GPU的實力之謎淺標臺式機和筆記本顯卡的性能差異

同芯不同“命”

帕斯卡架構是英偉達于2016年發布的GPU架構，它旗下的GTX10也是我們最為熟悉的顯卡。和英偉達早期劃分桌面/移動顯卡的策略不同，這一代顯卡無論是桌面版還是移動版，它們的GPU核心、流處理器、光柵和紋理單元數量基本一致，在核心/Boost頻率和流處理器的數量上，有些移動版顯卡甚至還略有優勢（表1、表2）。但是，從跑分和實際的游戲體驗來看，搭載相同GPU的臺式機和筆記本之間仍然存在差距。

性能差異有多大

為了讓大家更加直觀地了解相同GPU的桌面/移動版之間的差距，筆者整理了從MX150移動顯卡（對應GT1030）到GTX1080不同檔次顯卡間的理論測試成績對比。需要注意的是，桌面顯卡還存在一些非公版/超頻版，筆記本領域根據散熱設計的不同，相同GPU也會存在一定的性能波動，針對超輕薄游戲本定制的Max-Q顯卡的性能更是有著進一步的縮水。因此，以下數據僅供大家參考。

MX150 PK GTX1030

GeForce MX150是輕薄本的最佳獨顯搭檔（圖2），其常見于4500元起步的輕薄本陣營。而GT1030則是英偉達桌面顯卡中定位最低的存在，市場均價約為499元。就3DMark跑分軟件的測試成績而言（僅取測試項目中的GPU子項分數，下同），GT1030的性能較MX150有著6%左右的優勢（表3），基本可以忽略不計。換句話說，如今絕大多數武裝MX150獨顯的輕薄本，都已經具備了安裝GT1030獨顯臺式機的性能動力。

GTX1050的對決

GTX1050是“游戲本”專用顯卡的最低下限，它常見于5000元左右的游戲本陣營中。GTX1050桌面顯卡根據顯存容量和頻率的不同，售價處于700元到1000元的價位區間。就性能而言，桌面版的GTX1050較移動版有著10%到16%左右的增幅（表4），比GT1030相較MX150提升得更加明顯。

GTX1050 Ti的比拼

GTX1050Ti是游戲本可以“流暢吃雞”的基本保證，它常見于6000元起步的游戲本，而該顯卡的桌面版售價介于800元到1400元的價位區間。令人欣喜的是，GTX1050Ti的移動版性能較桌面版僅落后3%到5%（表5），基本屬于同一個檔次的存在。沒錯，如果你的游戲本用上了GTX1050Ti，那就沒有必要羨慕武裝這塊顯卡的臺式機了。

GTX1060的較量

GTX1060是游戲本邁入高端陣營的標志，武裝它的產品大都售價為7000元左右。這款顯卡的桌面版根據定位還被細分為3GB版（1400元左右起）和6GB版（1700元左右起），前者將流處理器數量從1280削減到了1152個，因此在性能上會有一定的縮水。但即便如此，3GB版的桌面GTX1060顯卡也要明顯領先于移動版，6GB版本的桌面顯卡更是有著10%以上的性能領先優勢（表6）。也是從GTX1060開始，臺式機的性價比就開始逐漸顯露出來了（5000元就能DIY一臺配置均衡的GTX1060主機）。

GTX1070的碰撞

GTX1070的移動版是個頗為“奇葩”的存在，它的流處理器數量比桌面版的還要多出128個，從1920增加到了2048個（圖3），因此它具備反超桌面版顯卡的機會。市面上武裝GTX1070的游戲本基本都是萬元起步，而其桌面版顯卡的售價則多是2899元起步，DIY攢機的方式依舊更具性價比。當游戲本的散熱足夠好時，GTX1070移動版的性能確實會出現小幅領先桌面版（公版）顯卡的情況（表7），但是桌面顯卡中不乏OC超頻版，以及定位更高的GTX1070Ti，所以武裝GTX1070顯卡臺式機的綜合實力還是更強一些。

GTX1080的決戰

能用上GTX1080移動版的游戲本至少是1.5萬元起步的“貴族”，而這款顯卡的桌面版也接近4000元大關，注定只是極少數玩家的專利。GTX1080移動版和桌面版顯卡的性能差異也不大，基本處于同一個性能檔次（表8）。換句話說，GTX1080臺式機能玩的游戲，GTX1080游戲本也毫無壓力！

差異源于散熱設計

看到這里，估計不少讀者朋友都會心存遺憾——筆記本專用的GPU依舊不如桌面版本！實際上，帕斯卡架構的GTX10顯卡已經極具“誠意”了，哪怕是性能差距最大的GTX1050，其移動和桌面版也不過相差15%左右而已。要知道，在費米和開普勒時代，相同GPU的移動和桌面版顯卡性能差距可是要在30%到50%之間的。

之所以移動顯卡始終無法追平桌面顯卡，通過它們的形態結構我們不難找出答案。高端桌面顯卡獨享一整塊PCB主板（圖4），其中還嵌滿了各種供電元器件，再加上超豪華的散熱模塊，高端大氣上檔次。而移動顯卡大都采用BGA封裝的方式，將CPU和顯存芯片都直接固化在筆記本主板上和CPU做鄰居（圖5），而超薄的散熱模組也盡顯寒酸。

沒錯，筆記本的散熱設計，就是移動顯卡始終無法戰勝同級別桌面顯卡的核心問題之一，筆記本的散熱模塊需要同時照顧到CPU、GPU、顯存和周邊的發熱元件，容易引起熱量的堆疊（圖6）。為了確保安全以及用戶的體驗，OEM廠商都會給GPU設定一個名為“溫度墻”的閾值，一旦GPU在高負荷運行時溫度達到了這個閾值就會觸發降頻機制，而這也是游戲本即使跑分和桌面顯卡接近，但長時間運行游戲的過程中卻可能存在間歇性卡頓（降頻）現象的原因。

都是武裝GTX1060獨顯的游戲本，最便宜的可能只要6500元，但最貴的則接近萬元，后者的散熱模塊設計和用料自然要比前者更好。其跑分成績也更加接近同級別的桌面顯卡。在桌面顯卡中，性能大幅領先公版顯卡的OC型號也并不鮮見，關于這一點我們需要做到心里有數。

功耗墻是背后黑手

和“溫度墻”相比。“功耗墻”同樣是影響移動顯卡性能發揮的夢魔。早在開普勒架構的時代，英偉達就引入了“Boost頻率”的概念，允許顯卡的核心可運行在更高的頻率上，從而實現短時間內的性能提速。到了帕斯卡架構時代，動態超頻也已經升級到了Boost3.0版本（圖7），它最大的特色就是頻率提升的幅度更為夸張。以GTX1060為例，在沒有強制限制頻率的狀態下，當其核心電壓升至安全電壓上限時，頻率可從1405MHz提升到1911MHz！換句話說，只要GPU的溫度和當前功耗沒有超過系統限制，頻率就能超到天際，進而獲得瞬間的極限性能。

筆記本往往就沒有這個福利，雖然最新的移動版帕斯卡顯卡也支持Boost 3.0，但受制于相對孱弱的散熱模塊設計，以及標配電源適配器的最高功率（圖8），很難觸發顯卡運行在Boost 3.0的極限頻率上。很多游戲本換一個功率更高的適配器就能跑出更高的分數（圖9），玩同樣的游戲幀數更高，其背后就是功耗墻的制約。

最新的RTX20顯卡前瞻

盼星星盼月亮，英偉達總算在2019年初祭出了“圖靈”（Turing）架構RTX20系列顯卡的移動版，這一代筆記本專用的“追光”顯卡包括RTX2060（含Max-Q設計）、RTX2070（含Max-Q設計）、RTX2080（含Max-Q設計）以及RTX2080Ti（圖10），它們的規格和對應的桌面版基本一致，這意味著圖靈顯卡的移動/桌面版之間的性能差異仍然不會太大。

和帕斯卡等家族前輩相比，圖靈架構顯卡的最大優勢就是支持尺丁X光線追蹤技術，在游戲中可以帶來更為真實震撼的光影特效，比如游戲場景中的汽車表面可以映射真實的爆炸光影（圖11），能給人一種更加身臨其境的代入感。此外。新一代移動顯卡還能賦予筆記本WhisperMode（智能調試游戲幀率，為筆記本節能減耗）功能，其性能也較之前輩有了大幅提升。

據悉。甜品級的RTX2060顯卡性能比上代GTX1060提升了60%，接近上代高端卡GTX1070Ti的水平。而筆記本上的RTX2080能以60FPS以上幀數運行《戰地5》這類支持實時光線追蹤的游戲，性能已經超過PS4 Pro兩倍。在《最終幻想15》的跑分排行榜中。RTX2070 Max-Q設計顯卡的}生能就足夠輕松超越桌面版的GTX1080，以及AMD的桌面旗艦RX Vega 64，考慮到其在筆記本上受到的性能、散熱限制。這樣的表現堪稱相當給力了。

可惜，從供應鏈傳出的消息稱，在同樣配置下，武裝RTX20系列顯卡的筆記本要比上代顯卡貴出2000元。這意味著即使RTX2060移動版顯卡具備超越上代GTX1070的性能，但我們所需花費的開銷也基本等同于購買一部配備GTX1070獨顯的游戲本了。對于絕大多數普通用戶而言。短期內RTX20系列移動顯卡依舊是可遠觀而不可褻玩的存在。

目前已經有不少OEM廠商發布了第一批武裝RTX20系列顯卡的新品，比如聯想旗下的拯救者Y9000K（最高可選RTX2080Max-Q）與Y540（RTX2060）、華碩旗下的ROG全新冰刃3sPlus（RTX2080 Max-Q）、宏碁旗下的掠奪者Triton 900和Triton500（最高可選RTX2080）（圖12）。如果你對RTX20系列移動顯卡的更詳細規格和性能感興趣，敬請關注CFan的后續報道。