NVIDIA全新显卡GTX 970/980同步评测

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从2012年3月发布Kepler架构到现在已经过去2年半了，NVIDIA先后推出了GK104及GK110两种Kepler架构，还有GTX 750 Ti的Maxwell架构，前两者聚焦于性能，这是越来越强，而从Kepler到Maxwell，NVIDIA并没有从旗舰级开始推新，但千元级的GTX 750 Ti显卡已经初步给人们展示了Maxwell新架构的威力——超高的效率，让人对Maxwell高端显卡充满了期待。现在，属于Maxwell旗舰的时刻来了，GM204核心终于登场了。

NVIDIA今天发布的显卡越过了GTX 800系列直接进入GTX 900系列，首发的是GeForce GTX 980及GTX 970，二者都使用了Maxwell架构的GM204核心，不同的是GTX 980是完整的GM204核心，编号GM204-400-A1，GTX 970核心有所精简，编号为GM204-200-A1，这和当年发布GTX 680和GTX 670的情况差不多。




GeForce GTX 980、GTX 970显卡的完整规格如下：


Kepler时代，NVIDIA衍生出GK104和GK110两个核心，二者架构类似，但是规模相差极大，用途也不一样，GK110更注重运算性能。今天发布的GM204核心从命名和定位上看更像是取代GK104核心的，而传闻中NVIDIA还会更高级的GM2xx核心，后者才会取代GTX Titan级别的显卡。

不看繁杂的参数的话，GTX 980/970最吸引人的地方有2点，首先是显存容量，虽然是256bit位宽的，不过显存容量达到了4GB，是GTX 680/670的2倍，比GTX 780、GTX 780 Ti的3GB也要高，与AMD的R9 290X/290显卡看齐。

第二点则是极低的TDP功耗，Maxwell架构的高效率让人惊叹，GTX 980只有165W，GTX 970更是低至145W，以往这种指标都是中端显卡的水准，而后面的测试中GTX 980、GTX 970也确实展示了惊人的功效。

此外，这两代的显卡在制程上依然没有升级，20nm工艺用在GPU上恐怕要等到明年了，AMD和NVIDIA能做的都是在现有28nm工艺下深挖架构效率了。

GM204的“黑科技”：MFAA、DSR及H.265编码

除了架构升级，NVIDIA的GM204核心在其它方面也有不少黑科技，这一次又带来了全新的MFAA多帧采样抗锯齿、DSR动态分辨率及硬件H.265编码等功能。

MFAA多帧采样抗锯齿


NVIDIA在GTX 680/kepler架构上引入了电影级的TXAA抗锯齿技术，现在的Maxwell架构中则引入了MFAA（Multi-Frame Sampled AA）多帧采样抗锯齿技术，与MSAA基于像素采样有所不同，MFAA是基于帧采样的。

MFAA的一大好处就是画质更高的情况下消耗更低（似乎每种新AA技术都可以这么描述），MFAA可在单帧和多帧之内的多个像素上改变抗锯齿采样模式，然后利用一种新开发的合成滤波器来产生最佳的图像质量，而且速度比传统抗锯齿技术更快。具体来说，MFAA在具备8xMSAA画质时消耗的资源仅仅相当于4xMSAA，或者在具备4xMSAA画质的情况下仅消耗相当于2xMSAA。

目前MFAA技术还在开发中，离应用还有些时间。

DSR动态分辨率调整

相比水中月雾中花的MFAA技术，NVIDIA推出的DSR（（Dynamic Super Resolution））动态超级分辨率技术已经很实用了，DSR说白了就是让用户在1080p显示器上体验4K显示器的画面效果。


DSR类似于传统的缩减采样技术，游戏先以4K或者更高分辨率渲染出来，然后使用13抽头高斯过滤器缩放到用户选择的分辨率，减少或者消除了缩减采样过程中的混叠效应。

看个实际例子，以黑暗灵魂2游戏为例，左边是标准的1080p分辨率，右边是开了DSR之后的效果，画质明显高了一级。


目前DSR选择以及集成在了新的驱动面板中，并且有1.2到4.0多个级别选择，GFE软件也可以根据情况自动优化DSR选择。不过看了DSR的后果就是不能用普通方式截图了，需要FACT之类的系统。


视频技术升级

GTX 980显卡的接口改变了很多，这主要是因为内在的视频技术升级了，支持的显示器还是最多4个，不过像素频率从540MHz提高到了1045MHz，支持的数字协议多了HDMI 2.0及eDP 1.4。


另外，GM204的NVENC解码单元功能也升级了，支持H.265/HEVC编码，而原本的H.264编码性能也大大提升了，是Kepler架构的2.5倍多，现在支持60fps 4K视频录制，很快就可以在ShadowPlay中录制4K高清视频了。

测试平台及说明

测试平台为Core i7-4770K，默认3.5-3.9GHz频率运行，微星Z87 Power Max AC显卡，搭配双通道DDR3-1600内存，容量16GB，系统为Windows 7 SP1，NVIDIA显卡统一使用测试版的334.07.AMD显卡使用14.7 RC3。

对比的测试显卡中，GTX 780及R9 290都是非公版，前者频率1006GHz，可以看到高频非公版GTX 780，也可以说是GTX 780 GHz版，而R9 290显卡核心频率1000MHz，也比公版947MHz频率略高，显存频率也提高带1300MHz，总体性能比公版R9 290要高一些，不过测试用的GTX 970显卡也是非公版，虽然频率只比公版高了26MHz。


GTX 980 vs GTX 780 Ti：领先13%

论等级的话，GM204核心实际上不比GK110核心的GTX 780 Ti，不过新架构实在太给力了，GTX 980的在3Dmark跑分上大幅领先GTX 780 Ti大约15%以上，实际游戏中视情况不等也有10-20%的领先，评论下来领先13%。

值得注意的是GTX 980显卡的计算能力，Computermark中没有区别，不过Luxmark 2.0中领先了65%，说明显卡的双精度性能提升了不少，有机会的话，后续还会针对GTX 980显卡的计算性能做针对性测试。


GTX 980 vs.R9 290X：领先15.7%

AMD的R9 290X显卡有安静及性能模式，其中性能模式最高频率也是1000MHz，不过风扇转速提高，总体运行频率更高一些，代价则是噪音更大。



R9 290X的性能跟GTX 780 Ti差不多或者略低，所以GTX 980显卡面对R9 290X也是毫无压力，不论是3DMark跑分还是3D游戏，性能都是领先的，而且部分游戏中优势达到了30%，平均下来也有15.7%的领先。

GTX 970 vs.非公版R9 290：领先5%

这里测试的两块显卡都是非公版，不过相对而言，索泰的GTX 970频率只比公版高了26MHz，差别不大，而R9 290非公版频率比公版高了53MHz，显存也高了50MHz，后者的性能提升更多。

二者的性能互有输赢，很多项目还是持平的，总体上还是GTX 970显卡略强一些。



GTX 970 vs.GTX 780 GHz：落后4.6%

按照定位，GTX 970应该是对阵GTX 780的，只不过后者的非公版中有很多都是达到了1GHz频率的，这里挑选的就是最难的对手——GTX 780 GHz。


GTX 970显卡总体上略输GTX 780 GHz显卡一筹，落后幅度不到5%，按照之前的测试结果，其性能实际上要比一般的GTX 780显卡要强，所以这里虽败犹荣。

GTX 970 vs.R9 290X：领先1.5%

如果再让非公版GTX 970挑战R9 290X？最终的结果如下，除了个别项目落后5%之外，GTX 970多数都能持平或者领先5-10%， 最终以1.5%的微幅优势追上了R9 290X显卡。


整机功耗测试：Maxwell大出风头了

整机功耗测试这次多测了一个Heaven 4.游戏下的功耗，其实跟3DMark 11图形测试4的负载基本一致。

需要注意的是，R9 290X这里测试了安静及性能两个模式。


此前在GTX 750 Ti、GTX 750显卡上已经领略了Maxwell架构的高效率了，没想到GTX 980这样的高端显卡在功耗上也能有如此高的效率，待机功耗跟Kepler架构的显卡差别不算多，不过负载功耗下差距就拉大了。

公版GTX 980在3DMark、Heaven 4.0中整机功耗只有181-183W，索泰GTX 970是非公版，此时的功耗在204W左右，都要大大低于GTX 780 Ti的231W、GTX 780 GHz的290W，而R9 290X即便是处于功耗较低的安静模式下，整机功耗依然有260W左右，如果是性能模式，整机功耗则高达330W左右，此时GTX 980显卡的功耗要比R9 290X低了150W，差距非常非常明显。

如果是拷机模式，R9 290X两种模式分别有283W、343W的整机功耗，GTX 780 Ti整机功耗也有320W，而GTX 980不过243W，依然比R9 290X低40-100W，比GTX 780 Ti的整机功耗低了80W。

散热及噪音测试：最高控制在83°C，运行安静


在散热效能上，GTX 980显卡所用的散热器遵循了GTX 780、GTX 780 Ti公版显卡上的温控策略，最高温度在83°C左右，但是总体上要比GTX 780 Ti的温度还要低一些，因为拷机负载中GTX 780 Ti依然能达到89°C，而GTX 980功耗、发热更低，拷机时也只有83°C。

至于噪音，非公版的显卡表现都不错，没有恼人的噪音。公版显卡中，R9 290X（特别是性能模式下）动辄3000+的转速吵死人了，GTX 780 Ti在Furmark拷机时也有明显的风扇噪音，而GTX 980只是转速也不过2800RPM左右，只有轻微的风扇声，谈不上扰人。

总结：高性能不再等于高功耗，深挖架构的胜利

从Kepler第一款产品GTX 680开始，NVIDIA已经在努力甩掉GTX 480/580时代的电老虎帽子了，虽然很多人觉得GK104核心阉割了很多功能，但这款芯片性能不错，195W TDP在当时250W+的旗舰芯片中一枝独秀，而现在的GTX 980则以更低的165W刷新记录了。

如果有谁还记得NVIDIA公布的Maxwell架构每瓦特性能比2倍于前代的GeForce路线图，那么现在就是NVIDIA兑现承诺的时候了，GM204核心的GTX 980的整机负载功耗比GTX 780 Ti低了50W甚至100W，直接降低了1/4到1/3的整机功耗，差距非常明显，而且这种优势并非通过工艺升级而来的，这几款产品都是同时代工艺的，Maxwell超高的效率不得不让人佩服。

更引人注意的是功耗大幅降低的同时，GTX 980的性能比GTX 780 Ti及R9 290X还要高10到15%，即便是规格精简后的GTX 970显卡也能跟R9 290X显卡性能持平，后二者的TDP功耗差了正好一倍，这让平时常说的一分性能一分功耗的法则有些尴尬了——那个法则只适合同架构，而不同的架构是可以实现高性能低功耗的。

现在球回到了AMD这边了，这两年中NVIDIA从Kepler升级到了Maxwell架构，但是AMD始自HD 7970的GCN架构并没有大变化，虽然有Tahiti的GCN 1.0、Hawaii的GCN 1.1及Tonga的GCN 1.2这种小幅升级，但是架构效率变化并不大，并没有质变，这一次面对汹涌而来的Maxwell旗舰，AMD的R9 290X、R9 290显卡即便继续降价也难掩性能与功耗上的双重失利，只有期待全新架构早点发布吧。

最后再说下新产品的价格问题，GTX 980、GTX 970的国外建议价分别是549美元、329美元，折合人民币3370、2020元，国内的价格分别是3999、2499元，当初AMD的R9 290X上市价格也是549美元，不过人民币价格是4599元，所以GTX 980的上市价格并不夸张，跟当年GTX 680是一样的，考虑到显卡的性能和功耗优势，3999价格足以让AMD的R9 290X及部分非公版R9 290显卡继续降价，NVIDIA自家的GTX 780 Ti估计很快也要退市了，否则在GTX 980面前没有什么竞争力。

2499元的GTX 970依然是最有性价比的，它与GTX 980的性能差距只有10%左右，稍微超频的话就能达到GTX 980的水平，但是价格便宜了1500元，目前公版GTX 780、公版R9 290X差不多也是这个价位，GTX 970性能略高的情况下还有低功耗、低发热的优势，对高端DIY玩家来说实在是一个诱惑——在追求性能的同时还能降低功耗及发热。