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    红色帝国AMD这几年在显卡市场有点不顺心,独显份额不断下滑,一度跌破20%大关,直到今年Q1季度才开始有回升,真正翻身还得看今年的Polaris显卡市场表现,好在AMD已经给大家带来了曙光。AMD输给NVIDIA有多方面的因素,市场、渠道、营销以及最重要的产品上都有影响,特别是在Maxwell架构之后,NVIDIA显卡性能、能效全面压制了AMD,如果AMD真的输在产品上,那么有个问题——AMD显卡到底差在哪里?

    影响显卡性能的不外乎架构、工艺这些大方向,不过今天我们这篇超能课堂要关注的不是AMD、NVIDIA显卡架构设计导致的差异,直接影响显卡性能的还有频率这个指标,这次我们来看看AMD、NVIDIA过去几年中不同显卡在频率上有什么差别了。

    GPU Boost:动态调节GPU频率

    集成电路芯片通常都是固定(最高)频率运行的,这样做其实并不灵活,理想情况应该是频率根据需要调整,这种频率动态调节技术说起来也不新鲜了,Intel处理器所用的Turbo Boost就是频率动态调节技术,我们之前也做过详细介绍,可以参考下。


    NVIDIA的GPU Boost技术不仅可以用于游戏卡,专业卡上也有应用

    在GPU上,NVIDIA最先在Kepler架构的GTX 680显卡引入了GPU Boost加速技术,随后在GTX 700系列显卡上发展到了GPU Boost 2.0,而在最新的GTX 1080显卡上推出了GPU Boost 3.0加速技术。此外,该加速技术也不只是GeForce专享,在NVIDIA的Tesla等专业卡上也应用了GPU Boost技术以提高性能,而且部分场合中对性能的提升还是非常明显的,官方表示有40-50%。

    实现GPU加速并不是把频率调高调低这么简单,它需要GPU根据当前的使用情况——功耗、温度、电压、转速等多方因素作出抉择,尽可能提高显卡频率以提升性能,而在不需要高性能的情况下则会降低频率以节能。


    功耗是影响GPU加速的一个关键因素


    GPU Boost 1.0的算法

    在GTX 680显卡上,NVIDIA推出了GPU Boost 1.0加速技术,影响频率提升的主要因素就是显卡TDP功耗,GPU会根据显卡当前的状态来管理频率加速状态。


    GPU Boost 2.0把显卡温度也考虑进去了

    到了GTX 700系列及GTX Titan显卡上,NVIDIA推出了GPU Boost 2.0技术,与第一代显卡它要考虑的因素更多,不光是功耗,还有显卡的温度,也就是说GPU加速频率要照顾到功耗及温度两方面,不会为了性能而让温度超标,这样可以不仅可以提高性能,也不会导致温度失控进而导致风扇转速飙升,带来额外的噪音。

    在我们的测试中,NVIDIA显卡自GTX 700之后温度上限多控制在80-83°C左右,这其中就有GPU Boost技术的考虑。


    GPU Boost 3.0加速

    无论GPU Boost 1.0还是GPU Boost 2.0,GPU频率增加的步进都是固定的(之前做过测试,大约是13MHz一个GPU Offset),而在GTX 1080显卡上,NVIDIA又带来了GPU Boost 3.0技术,它的一个关键改变就是Offset频率不再固定,每个电压点都有对应的频率Offset,这样做的一个好处就是GPU实际加速频率可以更接近理论值。

    AMD这边对GPU加速技术似乎并不热心,HD 7970最高频率就是925MHz,之后在HD 7970 GHz显卡上AMD也带来了动态频率调节技术,基础频率1000MHz,加速频率1050MHz。不过之后的AMD显卡频率虽然也变成了动态调节的了,但AMD的加速做法不太一样,官方公布的频率实际上是最高频率,而支持GPU Boost加速技术的NVIDIA显卡公布的频率实际上是显卡最低频率,二者主要的区别可以参考下面的表格:


    AMD、NVIDIA最近几代显卡的基础及加速频率

    从这张图中我们可以看到,AMD这几代旗舰显卡的频率一直徘徊在1000MHz左右,28nm工艺下升级过的几代显卡都是如此,NVIDIA的显卡有大小两种核心,大核心的GK110、GM200频率设定比较低,小核心的GK104、GM204就高一些,加速频率可达1.2GHz(非公版上1.3GHz甚至1.4GHz也很轻松),这要比AMD显卡高得多。

    到了16/14nm工艺时代,双方在频率上都会提升,但NVIDIA显卡明显更激进一些,GTX 1080显卡基础频率1607MHz,加速频率1733Mhz,仅频率方面就比前代GTX 980提升了40%,这也是GTX 1080显卡性能比后者大幅提升的一个重要原因。


    公版GTX 1080显卡日常应用加速频率实际上可以达到1797MHz

    NVIDIA Pascal显卡的实际运行频率其实比标称的加速频率还要高很多,GTX 1080显卡在游戏应用中加速频率实际上可达1797Mhz,之前测过的非公版GTX 1080显卡更夸张,游戏中甚至可以稳定在1.9-1.95GHz之间,要比官方宣称的加速频率高很多。

    AMD的RX 480显卡频率比前代也有提升,此前曝光的信息显示加速频率可达1266MHz,预售页面上标的参数是1288MHz。不过,与NVIDIA Pascal显卡相比,Polaris显卡相比,AMD显卡的频率还是更加保守一些,并没有N卡这么疯狂。

    总的来说,AMD、NVIDIA两家公司的GPU因为架构及厂商衡量的标准不同,频率上确实存在很大差异,这不会是单纯的技术原因,也不会是简单的市场原因,特别是在Polaris及Pascal显卡上,AMD、NVIDIA双方选择了不同的代工厂,前者是三星/GF系的14nm FinFET LPP工艺,后者是TSMC的16nm FinFET Plus工艺,这对显卡的性能也会有一定影响。

    另一方面,频率的设定不仅影响性能,还会影响显卡的超频潜力,NVIDIA的Pascal显卡自身的频率已经很高,虽然非公版大都可以突破2GHz,但与显卡加速频率相比,超频带来的性能增幅越来越小。AMD这边因为没有多少实测,超频潜力还不好说,不过看到有爆料称AMD会提供新超频工具,RX 480显卡已经超频到1600MHz了,如果是这样,那么在超频这点上,AMD显卡留给用户的空间更大。

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    • 游客  2016-06-29 08:48

      超能网友 终极杀人王

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    • 超能网友终极杀人王 2016-06-25 06:33    |  加入黑名单

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    • 游客  2016-06-24 13:26

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    • 游客  2016-06-24 12:49

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    • 超能网友终极杀人王 2016-06-24 12:44    |  加入黑名单

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    • 超能网友研究生 2016-06-23 18:10    |  加入黑名单

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    • 超能网友高中生 2016-06-23 18:03    |  加入黑名单

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    • 游客  2016-06-23 18:02

      游客

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      14#

    • 游客  2016-06-23 18:00

      超能网友 一代宗师

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    • 游客  2016-06-23 17:44

      游客

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