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权威评测:GeForce GTX Titan全面测试
  • 2013-3-1 14:10:24
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:黎坤
  • 作者:
【电脑报在线】一年,对生活而言可以说一晃而过,而对显卡市场而言,就意味着王者的一次变更。在GTX 680发布一年之际,NVIDIA准时为大家奉上了新一代的单芯显卡王者——GTX Titan。

    一年,对生活而言可以说一晃而过,而对显卡市场而言,就意味着王者的一次变更。在GTX 680发布一年之际,NVIDIA准时为大家奉上了新一代的单芯显卡王者——GTX Titan。没有再延续数字命名方式的新一代“显卡单挑王”实力够威猛么?与GTX 690这位双芯卡巨兽相比是否能占到优势?7999元买来的显卡,在极限画质下能为我们带来什么惊喜?它的超频能力、发热、功耗等又是如何呢?今天,我们就来解答这一系列问题。


Titan,继承超级计算机的血脉

GTX Titan规格对比表(公版)

流处理

器数量

纹理单

元数量

光栅单

元数量

最高核

心频率

显存规格/频率

显存

位宽

TDP

制程

价格

GTX Titan

2688

224

48

876MHz

6GB

6.008GHz/

GDDR5

384bit

250W

28nm

7999元

GTX 690

2×1536

2×128

2×32

1019MHz

2×2GB

6.008GHz/

GDDR5

2×256bit

300W

28nm

7699元

GTX 680

1536

64

32

1058MHz

2GB

6.008GHz/

GDDR5

256bit

195W

28nm

3999元

HD 7970

2048

128

32

925MHz

3GB

5.5GHz/

GDDR5

384bit

250W

28nm

3999元

    Titan(泰坦),原本是NVIDIA在2012年3月为美国橡树岭国家实验室打造的超级计算机的名字,而它也是目前全世界运算性能排名第一的超级计算机。而新一代的民用级显卡王者也采用了Titan的名字,可见NVIDIA对其性能的自信心。实际上,GTX Titan的确是一个“怪兽级”的产品,与Tesla K20采用了相同的GK110核心,晶体管数量达到了惊人的71亿颗,也就是说即便全世界人民人手一颗,也分不完这区区551mm2内所囊括的晶体管。

    采用GK110核心的GTX Titan也是基于NVIDIA Kepler架构设计的。核心采用了台积电28nm工艺制程,共有2688颗流处理器和224个纹理单元。整个核心共有6个显存控制器,每个显存控制器连接8个光栅单元,组成了48个光栅单元规格,在这几项数据上,GTX Titan相对于GTX 680的进步是非常明显的。不过也正因晶体管数量的大幅提升,NVIDIA略略调低了GTX Titan的核心频率,默认核心频率为837MHz,支持NVIDIA GPU Boost 2.0技术,最高频率为876MHz,明显低于GTX 680。不过它搭载了等效显存频率为6008MHz,容量高达6GB的GDDR5显存,显存位宽也达到了384bit。

    除此之外,GTX Titan的TDP仅为250W,不过大家千万别以为GTX Titan的功耗就是250W,TDP本身是针对散热设计的一项指标,与显卡功耗不能一概而论,实际的功耗情况我们会在后面进行详细的测试。


小知识:GTX Titan不可忽视的两个细节技术

    作为新一代单卡之王,GTX Titan只看硬件规格就有太多的兴奋点,不过,在规格之外,还有两个大家不能忽视的技术细节,它们所能起到的作用,对用户而言可以说是相当关键而实用的。

    第一,GPU Boost 2.0技术。这是NVIDIA显卡自动超频技术的第二版本,相对于1.0版,新版本在采用更高性能的散热技术时会更进一步地提升频率,这也就意味着如果采用水冷散热的话,GTX Titan的频率会更高!对于高端玩家而言这无疑是一个好消息。

    第二,刷新率超频技术。目前的液晶显示器均采用了60Hz的刷新率,在为了保证画面不出现撕裂而开启垂直同步之后,即便显卡性能再高,帧速也被限制在最高60fps,这个数值显然无法喂饱GTX Titan,而刷新率超频技术可以强制将显示器刷新率提高到80Hz,将帧速上限提高至80fps,在保证画面不撕裂的情况下可以获得更流畅的游戏体验。

 

GTX Titan图赏


GTX Titan的长度为26.5mm,略长于25mm的公版GTX 680


与采用轴流风扇的GTX 690不同,GTX Titan采用了离心式抽风风扇,这种风扇让GTX Titan在全速运转时噪声非常大,所以,在非超频的情况下让显卡自己决定风扇转速比较靠谱


GTX Titan最高支持四路SLI,但其代价高达32000元


拆下散热器,可以看到GTX Titan巨大的核心。核心为六相供电,显存也有两相供电。相对而言,GTX 690的每颗核心的供电为五相,显存为一相

 

单芯卡皇易位 性能涨两成以上


测试平台

处理器:Core i7 3960X

主板:英特尔DX76SI

内存:宇瞻猎豹2GB DDR3 2000×4

硬盘:希捷Barracuda XT 3TB

电源:金河田960W

显卡:NVIDIA GeForce GTX Titan公版

   华硕GTX680 DirectCU II TOP(2GB显存,最高核心频率1201MHz)

   蓝宝HD7970 6G Toxic(6GB显存,核心频率1150MHz)

分辨率:2560×1400

操作系统:Windows 7 Ultimate 64位

驱动程序:NVIDIA GeForce 314.09(GTX Titan)

NVIDIA GeForce 314.07

AMD催化剂13.2 Beta 5

    作为旗舰级的显卡,我们当然也要搭建旗舰级的平台来进行测试,其中值得注意的是,在GTX Titan的竞争对手上,我们选择了非公版的华硕GTX680 DirectCU II TOP以及蓝宝HD7970 6G Toxic,这两款大幅超频及增强散热的显卡几乎可以代表GTX 680与HD 7970的最高水准,也能更为客观地展现GTX Titan能在前代旗舰的极限之上实现多大的飞跃。

    测试软件方面,我们选择了最新的Unigine Valley测试软件以及《孤岛危机3》,它们可以说是目前对显卡要求最高的应用程序,除此之外,我们也将甄选一些具有代表性的游戏来考查GTX Titan的性能,分辨率为2560×1440,所有游戏均开启最高画质,抗锯齿等特效全开。

GTX Titan测试成绩表

GTX Titan

华硕GTX680 DirectCU II TOP

蓝宝HD7970 6G Toxic

Unigine Valley

38.1fps/1596分

25.9fps/1036分

23.7fps/992分

Unigine Heaven 2.5

46fps/1160分

34fps/886分

28.5fps/715分

Stone Giant

109fps

80fps

72fps

3DMark 

FireStirke/图形/物理

9115/9904/16065

6625/7107/16025

7295/7890/16135

《孤岛危机3》平均/最低帧速

35.5fps/18fps

28.5fps/16.3fps

28.7fps/15fps

《战地3》平均/最低帧速

81.6fps/56.8fps

65.2fps/40.7fps

61.8fps/42.2fps

《上古卷轴5》平均/最低帧速

101fps/82fps

87fps/62fps

83fps/61fps

《生化危机5》平均/最低帧速

77.9fps/73.2fps

77.3fps/71.5fps

82.5fps/76.4fps

《失落星球2》平均/最低帧速

66.7fps/49.4fps

55.3fps/40.6fps

56.1fps/41.2fps

《孤岛惊魂3》平均/最低帧速

42.6fps/33.8fps

38.4fps/25.2fps

39.1fps/24.9fps

满载GPU核心温度

80℃

69℃

65℃

满载系统功耗

380W

363W

370W

注:所有测试均为2560×1440分辨率,关闭垂直同步并开启最高特效


帧速激增 整体性能超越GTX 680 20%以上

    从测试成绩来看,GTX Titan比当前最强版本的GTX 680还要快上近20%,让我们感触最深的就是《Unigine Valley》,因为GTX Titan是目前唯一能在超清分辨率最高画质的情况下流畅运行该程序的单核心显卡,而这款软件很大程度上可以预见2013甚至2014年初的“显卡杀手级”游戏对硬件资源的要求。

    在《孤岛危机3》中,虽然最低帧速也一度低至18fps,不过总体而言在九成以上的时间里都可以以突破30fps的帧速流畅运行,这一点无论是GTX 680还是HD 7970都很难做到。在最新版本的3DMark中,我们终于见到了较为流畅的Fire Strike测试,相比GTX 680,GTX Titan在该项目的测试成绩暴涨了近40%。

    不过,在《孤岛惊魂3》、《生化危机5》这两款游戏中,我们没有看到GTX Titan的性能优势,甚至还可能略微落后于蓝宝HD7970 6G Toxic。对此我只能说别忘了这还只是第一版的驱动程序,毕竟它的硬件规格优势实在太明显,再加上NVIDIA与游戏开发团队向来合作紧密,而根据NVIDIA一贯作风,不久之后就会推出新的驱动程序,进一步地挖掘GTX Titan的潜力,这也是我们所期待的。


发热较高 改进散热才是王道

    与参与对比测试的两款非公版产品相比,GTX Titan虽然在性能上有明显优势,但发热问题也同样突出。由于采用了性能极为出色的风冷散热器,华硕GTX680 DirectCU II TOP和蓝宝HD7970 6G Toxic在满载时温度甚至低于70℃,而GTX Titan则达到了80℃。这让我们不得不期待OEM厂商采用新的散热器。当然,GTX Titan也有专用的水冷套装,相信在搭载后会一定程度地降低发热,而我们也将在近期对其进行专项测试。


小结:Titan要到极限 驱动还需继续优化

    黎坤:在DIY市场有点沉寂的大背景下,GTX Titan的出现无疑再次吸引了PC玩家的眼球,这也是它对于市场而言最大的意义了,毕竟它的价格实在不是常人所能接受。但对于预算充裕的顶级玩家而言,GTX Titan就不仅仅是看个热闹那么简单的事情,它的性能提升相对于GTX 680和HD 7970可以说是非常明显,与此同时,它目前所表现出的性能我认为还没有达到与它硬件规格相匹配的水准,通过游戏的优化、驱动的升级,我认为GTX Titan领先GTX 680超过30%应该没有问题,让它可以在更长久的时间里保持性能的顶级。

 

GTX Titan深入研究篇

PK双芯的 GTX 690,Titan不是对手

    虽然单核的GTX Titan与双芯的GTX 690严格意义上来说并不算同等级的对抗,但毕竟两者的价格均为7999元,如果真的打算买,这两者间的差距有多少呢?针对这个问题,我们进行了专项测试。

    测试结果在我们的意料当中,GTX Titan的整体性能落后GTX 690近50%,尤其在《孤岛危机3》中,GTX 690可以实现完全流畅地运行,最低帧速也能达到24fps,虽然我们先前说GTX Titan还没有发挥它的最高水准,不过就现有情况来看,GTX Titan单卡在未来也很难击败GTX 690。所以如果是纯粹的“性能至上”主义者,且只买一块显卡的话,GTX 690依然是更好的选择。


Titan SLI,最强王者诞生

    既然单手打不过,那就组建SLI来进行平等的对抗吧。GTX Titan最高支持四路SLI(单是显卡成本就高达32000元),本次测试我们先组建了GTX Titan双路SLI来试试,结果是两位单卡卡皇的双剑合璧显然远远甩开了GTX 690,双路SLI相对单卡的整体性能提升幅度高达70%以上,《孤岛危机3》最低帧速也达到了28fps。我们认为双路SLI很适合搭建多屏显示器平台(如分辨率可达5760×1200的三屏方案)。当然,GTX Titan SLI的满载系统功耗也达到了580W,同样远高于GTX 690的450W。

GTX Titan/Titan SLI/GTX 690对比成绩表

GTX Titan

GTX Titan SLI

GTX 690

Unigine Valley

38.1fps/1596分

72.6fps/3039分

63.4fps/2693

Unigine Heaven 2.5

46fps/1160分

84.3fps/2123分

67.3fps/1774分

Stone Giant

109fps

188fps

162fps

《孤岛危机3》平均/最低帧速

35.5fps/18fps

61fps/28fps

49.7fps/24fps

《战地3》平均/最低帧速

81.6fps/56.8fps

118.7fps/65.2fps

103.5fps/57.2fps

满载GPU核心温度

80℃

80℃/80℃

75℃

满载系统功耗

380W

580W

450W

注:所有测试均为2560×1440分辨率,关闭垂直同步并开启最高特效(包含抗锯齿)



GTX Titan SLI堪称目前性能最强的桌面级显卡组合,非常适合偏爱多屏、超高分辨率的顶级游戏玩家

 

超频受限较多 提升幅度不算大

    与前代的GTX 680一样,NVIDIA同样为GTX Titan设定了TDP的可调控上限——最高只能提升到标准TDP的106%,即265W,相对于可以达到132%的GTX 680,NVIDIA对GTX Titan的限制可谓严苛,而且这种限制是通过固件的方式实现,我们无法绕过它。

    超频测试我们采用了EVGA Precision X 4.0.0软件,稳定性测试使用《Unigine Valley》,我们最终在提高电压至1.2V的情况下,将最高核心频率由876MHz提升至1031MHz,显存频率由6.008GHz增加到6.408GHz,可以稳定地通过测试。

    超频后,GTX Titan的性能增长了约10%,不过这样的变化很难称之为质变。由于手动将风扇强制设置为全速运转,此时的显卡温度没有提高,但噪声却相当恼人,与此同时功耗也有小幅度的增长。

GTX Titan超频成绩表

默认最高核心876MHz/

显存6.008GHz

超频最高核心1031MHz/

显存6.408GHz

Unigine Valley

38.1fps/1596分

42.1fps/1762分

Unigine Heaven 2.5

46fps/1160分

50.5fps/1256分

Stone Giant

109fps

120fps

《孤岛危机3》平均/最低帧速

35.5fps/18fps

37.6fps/19fps

《战地3》平均/最低帧速

81.6fps/56.8fps

86fps/57.3fps

满载GPU温度

80℃

80℃(强制风扇全速运转)

满载系统功耗

380W

390W

注:所有测试均为2560×1440分辨率,关闭垂直同步并开启最高特效(包含抗锯齿)




通过EVGA Precision X软件,经历了数次尝试后,GTX Titan稳定地运行在最高核心频率1031MHz、显存频率6.408GHz上


工程师总结: 

想要极限性能就别在意价格

    实际上显卡作为PC的一个重要组成部分,它能带给大家最直观,也可以说是唯一的眼球点就是性能。作为NVIDIA的新一代单核心旗舰,GTX Titan可以说没有让我们失望,在尚未完全发挥潜力的情况下已经远远甩开了GTX 680与HD 7970的最强款,性能十分彪悍。

    从性价比的角度来看,售价7999元的GTX Titan已经可以买到两块GTX 680或HD 7970,无论是GTX 680 SLI还是HD 7970交火,或者是同样卖7999元的单卡双芯的GTX 690,在性能上也都能超越GTX Titan,在这种情况下似乎GTX Titan的价格显得有些高得离谱。不过,请别忘了,GTX Titan是单芯显卡,而且它最多可以支持Quad-SLi(四卡互联),性能必然超过双GTX 690组建的Quad -SLi平台,是目前最强的游戏显卡系统。所以,总而言之,你要最强的游戏显卡平台,四路GTX Titan是唯一选择,这就不是价格合不合适的问题了,要顶级性能就不要在意价格。

 
本文出自2013-03-04出版的《电脑报》第8期 E.硬件DIY
(网站编辑:pcw2013)


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