Maxwell全新出擊

小歡

英偉達(dá)GTX 980、GTX 970全面解讀

顯顯卡的發(fā)展總是吸引著玩家的眼球，尤其是游戲玩家，對(duì)畫質(zhì)和游戲的無限追求使得顯卡性能一直處于“饑渴”狀態(tài)，這也一直引領(lǐng)著顯卡的高速發(fā)展。在今年早些時(shí)候，英偉達(dá)發(fā)布了Maxwell架構(gòu)以及這個(gè)架構(gòu)的小核心GM107之后，人們就對(duì)Maxwell在大核心上的優(yōu)勢(shì)非常期待。終于，英偉達(dá)在上個(gè)月發(fā)布了全新的GM204核心的Maxwell旗艦產(chǎn)品——GeForce GTX 980和GTX 970。這兩款產(chǎn)品以強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)和史無前例的超高性能功耗比出現(xiàn)在人們面前。那么，GTX 970和GTX 980又有哪些值得我們了解的內(nèi)容呢？它們又帶來了哪些全新技術(shù)呢？

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

GTX 980和GTX 970的規(guī)格介紹

在介紹產(chǎn)品性能之前，讓我們一起來看看GTX 980和GTX 970的相關(guān)產(chǎn)品規(guī)格。

GTX 980采用的是GM204-400核心，這也是目前GM204規(guī)格最高的核心，它擁有2048個(gè)CUDA Core，單精度計(jì)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(zhǔn)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(dāng)?shù)厥褂昧?56bit位寬，不過搭配的顯存頻率高達(dá)7012MHz，顯存帶寬也達(dá)到了頂級(jí)顯卡才有的224GB/s，顯存容量為4GB，滿足4K超清時(shí)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(gè)DisplayPort 1.2接口，只提供了一個(gè)帶模擬信號(hào)輸出的DVI雙鏈接口。在如此強(qiáng)悍的功能和規(guī)格背后，GTX 980的功耗表現(xiàn)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(jié)能的產(chǎn)品。在實(shí)際測(cè)試中，這款顯卡的性能超越目前最強(qiáng)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(shù)量縮減至1664個(gè)，核心基準(zhǔn)頻率為1050MHz， Boost頻率為1178MHz，都比GTX 980略低。顯存規(guī)格方面和GTX 980完全相同，也是256bit、4GB、7012MHz的配置。由于規(guī)格略低，因此GTX 970的功耗進(jìn)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(guī)格完全一樣，但目前市場(chǎng)上的GTX 970都是非公產(chǎn)品，因此具體配置和廠商選擇相關(guān)。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(huì)更好，值得期待。

在說完了GTX 980和GTX 970的規(guī)格后，很多玩家很好奇，為什么Maxwell架構(gòu)的GM204有如此出色的功耗表現(xiàn)呢？

更高的性能功耗比——Maxwell全新的架構(gòu)設(shè)計(jì)

Maxwell在之前的GM107上展示出了超強(qiáng)的性能功耗比，在這次的GM204上也是如此。下面我們根據(jù)英偉達(dá)的官方資料來詳細(xì)看一下有關(guān)GM204內(nèi)部架構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

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

具體到每個(gè)SMM來看的話，每個(gè)SMM除了密密麻麻的CUDA Core外，還有1個(gè)多形體引擎和8個(gè)紋理單元。多形體引擎主要和幾何計(jì)算相關(guān)，用于曲面細(xì)分以及相關(guān)計(jì)算，后者則和貼圖、紋理能力相關(guān)。根據(jù)NVIDIA的官方數(shù)據(jù)，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(duì)于SMM和SMX在內(nèi)部設(shè)計(jì)上的差異，英偉達(dá)表示，相比SMX，SMM最大的特點(diǎn)在于為每一個(gè)SMM繼續(xù)進(jìn)行了層級(jí)分配，SMM將之前只有獨(dú)一份、較大的邏輯控制、指令分派單元并行設(shè)計(jì)為四個(gè)較小的單元，每個(gè)單元僅僅控制32個(gè)CUDA Core以及相關(guān)配套計(jì)算單元，邏輯控制能力更強(qiáng)，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(gè)Register File的容量被縮減到16384×32bit，相當(dāng)于只有之前的1/4，但一共設(shè)計(jì)了4個(gè)，因此總量不變。

在顯存控制器方面，一個(gè)完整的GM204擁有4個(gè)64bit的顯存控制器，每個(gè)顯存控制器擁有16個(gè)ROP單元并控制著512KB的L2緩存。整個(gè)GM204總計(jì)擁有256bit顯存位寬、64個(gè)ROP單元和2MB緩存。整個(gè)GM204核心擁有52億個(gè)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(shù)——隨GM204而來的新特性

除了顯卡本身，英偉達(dá)也公布了一些全新技術(shù)，有些技術(shù)可以在之前的產(chǎn)品上使用，比如DSR，有些技術(shù)則不能。下面為大家簡(jiǎn)單介紹一下部分新技術(shù)內(nèi)容。

1.MFAA多幀采樣抗鋸齒

傳統(tǒng)的抗鋸齒是在單幀中獲取鋸齒信息并加以增加采樣計(jì)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(dá)到抗鋸齒效果。英偉達(dá)MFAA的優(yōu)點(diǎn)在于比傳統(tǒng)的MSAA性能要求更低，比如在4XMFAA的效果就相當(dāng)于傳統(tǒng)的8XMSAA，但是性能要求也只和4XMSAA相當(dāng)。目前MFAA還在研發(fā)中，尚未正式推出。

2.DSR動(dòng)態(tài)分辨率

DSR全稱是Dynamic Super Resolution，它的特點(diǎn)是在顯卡端通過對(duì)分辨率倍數(shù)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(shí)現(xiàn)極為出色的畫面效果，同時(shí)徹底杜絕諸如鋸齒等現(xiàn)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(shù)

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

Maxwell，英偉達(dá)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(gòu)改進(jìn)和內(nèi)部設(shè)計(jì)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了相比之前Kepler架構(gòu)的效能大躍進(jìn)。這也是英偉達(dá)在轉(zhuǎn)向追求產(chǎn)品性能功耗比之后的一次重大勝利。其代表產(chǎn)品GTX 980和GTX 970無論性能、功耗、技術(shù)還是散熱、實(shí)際產(chǎn)品都幾乎無可挑剔，堪稱目前頂級(jí)顯卡的最佳選擇。目前GTX 980的官方指導(dǎo)價(jià)格為4999元，GTX 970則是2999元，也比較合適。如果你是頂級(jí)玩家的話，相信這兩款顯卡都不會(huì)讓你失望的。