Maxwell全新出擊

小歡

英偉達GTX 980、GTX 970全面解讀

顯顯卡的發展總是吸引著玩家的眼球，尤其是游戲玩家，對畫質和游戲的無限追求使得顯卡性能一直處于“饑渴”狀態，這也一直引領著顯卡的高速發展。在今年早些時候，英偉達發布了Maxwell架構以及這個架構的小核心GM107之后，人們就對Maxwell在大核心上的優勢非常期待。終于，英偉達在上個月發布了全新的GM204核心的Maxwell旗艦產品——GeForce GTX 980和GTX 970。這兩款產品以強大的性能優勢和史無前例的超高性能功耗比出現在人們面前。那么，GTX 970和GTX 980又有哪些值得我們了解的內容呢？它們又帶來了哪些全新技術呢？

作為目前最重要的GPU廠商之一，英偉達早在去年就公布了自己的架構路線圖。在廣受好評的Kepler架構后，英偉達將推出的是Maxwell架構，繼續加強GPU的能耗比同時提高性能。不過，Maxwell的首款產品是面向中低端市場的GTX 750系列，展示出了超強的性能功耗比，這也使得人們對Maxwell架構在中高端顯卡上的表現有了更多的期待。終于，在2014年9月18日，英偉達正式發布了Maxwell架構的高端顯卡——GTX 980和GTX 970，采用了Maxwell架構的較大核心GM204，掀起了GPU市場的又一次熱潮。

GTX 980和GTX 970的規格介紹

在介紹產品性能之前，讓我們一起來看看GTX 980和GTX 970的相關產品規格。

GTX 980采用的是GM204-400核心，這也是目前GM204規格最高的核心，它擁有2048個CUDA Core，單精度計算能力為5TFLOPS，紋理填充能力為144GT/s。在頻率方面，GTX 970的核心基準頻率為1126MHz，Boost頻率為1216MHz，幾乎是目前頻率最高的GPU。顯存方面，GTX 980沒有配備更大的顯存位寬，而是很恰當地使用了256bit位寬，不過搭配的顯存頻率高達7012MHz，顯存帶寬也達到了頂級顯卡才有的224GB/s，顯存容量為4GB，滿足4K超清時代的顯存需求。接口方面也為4K超清做出了改變，GTX 980首次在桌面顯卡上支持了HDMI 2.0，支持HDMI接口輸出60Hz的4K超清視頻。此外，公版的GTX 980還首次提供了三個DisplayPort 1.2接口，只提供了一個帶模擬信號輸出的DVI雙鏈接口。在如此強悍的功能和規格背后，GTX 980的功耗表現令人驚訝， GTX 980 TDP為165W，使用雙6pin接口，是目前同檔次顯卡中最為節能的產品。在實際測試中，這款顯卡的性能超越目前最強悍的GTX 780Ti15%左右，令人咋舌。

說完了GTX 980，再來看看GTX 970。GTX 970采用了GM204-200核心，流處理器數量縮減至1664個，核心基準頻率為1050MHz， Boost頻率為1178MHz，都比GTX 980略低。顯存規格方面和GTX 980完全相同，也是256bit、4GB、7012MHz的配置。由于規格略低，因此GTX 970的功耗進一步降低至145W，也同樣配備了雙6pin供電接口。接口方面GTX 970和GTX 980能夠支持的規格完全一樣，但目前市場上的GTX 970都是非公產品，因此具體配置和廠商選擇相關。性能方面GTX 970公版頻率下比GTX 780略快，但是功耗奇低，非公版性能還會更好，值得期待。

在說完了GTX 980和GTX 970的規格后，很多玩家很好奇，為什么Maxwell架構的GM204有如此出色的功耗表現呢？

更高的性能功耗比——Maxwell全新的架構設計

Maxwell在之前的GM107上展示出了超強的性能功耗比，在這次的GM204上也是如此。下面我們根據英偉達的官方資料來詳細看一下有關GM204內部架構設計的內容。

根據目前的數據來看，GM204核心擁有4個GPC，每個GPC內部有4個SMM（麥克斯韋流式多引擎單元），一個SMM擁有128個CUDA Core。這樣算下來，一整個GM204就擁有總計16個SMM和2048個CUDA Core。

具體到每個SMM來看的話，每個SMM除了密密麻麻的CUDA Core外，還有1個多形體引擎和8個紋理單元。多形體引擎主要和幾何計算相關，用于曲面細分以及相關計算，后者則和貼圖、紋理能力相關。根據NVIDIA的官方數據，Maxwell的SMM相比之前Kepler的SMX，每瓦特效能是后者的2倍，每核心的效能提升到了后者的135%。

對于SMM和SMX在內部設計上的差異，英偉達表示，相比SMX，SMM最大的特點在于為每一個SMM繼續進行了層級分配，SMM將之前只有獨一份、較大的邏輯控制、指令分派單元并行設計為四個較小的單元，每個單元僅僅控制32個CUDA Core以及相關配套計算單元，邏輯控制能力更強，因此效率更高了。此外，之前SMX上的Register File容量為65536×32bit。在SMM中，每個Register File的容量被縮減到16384×32bit，相當于只有之前的1/4，但一共設計了4個，因此總量不變。

在顯存控制器方面，一個完整的GM204擁有4個64bit的顯存控制器，每個顯存控制器擁有16個ROP單元并控制著512KB的L2緩存。整個GM204總計擁有256bit顯存位寬、64個ROP單元和2MB緩存。整個GM204核心擁有52億個晶體管，采用TSMC 28nm工藝制造，核心面積大約398平方毫米。

全新技術——隨GM204而來的新特性

除了顯卡本身，英偉達也公布了一些全新技術，有些技術可以在之前的產品上使用，比如DSR，有些技術則不能。下面為大家簡單介紹一下部分新技術內容。

1.MFAA多幀采樣抗鋸齒

傳統的抗鋸齒是在單幀中獲取鋸齒信息并加以增加采樣計算，從而降低鋸齒的。但是MFAA則不是這樣，它通過判斷多幀中同一部位的不同信息，從而達到抗鋸齒效果。英偉達MFAA的優點在于比傳統的MSAA性能要求更低，比如在4XMFAA的效果就相當于傳統的8XMSAA，但是性能要求也只和4XMSAA相當。目前MFAA還在研發中，尚未正式推出。

2.DSR動態分辨率

DSR全稱是Dynamic Super Resolution，它的特點是在顯卡端通過對分辨率倍數的提升，在高分辨率或者超高分辨率下渲染，再縮減采樣至顯示器上，這樣可以實現極為出色的畫面效果，同時徹底杜絕諸如鋸齒等現象。比如1080p的顯示器以3840x2160的分辨率渲染，再縮放至1080P顯示器，使得畫面精美度大幅度提升。

3.基于體素的全局光照技術

這項技術的全稱是VOXEL GLOBAL ILLUMINATION。之前的對3D圖形的光照計算多只有一次光照或者二次光照，對光的散射和折射處理都不夠到位。而英偉達全新的VGXI技術基于體素的改建，重構了光照模型，使得渲染效果更為逼真，接近真實照片，這也是光線追蹤技術的最新發展之一。

Maxwell，英偉達的又一次極致

從上文的介紹來看，Maxwell的GM204在工藝沒有更新的情況下，依靠架構改進和內部設計優化，實現了相比之前Kepler架構的效能大躍進。這也是英偉達在轉向追求產品性能功耗比之后的一次重大勝利。其代表產品GTX 980和GTX 970無論性能、功耗、技術還是散熱、實際產品都幾乎無可挑剔，堪稱目前頂級顯卡的最佳選擇。目前GTX 980的官方指導價格為4999元，GTX 970則是2999元，也比較合適。如果你是頂級玩家的話，相信這兩款顯卡都不會讓你失望的。