巅峰之作 4GB显存GTX680四星大将评测

突破1GHz GTX680参数规格一览

    NVIDIA的GPU从G80时代开始，其MIMD(多指令多数据流)一直以高效能而著称，但也存在一个让人头疼的问题——GPU流处理器数量较少、浮点运算能力太低，这同样限制了N卡在游戏以及计算方面的实际性能。

    这种情况在GTX680发布之时终于得以终结，每个SM流处理器数量从GTX580的32个猛增到192个，共计1536个流处理器和HD6970相同！ 流处理器与核心同频率，不再是两倍。这些大刀阔斧的改进让GK104的浮点运算能力翻番，性能也凌驾于HD7970之上！

    现在NVIDIA的Geforce GTX680正式发布还不到一个月，影驰便推出了4GB显存的非公版产品——GTX680四星大将。影驰GTX680四星大将不仅显存翻倍，而且拥有 1110MHZ的基础核心频率，动态加速可高达1162MHZ，如此强大的规格能带来什么样的性能？小编这就带大家来体验这块4GB显存的卡皇！

    突破1GHz，GTX680参数规格一览

    是时候揭开GTX680的真面目了，我们先来看看它的规格参数：

    使用“开普勒”核心的NVIDIA GEFORCE GTX680拥有1536个CUDA核心，默认频率1006MHz，加速频率为1058MHz，配备2GB 256Bit GDDR5、6000MHz频率的显存，外接供电为双6Pin，热设计功耗为195W，显示输出接口为2个Dual-Link DVI、1个HDMI和1个Displayport 1.2。

    GTX680与GTX580、HD7970、HD6970的对比表格：

    GTX680采用全新28纳米制造工艺，与NVIDIA上代旗舰GTX580相比，CUDA核心数量暴增至1536个，核心频率飙升至1006MHz，成 为首款默认核心频率超过1GHz的旗舰级显卡。而令人吃惊的是，晶体管数量和核心面积却都有所减少，远远低于GTX580和HD7970，这样一来供电方 面仅需要双6Pin外接PCI-E供电，热设计功耗也仅有195W，成为近年来最为省电的旗舰显卡。显存方面，GTX680采用了256Bit GDDR5，而显存频率大幅提高，达到了创纪录的6000MHz。此外，这次GEFORCE GTX680可以支持4屏显示，在显示接口的配备上也有所改进，将使用多年的DVIx2+MiniHDMI的组合改为DVIx2+HDMI+DP。

开普勒之架构：流处理器暴增之谜

    基于效能和计算能力方面的考虑，NVIDIA与AMD不约而同的改变了架构，NVIDIA虽然还是采用SIMT架构，但也借鉴了AMD“较老”的SIMD 架构之作法，降低控制逻辑单元和指令发射器的比例，用较少的逻辑单元去控制更多的CUDA核心。于是一组SM当中容纳了192个核心的壮举就变成了现实！

    通过上面这个示意图就看的很清楚了，CUDA核心的缩小主要归功于28nm工艺的使用，而如此之多的CUDA核心，与之搭配的控制逻辑单元面积反而缩小了，NVIDIA强化运算单元削减控制单元的意图就很明显了。

    此时相信有人会问，降低控制单元的比例那是不是意味着NVIDIA赖以成名的高效率架构将会一去不复返了？理论上来说效率肯定会有损失，但实际上并没有想 象中的那么严重。NVIDIA发现线程的调度有一定的规律性，编译器所发出的条件指令可以被预测到，此前这部分工作是由专门的硬件单元来完成的，而现在可 以用简单的程序来取代，这样就能节约不少的晶体管。

    随意在开普勒中NVIDIA将一大部分指令派发和控制的操作交给了软件(驱动)来处理。而且GPU的架构并没有本质上的改变，只是结构和规模以及控制方式 发生了变化，只要驱动支持到位，与游戏开发商保持紧密的合作，效率损失必然会降到最低——事实上NVIDIA著名的The Way策略就是干这一行的！

    这方面NVIDIA与AMD的思路和目的是相同的，但最终体现在架构上还是有所区别。NVIDIA的架构被称为SIMT(Single Instruction Multiple Threads，单指令多线程)，NVIDIA并不像AMD那样把多少个运算单元捆绑为一组，而是以线程为单位自由分配，控制逻辑单元会根据线程的任务量 和SM内部CUDA运算单元的负载来决定调动多少个CUDA核心进行计算，这一过程完全是动态的。

    但不可忽视的是，软件预解码虽然大大节约了GPU的晶体管开销，让流处理器数量和运算能力大增，但对驱动和游戏优化提出了更高的要求，这种情况伴随着AMD度过了好多年，现在NVIDIA也要面对相同的问题了，希望他能做得更好一些。

开普勒之核心：SMX与SM的改动细节

    全新的Kepler相比上代的Fermi架构改变了什么，看架构图就很清楚了：

    GK104相比GF110，整体架构没有大的改变，GPU(图形处理器集群)维持4个，显存控制器从6个64bit(384bit)减至4个64bit(256bit)，总线接口升级至PCIE 3.0。剩下的就是SM方面的改变了：

    这里之所以要把GF104这颗中端核心的SM架构图也列出来，是因为GF104相比高端的GF100核心做了一些细小的改动，这些改动也被沿用到了GK104当中。另外从核心代号上来看，GK104其实就是用来取代GF104的，而取代GF100的核心另有他人。

    NVIDIA把GK104的SM(不可分割的流处理器集群)称为SMX，原因就是暴增的CUDA核心数量。但实际上其结构与上代的SM没有本质区别，不同的只是各部分单元的数量和比例而已。具体的区别逐个列出来进行对比：

    1. NVIDIA现在把流处理器称为CUDA核心；

    2. SFU(Special Function Units，特殊功能单元)是比CUDA核心更强的额外运算单元，可用于执行抽象的指令，例如正弦、余弦、倒数和平方根，图形插值指令也在SFU上执行；

    3. Warp是并行线程调度器，每一个Warp都可以调度SM内部的所有CUDA核心或者SFU；

    4. Dispatch Unit是指令分派单元，分则将Warp线程中的指令按照顺序和相关性分配给不同的CUDA核心或SFU处理；

    5. LD/ST就是载入/存储单元，可以为每个线程存储运算源地址与路径，方便随时随地的从缓存或显存中存取数据；

    6. TMU是纹理单元，用来处理纹理和阴影贴图、屏幕空间环境光遮蔽等图形后期处理；

    通过以上数据对比不难看出，GK104暴力增加CUDA核心数量的同时，SFU和TMU这两个与图形或计算息息相关处理单元也同比增加，但是指令分配单元 和线程调度器还有载入/存储单元的占比都减半了。这也就是前文中提到过的削减逻辑控制单元的策略，此时如何保证把指令和线程填满一个CUDA核心，将是一 个难题。

非公版做工超强

    影驰GTX680四星大将显卡依然是我们熟悉的风格：蓝色PCB加上银白色的双风扇散热器。

    相比NVIDIA公版的GTX680使用的双6PIN电源接口，影驰GTX680四星大将使用了6PIN+8PIN电源接口，可以提供更大的功率是GPU稳定运行在更高的频率之上。

    由于影驰GTX680四星大将使用了4GB的显存，所以背面也布满了显存颗粒。频率同公版GTX680保持一致，为6008MHZ。

    对于超频玩家来说，每一相供电都是压榨显卡性能的重要配备，而影驰 GeForce GTX680 四星大将配备了5相核心供电，total power输入由原来的150w飙升到225w，比公版更强。

    采用了Direct FET MOSFET，其电流输入输出高达40A且转换效率高达89.09%比起公版GTX680所采用的八爪鱼MOSFET拥有更卓越的性能、更酷冷的温度。配合5相核心供电，能为GPU提供强大的电流支持。

    影驰GeForce GTX680 四星大将采用了新一代的双子星散热器，其散热器TDP设计高达250W，大大高于公版的225W设计。而配合其供电相数、供电能力，将显卡每一分的能耗性能压榨至极限。

    DIYER一直强调个性身份，而影驰GeForce GTX680 四星大将采用了LED设计，更加炫丽，灯光效果更加更显DIY个性。

测试平台简介：3960X+X79

    测试平台我们使用目前性能最强劲的intel i7 3960X处理器，配合强大的技嘉X79UD7主板。

    3960X CPU默认频率高达3.3GHZ，拥有6核心12线程，同时可以提供原生的PCI-E3.0总线，不会对GTX680造成总线上的瓶颈。

性能测试及总结

    通过与公版GTX680的对比我们发现在功耗增加不多的情况下影驰GTX680四星大将的性能较公版产品提高13.60%。尤其是吃显存的地铁2033提升尤为明显，达到了28%的性能提升。

    总结：集成两个双通道DVI 完整尺寸的HDMI DP接口，并且首度支持4屏是GTX680的一大优势。但公版2GB的显存容量显然不是喜欢多屏和超高分辨游戏玩家的最佳选择。影驰GTX680四星大将的诞生为这些顶级玩家提供了方便。

    而公版GTX680超频会有着TDP以及默认频率的限制，GTX680四星大将通过魔盘K可以将显卡最大TDP限制调高，让TDP限制不再是限制显卡频率 提升的瓶颈，再通过魔盘设置提升动态超频幅度，轻松让显卡运行在默认设定更高的频率下。而即使不超频，四星大将基础核心频率也达到了1110MHZ，动态 提速核心频率更是达到了史无前例的1162MHZ，这对于追求高性能的极限玩家来说无疑非常具有吸引力。