGDDR5显存。

　　影驰为GTX 970黑将配备了背板，起保护、加固和辅助背面元件散热的功用。

　　显示接口包括DVI、HDMI和DP。

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影驰GTX 970黑将版赏析（二）

　　影驰GTX 970黑将采用银河双子星散热系统，这颗风扇也采用了特殊的扇叶，能够有效提高风量，增强散热效率。

　　7相供电设计，采用全固电容和封闭式电感，保证了最佳电气性能。外接供电则采用超过公版规格的68Pin，为显卡超频提供了有力支持。

来自NVIDIA的GM204芯片

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影驰GTX 970黑将版赏析（三）

三星GDDR5显存，共4GB容量

显示输出接口

PCB正面俯视图

巨大的散热器本体拆解

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影驰GTX 970黑将版赏析（四）

　　核心部分为纯铜底座

　　配备了4跟热管，采用镀镍处理

　　由于显卡超高的能效比，PCB不需要做的很大，因此长度也控制的非常好，甚至还没超过一块标准ATX主板的宽度。

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测试平台配置说明：

测试平台使用主板：技嘉G1.SNIPERZ97

测试平台使用电源：安钛克HCP-1000白金版

测试平台使用SSD：OCZ VERTEX460 240GB

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　　2013年2月1日，Futuremark在其官网上正式宣布了新3Dmark的发布时间，它于UTC时间2月4日18:00，北京时间2月5日凌晨2:00正式发布。新的3Dmark支援桌面与移动平台的跨平台测试，支援windows、Android、iOS与WindowsRT系统平台的测试。新3DMark分为入门级测试IceStrom、主流级测试CloudGate以及高性能测试FireStrike三大场景。取消了过去按照E、P、X的等级划分方式。

基准测试：3Dmark11

　　时至今日依然没有任何一个测试软件或者游戏能够取代3DMark在游戏玩家心目中的地位，因为3DMark的魅力就在于它所带来的不仅仅是惊艳的画面，更重要的是向广大玩家提供了一种权威、系统、公正的衡量显卡性能的方式。

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基准测试：Heaven

　　UnigineHeaven(天堂)显卡测试程序4.0版ForLinux（2013年2月18日发布）

　　对于现代显卡测试而言，除了3DMark之外必不可少的项目就是来自俄罗斯的UnigineHeaven(天堂)，尤以其高负载、高压榨而知名。得益于Unigine引擎的出色性能，Heaven在曲面细分上的表现明显要优于3DMark。

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游戏测试：《孤岛危机3》

　　《孤岛危机3》是前作的精雕细琢的延续。剧情模式具有所需的灵魂和情感，让游戏中的杀戮变得有意义，这一点突破了前作。虽然多人游戏模式不足以留住大量玩家，但毕竟具有自己的特色，为大家提供了额外的选择。这应该不算是提前到来的次世代游戏，但它的操控非常完美，节奏紧凑，战术灵活，剧情故事真实合理，是一款合格的《孤岛危机》系列续作。

游戏测试：《古墓丽影9》

　　《古墓丽影9》将讲述劳拉的首次冒险之旅，主角劳拉?克劳馥的年龄被设定在21岁，那时的她还只是一名刚出茅庐的新人，经验欠缺。随着游戏剧情的发展，玩家将与劳拉共同成长，获得新的武器和道具并习得新技能。在冒险的小岛上，玩家可以在营地对道具进行组合，有些特定区域就需要特定道具和技能才能通过。岛上的各个营地之间可以快捷传送，玩家无需长途跋涉。而除了劳拉外还将有其他角色出现在岛上。

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游戏测试：《地铁2033》

　　《地铁2033》(Metro2033)是俄罗斯工作室4AGames开发的一款新作，也是DX11游戏的新成员。该游戏的核心引擎是号称自主全新研发的4AEngine，支持当今几乎所有画质技术，比如高分辨率纹理、GPUPhysX物理加速、硬件曲面细分、形态学抗锯齿(MLAA)、并行计算景深、屏幕环境光遮蔽(SSAO)、次表面散射、视差贴图、物体动态模糊等等。

游戏测试：《超级房车赛：起点2》

　　《超级房车赛：起点2》是Codemasters最接近PS2经典游戏《职业赛车手》的作品。不同于《超级房车赛：起点》的街头赛车风格，这款游戏的重点回到了拟真的赛车运动，为了比赛而改造的赛车再次占据了车辆列表，而Codemasters在本作中的赛道数量比前作多了几乎一倍。《超级房车赛：起点2》的缺点都很奇怪，比如品质低下的车内视角和有问题的耐力赛，游戏缺少自定义选项，但是总体来说Codemasters在这款游戏中终于又再次引擎全开。

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温度/功耗及超频测试

　　GeForce GTX 970和过去的N卡一样，都还可以进行一定幅度的超频，尽管影驰GTX 970黑将默认就已经达到了1127~1266MHz的超高规格，但是在笔者测试中发现，它还有提升空间，能够进一步发掘潜力。最终，影驰GTX 970黑将版显卡在默认电压下成功超到了1250MHz，并可以稳定通过测试，性能自然也是进一步提升。

　　Maxwell的架构的改良让GTX 970在功耗温度上的表现都必须要用惊艳来形容。面对同为28nm的GTX 780，性能更好的影驰GTX 970黑将在温度上的也大幅领先，待机仅有31度，Furmark拷机没到70度。

　　而功耗方面，影驰GTX 970黑将的满载功耗更是比GTX 780低了50W之多，而两者的系统待机功耗是相近的。可以看出Maxwell架构在功耗上的表现是多么出色。

总结

　　影驰GTX 970黑将是Maxwell到来后最先上市的产品之一，相对于目前的顶级型号3999元的GTX 980，2499元的GTX 970更为直接的击穿了消费者的价格心理线。拥有超过GTX 780的性能，大幅提升的功耗和温度表现，不愧是新一代游戏神器。

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