NVIDIA Maxwell显卡高能耗比体验测试
在3月下刊《以小博大 NVIDIA Maxwell显卡深度测试》一文中，我们对NVIDIA采用Maxwell新核心的两款产品GTX 750Ti和GTX 750进行了全面地深度测试。它值得称道的是其出色的能耗比，低功耗、高性能的特点给我们留下了很深的印象。这种特性带来的直观体现就是，它的晶体管数量、核心面积和同级别的产品差不多，但游戏性能却更强、功耗反而更低。凭借这种足以傲视群雄的优势，Maxwell在上市后迅速在千元及千元内的主流市场站稳脚跟，成为这个级别市场的明星产品。那么市售的Maxwell显卡中究竟哪些才是明星产品、更值得购买呢？今天我们就从节能层面来聊聊Maxwell显卡，并深度体验三款值得购买的明星产品。
Maxwell的节能设计
在Kepler之前，NVIDIA在Tesla和Fermi这两代GPU的设计中，对功耗和性能功耗比的重视程度都不够，因此这两代显卡无论是温度还是功耗表现都不甚令人满意。不过在Maxwell发布后，人们看到了NVIDIA在这方面的积极改变。尤其是GTX 750Ti，以50W左右的功耗达到了之前280W的GTX 480的性能水平。抛开工艺进步所带来的性能改善外，NVIDIA也在Maxwell的架构设计方面做出了巨大的改进。
以性能功耗比为设计目标
在移动计算大潮来临之前，作为业界领袖的英特尔就已经决定将整体设计重心从之前的桌面平台迁移到移动平台来，因此人们看到从SandyBridge、IvyBridge再到目前的Haswell，整个CPU的能耗比表现越来越好。尤其是移动处理器，Haswell移动处理器的相关产品已经可以支撑超轻薄笔记本电脑8小时使用，这在之前是非常难以达到的。
在GPU方面，NVIDIA考虑到自己Tegra的发展，因此从Kepler时代开始就决定转向性能功耗比优先的产品设计策略。在Kepler上，性能功耗比已经相比Fermi提升了一大步，官方数据是4～6 倍。在Maxwell上，NVIDIA进一步加强了性能功耗比方面的优化，从开始设计之初就在考虑通过各种手段提升GPU的性能的同时保持功耗维持不变甚至更低，这也是非常了不起的事情。
在设计目标转变后，NVIDIA在做任何设计上的改动时，衡量的首先标准并非是绝对性能，而是性能功耗比。这就意味着设计人员必须更为小心谨慎地权衡其方案是不是真的能够提升效率，这比单纯的不考虑功耗仅仅考虑提升性能更有挑战，也更为困难。
但这样做的好处也非常明显。如果单纯考虑性能的话，未来的产品可能不会留下太多的性能提升空间，因为散热和电源供应能力使得“功耗墙”成为GPU性能发展难以逾越的天堑。但是以性能功耗比为设计目标后，在远没有达到“功耗墙”之前，获得的性能就已经超出上代产品，接下来设计人员有充足的空间对产品进行设计和调试，以期取得性能和功耗的平衡。总的来说，从以绝对性能为目标转向以性能功耗比为目标，是NVIDIA GPU设计思想的重要、根本性的改变。
架构革新，功耗降低
大家都知道晶体管工作需要电能，但是电能究竟如何使用却不甚了解。在晶体管中，电能的作用主要是维持或改变晶体管状态，或者干脆漏电发热。在频率一定、晶体管数量一定的情况下，如何使得有限的晶体管开关次数尽可能多的转化为性能，就是架构设计的首要考虑因素。
在Kepler上，NVIDIA首次尝试使用了更小的CUDA Core，更宏观的逻辑控制，使得晶体管中用于有效计算的单元数量大幅度提升，完成了自Fermi以来的一次能耗比飞跃。在Maxwell中，NVIDIA再度重新设计了整个GPU SMM的逻辑层，使得每一个CUDA Core得到了更为严格的控制。在Kepler上，一个大的控制模块控制了所有的192个CUDA Core。但是在Maxwell上，四个小的控制模块控制了128个CUDACore。从这个角度来看，需要控制的计算单元数量更少，并且由于控制模块被分拆，控制效率得以提升。
此外，Maxwell在CUDA Core和SMM的设计上都做出了改变，比如NVIDIA官方白皮书宣称Maxwell的每个SMM的性能只有之前SMX的90%，但是体积更小，甚至SMM只有SMX体积的65%～70%。根据NVIDIA的官方数据来看，Maxwell相比之前的Kepler，整体能耗比效率提升了大约35%之多。换句话来说，Maxwell相比Kepler，晶体管在一开一关的过程中，做了更多实际的计算，没有白白浪费时间。
工艺升级，漏电降低
除了上述的两个原因外，Maxwell的工艺相比Kepler有了一定程度的改进，除了晶体管密度提高外，降低漏电电流方面也有一定的改善。众所周知，在晶体管工艺到了40nm及以下的级别后，如何控制漏电电流成为设计的难题。在之前的Kepler上，NVIDIA首次使用28nm工艺，先出小核心产品，在接近一年后才推出了完整的GK110核心。在如此长的时间内不断地调试使得工艺更为成熟。在Maxwell的生产过程中，NVIDIA肯定将之前的经验都运用到新的产品中，才终才使得Maxwell在功耗和频率方面都有不错的表现，成为目前性能功耗比高的产品。
相比之前的GK107、部分GK106核心，以及AMD同级别的R7260X，GM107（GTX 750Ti、750）在核心面积、晶体管数量方面并不占优势的情况下，游戏性能更强不说，功耗反而还更低。在NVIDIA没有公布Maxwell底层设计的详情以前，我们也无法说清这种难以解释的现象究竟是怎样造成的。但是，GM107以及其代表的产品，已经成为市场上受玩家欢迎的GPU产品，这也说明NVIDIA坚持性能功耗比的设计方向是正确的。
性能有多强、功耗有多低？Maxwell性能实测
Maxwell的游戏性能较同级别产品究竟有多大的领先幅度？功耗又有怎样的降低？我们在以Core i7 4960X处理器为主的测试平台上用实际的测试来验证这两个问题。从游戏测试可以看到，Ma x well的游戏性能非常出众。我们用以下几组测试结果分析来说明它的游戏性能究竟达到了什么水平：GTX 750Ti相比GTX 650Ti，性能提升20%以上；GTX 750相比GTX 650，性能领先达到恐怖的90%；Maxwell相比R7 260X，性能提升幅度在10%左右。在功耗测试方面，Maxwell显卡的优势也非常明显。以GTX 750Ti所在平台为例，其满载功耗相比GTX 650Ti所在平台低了50W左右；相比R7 260X所在平台低了60W左右。Maxwell显卡在游戏性能和功耗方面的确值得称道，下面，我们就一起来看看三款明星产品的表现又如何？
GTX 650所在平台 175W
GTX 750Ti所在平台 180W
GTX 750所在平台 190W
GTX 650Ti所在平台 230W
R7 260X所在平台 235W
性能控首选 索泰GTX750Ti-2GD5霹雳Plus显卡
产品资料
流处理器数量 640个
核心频率 1229MHz
显存频率 6000MHz
显存规格 GDDR5/2GB/128bit
接口 2×DVI+HDMI+DP
参考价格 999元（七周年优惠价）
尽管公版GTX 750Ti为了平衡性能和功耗，将核心频率设定在1020MHz这个相对较低的水平上，且无需外接6Pin进行供电，但面对玩家的不同需求，市场仍然需要具备各种特色的非公版GTX 750Ti产品。对“性能控”来说，他们更热衷购买高频版的产品。我们建议这类玩家不妨看看这款索泰GTX750Ti-2GD5霹雳Plus显卡，它的核心频率、显存频率分别达到了1229MHz和6000MHz，是迄今为止各厂商发布的非公版GTX 750Ti中核心频率高的。那么这款以高性能为卖点的产品究竟有何不同呢？
要让显卡运行在高频状态下，除了要求核心的体质不错以外，还需要从多方面加强设计，以满足高频下稳定运行的要求。首先是用料方面，索泰GTX750Ti-2GD5霹雳Plus显卡采用了3相核心、1相显存的供电设计，每相供电均搭配了1个铁素体电感和3个SO-8封装形式的MOSFET。在非公版GTX 750 Ti中，这属于优秀的用料设计。
其次是散热方面，要想快速带走该显卡高达1229MHz的核心频率带来的较高发热量，必须要配备一个性能出色的散热器。在这方面，GTX750Ti-2GD5霹雳版Plus显卡使用了一个具备双风扇、3根经过镀镍处理的热管和超大面积铜底座的高性能散热器。而该散热器值得一提的地方也颇多，其表面的导风罩使用了双层材质。第一层即第一眼能看到的这层使用的是银色的合金材料，不仅可以强化散热器结构，金属味道也很浓。第二层即内层使用了手感不错的复合材料，可以起到减振的作用，为显卡降噪。后，为了提供充足的动力，该显卡设计了一个外接6Pin供电接口。
超高的核心频率带来的是巨大的性能优势，相比公版GTX750Ti显卡，索泰GTX750Ti-2GD5霹雳Plus显卡的性能领先幅度高达15%左右，这已经相当于两个档次的显卡水平了。以3DMar k 11Extreme测试为例，索泰GTX 750Ti-2GD5霹雳Plus显卡领先公版15%。它的散热性能也非常出色，GPU满载温度仅有65℃。
总体来看，索泰GTX750Ti-2GD5霹雳Plus显卡无疑是很多玩家特别是性能控玩家的首选。在具备低功耗的同时，它还拥有远超同类公版的频率设计，是目前市售非公版GTX 750Ti中频率高的。当然，为了满足高频下的稳定性，该显卡在用料和散热方面也都做出了特别优化。
1-2在用料方面，索泰GTX750Ti-2GD5霹雳Plus显卡完胜公版产品。GTX750Ti-2GD5霹雳Plus显卡的PCB更长，利于元器件的布局，同时采用了3+1相供电（1相显存供电位于PCB右侧），而公版只有2+1相供电。
3- 4 相比较公版糟糕袖珍的太阳花铝鳍片散热器，该显卡搭配的双风扇、3根经过镀镍处理的热管和超大面积铜底座的高性能散热器，无疑显得高大上。
高能耗比 影驰GTX 750Ti大将显卡
产品资料
流处理器数量 640个
核心频率 1111MHz
GPU Boost频率 1189MHz
显存频率 5400MHz
显存规格 GDDR5/2GB/128bit
接口 2×DVI+HDMI+DP
参考价格 1099元
核心频率可以轻松超频至1199MHz
对影驰这个显卡品牌，绝大多数玩家都不陌生，它的口号是“玩家的主场”。稍有印象的用户应该记得，该品牌的产品走进玩家视野的代表作是影驰6600 GT玩家版显卡。这款产品有一个非常明显的特点，那就是“玩家版”的称谓。在差不多10年前，该产品就以“玩家”的视野设计出了这款具备双BIOS设计、蜂鸣器报警设置、核心电压调节这三大主要功能的产品。在GTX 750Ti上，影驰又能给我们带来怎样的产品呢？
诚然，GTX750Ti的特点是低功耗、高性能，但这并非全部，玩家的需求是多元化的，这无法满足所有玩家的需求。影驰GTX 750Ti大将显卡可谓是具备了当下几乎所有非公版GTX 750Ti的优秀设计，但同时它又将Maxwell核心极为出众的超频能力发挥得淋漓尽致，具备很强的超频能力。
影驰GTX750Ti大将显卡的核心频率、显存频率分别为1111MHz（GPUBoost频率为1189MHz）和5400MHz，核心频率高出公版1020MHz不少，那么这是否意味着这就是它的终频率呢？后文的测试告诉你答案。
在用料和设计方面，这款产品使用了影驰自主研发设计的非公版GTX 750TiPCB方案，在供电设计、接口方面都做出了强化。比如说针对超频方面，该显卡在PCB电路设计方面进行了重新排布设计，大幅提升了PCB电气性能，更利于超频。它采用了3相核心、1相显存的供电设计，每相核心供电都搭配了3个SO-8封装形式的MOSFET。
而在接口方面，相比公版产品双DVI+Mini HDMI的接口设计，该显卡设计了双DVI+HDMI+DP，更符合当前用户的使用习惯。值得一提的是，该显卡对接口挡板甚至挡板上的螺丝都进行了黑化处理，显得颇有档次。这在非公版GTX 750Ti中是一个独一无二的设计，虽然是一个不起眼的设计，但是能够看出这款产品的用心之处。在散热方面，为了压制住发热量，该显卡使用了名为“幻影”的散热器。该散热器使用了双8cm的滚珠风扇，采用透明强化的PC塑料。
在性能方面，影驰GTX 750Ti大将显卡凭借高频优势，较公版有较为明显的优势。以3DMark 11 Extreme测试为例，它大约领先公版7%左右，游戏性能更强。
该显卡值得一提的是其出众的超频能力，其默认核心频率为1111MHz，我们成功将它的核心频率超频至1199MHz。此时它的游戏性能较公版领先达15%之多，这多出的8%性能增幅完全是由超频带来的，可见这款显卡的超频性能确实相当给力。
影驰GTX 750Ti大将是一款在具备低功耗、高性能特点的同时，还具备很强超频性能的显卡，同时它的用料设计也颇为不错。如果你是一个追求个性化、喜欢超频的用户，那么这款产品值得你考虑。
1-2和公版相比，影驰GTX 750Ti大将显卡的PCB设计更加优秀，3+1相供电设计更利于稳定和超频。
3-4和公版相比，影驰GTX 750Ti大将显卡的散热设计无疑更加优秀。
偏重散热的全能型选手 华硕圣骑士GTX750Ti-OC-2GD5显卡
产品资料
流处理器数量 640个
核心频率 1072MHz
GPU Boost频率 1150MHz
显存频率 5400MHz
显存规格 GDDR5/2GB/128bit
接口 双DVI+HDMI+VGA
参考价格 1199元
FurMark满载核心温度只有64℃
通常来说，华硕显卡较同芯片的市售其他品牌产品一般要贵100元～200元。以本文介绍的圣骑士GTX 750Ti-OC-2GD5显卡为例，它的售价为1149元，比GTX 750Ti主流的1000元售价要高出100元左右。我们再来看两组数据，一则，华硕显卡连续3年荣膺《微型计算机》读者首选显卡品牌；二则，在京东上该显卡在GTX 750Ti中的销量和评论数量是高的，甚至是其他品牌的2倍。那么该显卡凭什么在价格比其他品牌更贵的情况下，销量和美誉度还这么高呢？
我们从几方面来看看。该显卡使用华硕自行设计的非公版设计，采用了高频设计，核心频率、显存频率分别为1072MHz和5400MHz，游戏性能较公版更出色。它采用了华硕独家研发的“超合金供电”系统，即主要的供电元器件均使用了航空航天级别的技术用料，使用了3相核心、1相显存的供电设计。每相核心供电系统搭配了两个SO-8封装形式的MOSFET。一般来说，采用这种用料的产品，寿命可以比采用普通元器件的产品延长2.5倍。同时这种设计还利于降低供电系统的温度和噪音，能够有效提升显卡的稳定性和超频性能。
华硕圣骑士GTX750Ti-OC-2GD5显卡采用了双风扇+大面积铝鳍片的散热器，以压制高频带来的发热量。值得一提的是，该散热器使用了华硕独家防尘风扇技术，在起到防尘、静音效果的同时，还能延长25%左右的使用寿命。该显卡在搭配了双DVI和HDMI接口的同时，还配备了传统的VGA接口，以满足主流用户的不同需求。这种接地气的设计比较贴心。
我们再来看一组数据。在《微型计算机》2013年大型读者调查中，做工用料、品牌价值、售后质保依次成为用户在购买显卡时看重的三项依据，由此可见品牌价值和售后质保在用户心中的地位。而这两方面无疑是华硕显卡的强项，其品牌价值早已获得业界公认，而购买该显卡还可以享受华硕三年全国联保和7×24小时服务，可以说很好地解决了用户的后顾之忧。再加上该显卡具备不错的做工用料设计，成为“玩家首选”也就不难理解了。
从实际测试来看，该显卡凭借高频的优势，大约领先公版7%左右。这7%的领先优势在不少游戏中的直观体现就是，原本公版只能在全高清分辨率+高画质下在部分游戏中获得30ps以下的帧率，流畅性还有待提升，但现在圣骑士GTX750Ti-OC-2GD5显卡则可以获得30+fps的帧率，达到了基本流畅的水平。
该显卡另一大值得注意的测试结果就是，它的满载GPU核心温度为64℃，属于市售非公版GTX 750Ti中满载温度低的几款产品。一方面，这得益于该显卡不错的散热设计，另一方面，它的频率并不算太高，发热量也因此有所减少。
总体来看，华硕圣骑士GTX750Ti-OC-2GD5牢牢抓住了用户购买显卡时看重的三要素：做工用料、品牌价值、售后质保。尽管价格略贵，但它获得用户的认却比较容易，这从电商平台的销售数据也可以充分体现。
1-2公版为2+1相供电设计，该显卡采用了3+1相供电设计（1相显存供电位于PCB右侧）。
3-4 相比公版小巧的散热设计，该显卡的双风扇+大面积铝鳍片的设计无疑更加务实。
