N卡新旗舰GeForce GTX 980首测

GTX 980/970性能首测

初期上市的GTX 980只有NVIDIA的公版显卡，因此我们的测试亦基于公版GTX 980。至于GTX 970则与之相反，没有所谓的公版设计，各厂商只能依照NVIDIA给出的参考方案设计非公版型号。而先抵达MC评测室的，是来自七彩虹的iGame GTX 970烈焰战神U，也就成为本测试的GTX 970代表。

性能问鼎 但谈不上秒杀

此前我们已经分析过，对比GK104每SMX 192个CUDA Core，GM204的SMM的CUDA Core数量仅128个，少了33%。但是考虑1.4倍的性能提升，因此GM204每个SMM和GK104每个SMX单元具备的计算性能是基本相同的。所以，GM204相比GK104就相当于拥有了差不多两倍的理论计算性能（16个SMM对比8个SMX）。而对比拥有15组SMX的GK110，我们的预计是GM204略强一些，或者两者处于伯仲之间。当然，细心的玩家可能已经从规格对比中发现，GM204只拥有52亿晶体管，而GK110却有71亿个。半导体芯片性能跟晶体管数量成正比已经是个“常识”，以此经验，我们基于理论技术推断两者性能在伯仲间的结论似乎站不住脚。然而事实展现了Maxwell架构的不可思议！在3DMark等理论测试中，GTX 980完胜包括GTX Titan BE和GTX 780Ti在内的所有GK110产品。相比对手的R9 290X，更是领先了15%之多。当然，我们也要看到，GTX 980相比GTX 780Ti的领先幅度并不大，大约5～8%。这和16个SMM对比15个SMX约6～7%的差距基本吻合，印证了我们对SMM和SMX单元性能基本相当的推断。值得一提的是GTX 970，它比GTX 980少了3个SMM模块，总计384个CUDA Core，理论计算能力降低了大约25%。但iGame GTX 970的核心频率比公版高出80MHz，实测差距并没这么大，仅落后约12%，基本达到上代旗舰GTX 780Ti的水平。

实际游戏测试结果则不像理论性能测试这么“极端”，GTX 980的表现和GTX 780Ti/TitanBE等产品基本在伯仲之间，多数时候GTX 980小幅领先，《古墓丽影9》和《蝙蝠侠：阿卡姆起源》反而明显落后。此时，在理论测试中和GTX 780Ti/Titan BE差距甚小的GTX 970则表现出明显差距，游戏性能要逊色一些。

在对比官方给出的规格表时，应该也有读者发现了GM204的一个特别之处—光栅单元的成倍提升。GM204总显存位宽256bit被分拨给4个显存控制器管理，每个显存控制器下仅辖64bit，但ROP单元却高达16个，这比上代Kepler产品的每显存控制器只配备8个ROP的规格提升了一倍。更多的ROP单元在面对更高的分辨率、更多的像素以及更高级别的抗锯齿时，有着更强悍的抗压能力和更出色的性能输出。这一点是英伟达考虑到4K时代的来临而做出的重要改变。而这也确实对游戏性能的发挥产生了明显影响，至少在我们的游戏对比中有明显效果。在1080p分辨率测试中，GTX 980/970显卡的表现和理论测试有些出入，部分项目被反超。仔细分析，你会发现3DMark Strike Extreme提高了分辨率，达到2560×1600；而3DMark 11 Extreme则加上了极高的抗锯齿设置。在这些测试项目发布之初，与之对应的严苛环境少有游戏会用到，所以当时的显卡也未针对此进行优化。现在，如1600p、4K等超1080p分辨率逐渐在游戏中普及，GTX 900系列的设计自然更偏向于高分辨率、抗锯齿环境，与之恰好对应。实际上也只有高分辨率和高抗锯齿需求，才能充分发挥出GM204光栅单元翻倍、显存容量大的优势。所以在将显示器分辨率提升到2560×1600后，我们看到GTX 980/970的表现重回正轨，在《蝙蝠侠：阿卡姆起源》测试中和GTX Titan BE旗鼓相当，而《古墓丽影9》中更是全面反超。

惊艳的曲面细分表现

NVIDIA有关几何处理的部件一直和流处理器模块(SMM/SMX层级)绑定，而不是像AMD那样和全局GPU绑定。这样做的好处是随着GPU规模增大，几何性能也会逐渐上升，因此从Fermi以来，英伟达的GPU在几何性能诸如曲面细分处理能力上都显著强于AMD的同档次产品。AMD的全局设计，虽然简单，但是面对复杂的几何操作时更容易出现瓶颈。这也就是实际的测试和游戏体验中，N卡相比A卡拥有曲面细分计算优势的主要原因。

在Maxwell上，NVIDIA又带来了全新的PolyMorph Engine 3.0,相比之前的Kepler上的版本，PolyMorph Engine 3.0加强了高Factor下的计算性能，这样一来GPU在重压下也能够提供更好的曲面细分计算能力。对应到GM204，拥有16组SMM，因此获得了16个PolyMorph Engine 3.0模块，相比只有8个PolyMorph Engine模块的GK104，取得了压倒性的、一倍以上的理论计算能力。从英伟达官方资料来看，在Factor系数较低的时候，GM204的性能优势尚无法完全体现出，只有GK104的2倍，但是只要Factor系数增加到31以上，GM204的PolyMorph Engine 3.0胜出幅度就会越来越大，终能达到3倍于GK104的水平。也因此，在注重曲面细分测试的Unigine测试软件中，GTX 980成绩几乎达到GTX 680的两倍，也明显领先上代旗舰GTX 780Ti，相比对手的R9 290系列的领先幅度也高达30%。

DSR并非免费大餐

我想用化腐朽为神奇来形容DSR，但这并不准确，说它充分利用了GPU的富余计算能力更实在一些。当然，这个前提是你面对的游戏不是《孤岛危机3》这样的显卡杀手。在诸如《坦克世界》、《蝙蝠侠：阿卡姆起源》等游戏中，GTX 980能提供的平均帧率已经大幅超越了60fps。多余的帧率并不能带给你更流畅的感觉，也不能让画面更精美，反而会有让画面出现撕裂的隐患。而此时，你完全可以借助DSR功能，将富余的计算能力利用起来，美化游戏画面，讨好自己的眼睛，与此同时还能不影响流畅度，这何乐而不为呢？

当然，DSR并非免费为你提高画面精细度，玩家在享受这个功能的时候，需要注意自己平台的图形处理性能是否能处于“富余”状态，如何定义？看看我们的对比测试成绩你能看出……在《蝙蝠侠：阿卡姆起源》中，1080p分辨率下的高画质也不能给GTX 980带来压力，平均帧率高达140fps。此时我们开启DSR 3840×2160，相当于将游戏分辨率提高到4K水平(前文已详述DSR技术原理和效果，在此不再赘述)。渲染压力增大，帧率必然有所降低，但依旧能保持在80+fps的水平。《地铁：后的曙光》和《坦克世界》的情况又略有不同，在1080p下帧率80左右，若开启4K水平的DSR，帧率会迅速下降到不足40fps。这难以保证游戏全场的流畅性，偶尔会出现卡顿。因此，此时将DSR动态分辨率调整到2560×1600更合理，帧率在50～60fps之间，流畅性有保障，画面相对4K DSR稍差，但也比1080p精美了不少。

能耗比之王—惊艳的功耗表现

很早之前，在Kepler架构都还未正式发布的时候，我们就从NVIDIA的官方幻灯片里看到了对Maxwell架构的简单描述。让我们印象深刻的别无其他，就是能耗比上的提升目标。Kepler能耗比相比Fermi翻倍，Maxwell要相比Kepler翻倍。在当时想来，伴随半导体工艺的进步和核心架构的优化，这样的目标显得并不意外。但当TSMC的半导体工艺在28nm长期滞留之后，我们突然意识到这是一个多么困难的任务。要在工艺不变的前提下，让能耗比提升一倍？这对显示核心架构的设计要求有多高我们无法量化，只能说只依靠架构优化获得如此成就是史无前例的，因此一度怀疑这个目标达成的可能性，也曾猜测NVIDIA是否会秘密上马新工艺。事实证明NVIDIA完成了一个“不可能完成”的任务，若说GM107达到此目标还借助了核心规格小巧的原因，那GM204的表现则彻底让大家心服口服。GTX 980只需要2个外接6pin接口，官方TDP仅165W。通过严苛的FurMark拷机，实测测试平台的功耗也仅285W，同平台下比GTX 680都还低。但上面的性能测试已经告诉我们，它的性能水平已经达到甚至超过了GTX Titan BE的水平。毫无疑问，GTX 980绝对是28nm节点下的能耗比之王。

4K超高清解码还需完善！

相对架构和性能的改进，GM204在视频编码、解码上的改进显得重视力度不够高。顺意而为地为GTX 980/970用上了HDMI 2.0接口，也加入了针对H.265编码的优化，看似能满足用户对未来4超高清视频解码的需求。但经过我们测试，用显卡硬解H.265的4K超高清视频并没有想象中的流畅。很显然，官方所谓的H.265加速是相对原来只能依靠软解的情况，现在能通过GM204得到部分硬件加速，但纯硬解尚欠火候。那么H.264呢？官方宣称效率达到Kepler架构的2.5倍。对比1080p，4K的实际输出像素提高到4倍，解码需求若等比例提高，也需要4倍于1080p的硬解性能。Kepler硬解1080p是轻松愉快，但2.5倍于Kepler的Maxwell能搞定4K吗？实际测试发现流畅与否还是跟视频码率有关，同样是4K分辨率，《Sintel》的码率只有50～60Mb/s，也就是高质量1080p的水平，此时GTX 980硬解毫无压力。但面对《Crowd Run》这样码率爆表到300Mb/s以上水平的视频，也有些招架不住，出现偶尔卡顿。看来全面硬解4K超高清，还得看下代架构……

DSR 4K(右)，注意草尖、纹路等画面细节，比普通1080p提升了一个档次。

MC点评：

GTX 980展示了Maxwell架构成熟后的魅力，相比性能，我们依旧更为赞赏它的能耗比表现。因为就性能来说，它相比对手当前的旗舰领先仅约10%。就以往的经验，对方换代产品在性能上提升30～40%将它反超并非不可能。但这需要花费的代价难以估量，不是冒险启用新工艺，就是增大核心面积……同工艺下的能耗比表现难以实现反超。更重要的是，GTX 900系列的定价在我们看来颇有杀伤力，比GTX Titan BE这样的上代旗舰便宜了不止一半。这颇有些当年AMD执行小核心策略，主攻甜点定位的感觉。实际上GM204核心300多平方毫米的Die规格比对手的400多平方毫米“小核心”还小，对比NVIDIA以往500+平方毫米的大家伙来说，也只能算是甜点产品。

其实，就价格来说，值得注意的应该是GTX 970，其性能达到GTX 980的90%左右，成功跻身当前PC游戏显卡的顶级水平。但其定价仅2000多元，足以让以往4000元级甚至8000元级的旗舰“掩面泪奔”。

至于随Maxwell一起面世的众多画面优化技术，前景值得期待，但要想在游戏中体验到，估计还需要不短的时间。GTX 980打好了硬件基础，但更多的是服务于开发者，普及到PC端则有待下一代显卡来完成。比如VXGI，需要游戏开发者重新设计引擎。我们只期待NVIDIA和游戏引擎厂商能更积极、紧密的合作，早点让我们体验到下代真实光照引擎带来的震撼效果。