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  • 拼 命 加 载 中 ... GM200核心架构简介

    从Kepler时代开始,NVIDIA的GPU架构开始走三星Galaxy S、Galaxy Note那样的双旗舰路线,避免了之前AMD、NVIDIA有关大核心GPU优劣的争论。在这其中,针对桌面游戏显卡市场,NVIDIA推出了GK104核心,保证游戏性能的同时控制功耗和发热,之后还有规模更大的GK110核心,在此基础上又推出了GTX Titan这样的旗舰中的旗舰显卡。

    到目前为止,Titan系列中已经有单卡的GTX Titan、GTX Titan Black及GTX Titan Z双芯卡这三款了,如今Maxwell架构的GM204核心已经发布半年了,大核心GM200显卡在月初的GDC大会上也正式亮相了,NVIDIA今天还有自己的GTC大会,GTX Titan X的发布将成为其中的重头戏。(老黄一边开幕式演讲,这边的评测就解禁了)


    GTX Titan X使用的是GM200核心

    GM200核心架构简介:CUDA核心、位宽增加50%

    NVIDIA的大核心GPU不仅要考虑游戏,还要顾及GPU计算性能,所以规模要比桌面级的GM204大得多,GTX 780 Ti的GK110核心是2880个CUDA单元,比GK104核心的1536个CUDA单元多了87.5%,这次的GM200核心在CUDA单元上继续比GTX 980增加了50%,达到了3072个CUDA核心。


    GK110核心架构示意图,288个CUDA核心,384bit位宽


    GTX 980显卡的GM204核心示意图,2048个CUDA核心,256bit位宽

    GTX Titan X的Maxwell架构我们之前介绍过多次了,详情可以参考之前GTX 980显卡的评测。GTX Titan的GM200核心拥有6组GPC单元,24组SMM单元,每组SMM单元128个CUDA核心,总计3072个CUDA核心,而显存控制器也从之前4组64bit GDDR5变成了6组,位宽384bit。


    Titan X的GM200核心,3072个CUDA核心,384bit位宽。


    GTX Titan X显卡详细规格

    更新:国内价格也确认了,7999元的定价跟之前的GTX Titan显卡是一样的。

    GTX Titan X显卡:白富美变身黑大汉

    在过往的公版卡中,AMD的散热器设计要比NVIDIA的公版更漂亮一些,NVIDIA直到GTX 680公版卡上都有些廉价的感觉,在双芯的GTX 690上,NVIDIA引入了全新的公版散热器设计,使用了镁铝合金+透明亚克力外壳。之后的GTX Titan显卡上继承了这种设计,并在随后的GTX 780 Ti/780/770、GTX Titan Black等高端显卡上应用了这种散热器。


    GTX 780 Ti、GTX 980与GTX Titan X对比

    这次的GTX Titan X显卡在散热器主体上也延续了GTX Titan系列显卡的风格,不过配色有了明显不同——原本白色的外壳变成了黑色磨砂质感外壳,Logo字体从黑变白。NVIDIA表示这种设计源于他们对全球发烧玩家的调查,而黑色通常也能给人以更高端更严肃的感觉。

    配色的改变到底变丑还是变美了,每个人的答案可能不一样,笔者个人的话其实还是喜欢原来的风格多一些,因为白色更能反映出镁铝合金的金属质感。


    背部对比

    除了正面的变化之外,GTX Titan X背部也没了GTX 980上开始使用的背板(逼格瞬间降低30分)。NVIDIA说这不意味着GTX Titan X显卡都没有背板,这个显卡是分为好多版本的,具体情况取决于市面上厂商销售的显卡。


    视频输出接口跟GTX 980是一样的,DVI、HDMI 2.0及3个DP 1.2


    供电接口为8+6pin


    测试的样品没贴纸,不知道厂商开卖的版本会不会允许放自家logo贴纸

    GTX Titan X显卡的散热器

    GTX Titan X显卡主要变化的是配色,散热器本身变化不大,还是真空腔均热板+涡轮风扇设计,由于NVIDIA这几代显卡功耗都在降低,所以这个散热器的噪音及温度控制的很不错。


    GTX Titan X显卡的散热器设计


    GTX Titan X显卡拆解:供电优化,降低电流噪声

    GTX Titan X显卡全长约为26.7厘米,10.5英寸PCB规格,这跟之前的GTX Titan及GTX 980是一样的,其PCB电路布局更接近之前的GTX Titan设计,跟GTX 980的有所不同。


    GTX Titan显卡的PCB设计,6+2相供电


    GTX 980显卡的PCB设计,4+1相供电


    GTX Titan X显卡的PCB设计(点击放大)

    GTX Titan X显卡也是6+2相供电,中间对称式布局。


    背部PCB,布置了另外一半的6GB显存


    6+2相供电

    仔细对比了之前GTX Titan显卡的PCB用料,虽然都是6+2相,不过GTX Titan X总体上要好一些,使用了模压电感及极化电容,显存2相供电是多了2个470uf的钽电容,MOSFET也变成了1上1下,核心供电的MOSOFET从之前飞兆半导体的FDMF6823变成了FDMF6820A,二者的最大电流都是55A,转换效率93%,数量也从6个变成了8个。

    这次供电电路的部分变化主要是为了降低显卡的电流噪音,因为显卡高频运行时,不仅风扇会产生噪音,PCB电路元件在高频率下也会电流噪音。


    PWM主控为NCP81174

    电路PWM主控芯片为安森美的NCP81174,之前GTX 980显卡上就使用了一颗“81174”主控芯片,猜测就是NPC81174,这次的GTX Titan X上倒是直接标明了芯片详细型号。同样地,这颗PWM主控也是独立PCB设计,延续了NVIDIA一贯的设计。


    GM200核心


    显存颗粒

    NVIDIA在GTX 980显卡上用回了三星的GDDR5 4Gb颗粒,不过GTX Titan X又变成了SK Hynix的产品,编号为K5GQ4H24MFR R2C,也是4Gb颗粒,单颗容量为512MB,全卡总计使用了24颗,正反面各有12颗,总容量12GB。

    测试平台及说明

    测试平台配置如下图所示:

    GTX Titan X的定位来说,它主要是取代GTX Titan及Titan Black的,不过这两个显卡现存不多了,这里对比的显卡主要是GTX 980、GTX 780 Ti及AMD最强的R9 290X显卡。

    游戏性能上,1080p分辨率对这些显卡来说都是小菜一碟了,而GTX Titan X配备了12GB超高容量显存,明显是奔着4K分辨率去的,这次的测试就主要跑了4K及1080p两个分辨率,游戏都是最高画质,有需要的话还会打开4x MSAA抗锯齿。

    GTX Titan X vs.GTX 780 Ti:领先48%-58%

    GTX 780 Ti是GK110核心的代表,但Kepler架构在后背的Maxwell架构面前已经没多少优势了,之前GTX 980显卡都能轻松战胜GTX 780 Ti,现在GM200大核心的GTX Titan X面对GTX 780 Ti犹如切菜一样,全面领先GTX 780 Ti,1080p分辨率下领先48.7%,而4K分辨率下领先优势达到了58%。


    1080p分辨率的性能测试


    4K下的性能测试

    GTX Titan X vs.GTX 980:领先30%-33%

    与GTX 980相比,GTX Titan X的规模及位宽正好多出50%,不过它的频率比GTX 980要低110MHz左右,1080p下性能提升30%左右,4K下领先33%左右。


    1080p下的性能测试


    4K下的性能测试

    GTX Titan X vs.R9 290X:领先46%-48%

    严格来说,AMD的R9 290X显卡并不是GTX Titan X的竞争对手,二者从定位上来看就不是一个等级上的,对付R9 290X,NVIDIA有GTX 980也就够了。R9 290X显卡的性能跟GTX 780 Ti一个等级,因此GTX Titan X也会大幅领先R9 290X,1080p下领先48%左右,不过4K下R9 290X反倒是缩小了一些与GTX Titan X的差距。

    此外,AMD显卡还支持Mantle,测试中有三个游戏跑了Mantle及DX11下的成绩,这对AMD显卡来说也能挽回一点优势。


    1080p下的性能测试


    4K下的性能测试

    GTX Titan X散热性能测试:满载83°C

    这次的测试为室内裸机环境,室温约为23-24°C左右。

    首先要说的是,NVIDIA表示GTX Titan X也支持GTX 960那样的低负载风扇停转技术,不过测试的这块GTX 980在待机时温度38°C,但风扇并没有停转,依然有1000RPM左右的转速。

    4K分辨率的Hevean 4.0负载下,GTX Titan X显卡的温度最终上升到了83°C,转速为2374RPM左右,不论是转速还是温度曲线都跟之前GTX 780 Ti的表现很像,看起来NVIDIA在这个显卡上也遵循了类似的温度控制策略,温度上限都是在83°C左右,温度超过限制之后就会开始降频,但转速并不会明显提高,这样有利于控制噪音。

    Furmark拷机时,GTX Titan X的温度也没有超过83°C,转速略微提高到了2700RPM,主要还是频率降低了,此时只有848MHz,比GTX 980要低得多,但比GTX 780 Ti好得多。

    至于噪音,R9 290X吵死人的风扇就不说了,待机及Hevean 4.0下NVIDIA的三款显卡都很安静,Furmark下GTX 780 Ti就比较吵了,GTX Titan X有轻微的风扇声,综合下来完全可以接受。

    GTX Titan X整机功耗:Maxwell高效还在吗?

    从GTX 750 Ti到GTX 980再到GTX 960,NVIDIA的Maxwell架构的高能源效率一直为人赞叹,这次的GTX Titan X也是Maxwell架构的产物,但它的规模远远超过之前的几款显卡,28nm工艺下塞进去80亿晶体管,高性能必然也会带来高功耗,这次GTX Titan X表现又如何呢?


    整机功耗测试

    桌面待机状态下,GTX Titan X整机功耗为57W,比GTX 980和GTX 780 Ti略高,但明显低于R9 290X显卡的71W。Heaven 4.0中,各显卡的整机功耗开始拉开差距,GTX Titan X显卡整机功耗为273W,比R9 290X显卡整机功耗低了63W,但比GTX 980显卡高了87W,比GTX 780 Ti也高了39W。

    考虑到性能提升幅度,GTX Titan X的电源效率依然值得表扬,NVIDIA在Maxwell架构上做的最成功就是能耗比了。

    GTX Titan X显卡超频测试:风冷1.4GHz

    前面的PCB设计中,GTX Titan X的电路做了改进,不仅可以降低高频时的噪音,还提供了更多的超频余量,包括TDP提升空间。这款显卡的默认频率也只有1000MHz,加速频率通常在1.1GHz左右,相比GTX 980的表现来说,确实还有很大的空间。


    超频后的结果(点击放大)

    简单尝试了下超频,显存频率从1753MHz提升到2000MHz,核心频率增加了200MHz,最高运行频率达到了1389MHz,风冷下差不多是1.4GHz了。3DMark FireStrike测试中,超频后的分数提升到了15377分,GPU分数为19904分,总分提升了10.6%,GPU分数提升了17.6%。

    GTX Titan X的One More Thing:12GB利用率如何?

    最后一个问题我们来看看这款显卡的显存问题,NVIDIA的GTX Titan发布时配备了6GB显存,而当时NVIDIA的GTX 680不过是2GB显存,现在NVIDIA的GTX 980显卡是4GB显存了,但GTX Titan X的显存容量达到了12GB,也是两倍的提升,那么12GB显存在游戏中到底能利用多少呢?


    GTX Titan X显卡的12GB显存需要正反面布局


    FireStrike Ultra模式下GTX Titan X显卡用到了3GB左右的显存


    Ultra+8x MSAA+特效全开,显存占用达到了4276MB左右


    4K+8x MSAA下的天堂4.0,显存占用也是3GB左右


    4K最高画质下的神偷4,显存占用约为3315MB


    孤岛危机3中显存占用也是3GB左右


    怪物猎人视不同场景,显存占用在3-4GB左右


    CPU超频4.5GHz之后显存占用也没多大提升

    目前的测试都是默认CPU频率的,为了排除CPU瓶颈的问题,上面这张图是CPU超频到4.5GHz之后重新跑的,不过这对提高显存占用没什么帮助,依然是4GB左右,显存主控负载也只有49%。

    上面的测试都是在4K分辨率或者4K+8x MSAA下检验的,不过GTX Titan X上游戏所能利用的显存容量多数在3-4GB之间,能用到12GB显存的机会并不多。不过《魔多的阴影》这个游戏特别吃显存,在4K画质下据说能达到10GB的显存占用,这个游戏还在下载中,后续会补上这个游戏的显存占用。


     《魔多的阴影》在4K+Ultra画质下显存占用达到了6288MB左右

    当然,这里的测试并不是为了证明12GB显存是否浪费,毕竟配备多大的显存从根本上来说不是技术问题,而是厂商的选择,作为一款超旗舰显卡,配备12GB显存也没什么不好的。

    GTX Titan X:为4K而生,壕·发烧玩家之选

    即便没有GTX Titan X,NVIDIA仅凭GTX 980及GTX 970也能在高端市场上活得很痛快,Maxwell架构对AMD GCN架构的显卡领先是全方位的,不论是性能还是温度、功耗。从这个意义上来说,GTX Titan X对NVIDIA来说不是雪中送炭那般急需,这次是“锦上添花”,有了它,高端显卡市场上有了双保险,AMD的新产品就算超过了GTX 980,还有GTX Titan X这样的大哥等着呢。

    作为GM200大核心的产物,GTX Titan X显卡的性能达到了新高度,这几年的单卡架构性能提升不像很多年前那样动不动就是100%的提升,GTX Titan X相比上代GK110核心的GTX 780 Ti性能提升了50-60%左右,而之前GTX 680相比GTX 580提升也不过32%,GTX 780对GTX 680提升也不过是27%。在这些架构级的提升中,GM200核心的性能增幅是高于前两代的。

    单纯的数字总是很枯燥,面对动辄60fps甚至100fps以上的帧数,很多人对GTX Titan X的性能提升可能不以为然,如果以1920x1080分辨率的要求来看,这两代的高端显卡确实“过剩”了,但GTX Titan X要考虑的已经不是1080p了,而是更高的4K。从测试中我们也可以看出,GTX 980这样的显卡在应付4K游戏时也有些勉强,但GTX Titan X显卡在4K+4x MSAA的画质下,大部分游戏中都超过了30fps的及格线,孤岛危机3中还不够30fps,但流畅度大大高于其他显卡。

    此外,VR虚拟现实技术也对显卡的性能提出了更高要求,要想获得更清晰的3D分辨率,显卡的性能就得直线提升,NVIDIA这次也推出了“异步时间规整”的VR技术,还支持SLI下的VR虚拟现实。这方面不光是NVIDIA有动作,AMD在下一代显卡上也非常强调VR技术,之前还发布了Lucid VR技术规范。

    GTX Titan X的市场前景及影响

    NVIDIA这款GTX Titan X显卡是针对1%甚至1‰的高端玩家而造的,从外观到配色再到信仰LED以及12GB的显存,这些都是为了讨好发烧玩家,所以前两代的GTX Titan显卡都不便宜,999美元的价格是普通桌面显卡的两三倍,前代GTX Titan是7999元,这款显卡的售价也维持了前代的水准,高达7999元,所以这种产品已经很难用性价比去衡量,想要超值的感觉,玩家尽可以去选GTX 980、GTX 970甚至GTX 960,GTX Titan X不是大家的菜。

    对于这款显卡,我其实倒不相信AMD能受多大的影响了,R9 290X显卡现在多数都在3000元内,部分显卡甚至2000块都可以买到,GTX Titan X根本不会冲击到AMD任何显卡的销量。对GTX Titan X来说,现在是蝎子尾巴——独一份,在AMD、NVIDIA无法正面交锋的情况下,你根本无需详细考虑显卡的性能、功耗、温度等指标。

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    • 游客  2016-08-03 13:03

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    • 游客  2015-03-29 23:07

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    • 我匿名了  2015-03-25 15:23

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    • 我匿名了  2015-03-21 04:59

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      超能网友 初中生

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      63#

    • 游客  2015-03-19 09:22

      游客

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。
      2015-03-19 00:36 已有9次举报
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    • 该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。

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      62#

    • 游客  2015-03-19 00:36

      游客

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。
      2015-03-18 15:17 已有2次举报
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      61#

    • 游客  2015-03-19 00:30

      游客

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。
      2015-03-18 20:11
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    • 该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。

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      60#

    • 游客  2015-03-18 22:20

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。

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      59#

    • 超能网友大学生 2015-03-18 20:37    |  加入黑名单

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。

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      58#

    • 游客  2015-03-18 20:11

      游客

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。
      2015-03-18 19:20 已有2次举报
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    • 该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。

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      57#

    • 超能网友高中生 2015-03-18 19:23    |  加入黑名单

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。

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      56#

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