游戏神器！五款非公版GTX980Ti大阅兵

    游戏画质的提升势必带来几何倍数的显卡性能需求，所以骨灰级游戏玩家对于极限性能的追求也是永无止境的！沿着摩尔的预言之路，最近几年NVIDIA显卡的性能不断翻番。就拿前段时间发布的GTX 980 Ti来说，规格方面GM200核心集成的晶体量比双芯显卡GTX Titan Z还要多出了10亿，单卡显存容量达到6GB，让4K游戏变的触手可及，但功耗方面却控制的非常优秀，甚至比历史上很多旗舰都要节能。

    除了硬件工艺和架构革命带来的性能提升以外，NVIDIA在图形处理技术方面的成果也是遍地开花。虚拟现实 (VR) 、超高效率MFAA抗锯齿、DSR动态超级分辨率、VXGI立体像素全局光照和G-SYNC等技术的成熟让游戏变得越来越炫酷。当然，这些新技术最大的直接受益人自然是游戏玩家了，对他们而言只要购买了最新的NVIDIA显卡，这些技术相当于免费提供。

    而对于显卡厂商而言，旗舰显卡则是研发实力和制造工艺的全面考验，也是展示品牌非常好的的形象代言。从GTX 980 Ti发布到现在已经过了三个月，一线厂商凭借丰富的研发经验，纷纷推出了非公版设计的GTX 980 Ti。

    定位旗舰级，这些显卡大都拥有强悍的做工，极致的性能，在硬件以及软件设计上也是越来越多的考虑加入差异化元素，使之成为产品的特色和卖点，今天我们收集了市面上最流行的五款GTX 980 Ti非公版，做一次优异显卡大阅兵！

    在第二代Maxwell架构GPU到来之后，NVIDIA的GPU架构师再次在能效比利用方面突破了难关，下面，我们就进入GeForce GTX 980 Ti的核心架构解析部分，帮助大家全面了解Maxwell架构的优异GPU产品——GM200。

Maxwell SM框图

    自Maxwell架构GPU问世之后，它的全新设计可大幅提高每瓦特性能和每单位面积的性能。虽然Kepler SMX设计在这一代产品中已经相当高效，但随着它的发展，NVIDIA的GPU架构师再次在能效比利用方面突破了难关。它在控制逻辑分区、负荷均衡、时钟门控粒度、编译器调度、每时钟周期发出指令条数等方面的改进以及其它诸多增强之处让Maxwell SM(亦称“SMM”)能够在效率上远超Kepler SMX。

GM204核心逻辑架构图

    我们知道，GM204拥有4组GPC、16个Maxwell流式多处理器(SMM)以及4个64bit显存控制器，并随之搭配了曾经前所未有的2MB L2。而搭载GM204核心的GTX 980显卡在性能以及能耗比方面的卓越表现各位也有目共睹。但是GM204可不是Maxwell架构GPU中的最强、最完整的核心，GM200核心才是。

    从上面这张GM200核心逻辑架构图中我们可以看到，GM200核心在规格上要比GTX 980的GM204强大许多，拥有包含6组GPC、24个Maxwell流式多处理器(SMM)以及6个64bit显存控制器（共计384bit）。而且，与之相搭配的L2容量也增加到了3MB，比之前的任何GPU设计都大，十分有效地降低了显存带宽需求，确保了DRAM带宽不成为瓶颈。

    GM200核心共计拥有3072个CUDA、192个TMUs、96个ROPs以及3MB L2，显存位宽也达到了384bit，这样的规格使GM200毫无疑问的成为了NVIDIA旗下有史以来规格最为强大的桌面级GPU。GeForce GTX 980 Ti屏蔽了部分流处理器。下面，我们就一起来看一看GeForce GTX 980 Ti与AMD、NIVIDIA这两家的旗舰、次旗舰显卡规格对比表格。

    可以看到，相比GTX TITAN X，GeForce GTX 980 Ti在规格上虽然有所删减，但依然相当强悍，而且和GTX TITAN X一样，GeForce GTX 980 Ti的功耗控制的依然很出色，其官方提供的250W TDP只比GTX 980高了85W，而与AMD的旗舰显卡R9 290X相比则处于同一水平线上。这自然是由两点因素决定的，一是相当成熟的台积电28nm工艺，另一个就是优秀的Maxwell架构。

    有人说NVIDIA最大的竞争对手就是过去的自己，这句话听着像是N次元平行世界的科幻，但笔者深以为然。事实上NVIDIA中国区高管最近频频表示在硬件层面上拿到卡皇宝座已经司空见惯，而他们更加为软件层面取得的成就引以为傲，DSR、G-SYNC、VR技术等等才是让游戏体验提升的关键技术！

    虚拟现实（VR）是当今游戏业界中的热门话题，自从电影《The Lawnmower Man》（《割草者》） 上映之后之后，首次现身的虚拟现实 (VR) 名声大噪。当时的虚拟现实不但图形效果糟糕、游戏体验肤浅，而且运动追踪技术也处在萌芽阶段，因此导致动作迟滞，这无疑会使观看者感到恶心。

    随着科学技术的日益进步，相对以往来说目前我们已经更深入地了解了人脑，这就允许我们更好地打造出可最大限度减少恶心症状的虚拟现实体验，而技术上的改进则能够提供照片般逼真的图形效果，带来真正令人身临其境的游戏体验。从超强的GPU到高密度显示器，虚拟现实现已得到充分发展，变成了一种让人乐此不疲的卓越体验，哪怕是热情洋溢的描述也不足以刻画出它的风貌。

    早在几年前，NVIDIA一直与Oculus等公司密切合作以改善虚拟现实体验。很快NVIDIA就发现，最大限度减少游戏动作与屏幕显示之间的延迟，这对临场感和避免恶心症状来说至关重要。

    为此，NVIDIA开发了多项新技术，这些技术可大幅改善虚拟现实体验，使基于Maxwell架构GPU的显卡最擅长提供流畅而有趣的虚拟现实体验。

一、直接输出“VR”专用图像

    其次，VR设备都拥有一个镜头组在放大显示屏上面的内容，这样就可以让几英寸的显示屏拥有影院巨幕的观看效果，然后这么高倍放大的镜头组必然会产生鱼眼效果，所以在VR设备里的显示屏上实际显示的画面是经过压缩调整的，抵消掉镜头组产生的畸变，让我们看到正常的画面。

    这种“调整”使得VR设备实际需要显示的图像面积比正常渲染出来的要小的多，如果是显卡算出正常的画面然后再压缩，不仅多了一道工序，而且浪费了很多资源在无用的像素渲染上面。俄日了让VR设备的效率达到最优，NVIDIA显卡在检测到VR设备连接后，会自动直接渲染出右面Warped Image，既减少了工序，又节约了资源，让N卡对VR设备的支持效率大大提升。

二、预渲染帧数调整减小延迟

    从输入 (当你移动头部) 到输出 (当你看到游戏中出现动作) 的标准虚拟现实流水线大约耗时 57 毫秒 (ms)。然而，要获得良好的虚拟现实体验，这一延迟时间应该低于 20ms。目前，绝大部分延迟时间是 GPU 渲染场景所花费的时间以及将场景显示在头盔显示器上所花费的时间 (大约 26ms)。 

    为了降低这一延迟，NVIDIA把预先渲染的帧数量从 4 帧减少到 1 帧，从而最多缩短了 33ms 的延迟，而且NVIDIA开发的 Asynchronous Warp 已接近完工。Asynchronous Warp 是一种可大幅改善头部追踪延迟的技术，能够确保玩家察觉不到头部晃动与画面渲染之间的延迟。

    这两者相结合，再加上 NVIDIA 开发者的进一步调整，这一虚拟现实流水线现在的延迟只有 25ms。随着进一步工作的开展和更新技术的问世，我们预计消费版本的虚拟现实将会拥有更快的响应速度。

三、双卡协同工作，一卡负责一屏幕

    虚拟现实的另一项要求是高帧速率。目前，想要实现流畅的游戏体验，每只眼睛的帧速率需要在 960x1080 分辨率下达到每秒 75 帧才行，实现这种水平的性能相当于 4K 渲染，因此性能最强的旗舰级N卡自然是必不可少的。

    为了给虚拟现实游戏玩家带来更为出色的体验，NVIDIA还专门开发了VR SLI技术，它可以让每一路GPU只负责虚拟现实头戴显示器的一只眼睛画面，让游戏可充分利用两颗GPU，提升帧率。

    速度与画质一直都是3D游戏追求的两大终极目标，但很多时候，速度与画质总是鱼和熊掌不可兼得，想要开启高级特效必然会损失帧数导致流畅度下降，因此就需要硬件厂商不断的研发出性能更强的GPU，也需要软件厂商研发出更高效率的图形技术。

    抗锯齿（Anti-Aliasing，简写为AA）就是这样一项很特别的图形技术，它能够明显的改善游戏画面表现力，同时也会让游戏帧数大幅下降。所以多年以来，不论是显卡厂商还是游戏开发商，都在努力的改进抗锯齿效率，开发出新的抗锯齿模式，让游戏画质变得更好，同时也不至于让性能损失太多。

    所以，大家一定听过或者见过以下这些抗锯齿中的一种甚至多种，如：MSAA、CSAA、CFAA、FXAA、TSAA……今天笔者就为大家详细解读3D游戏中的锯齿是如何产生的，回顾最常见的MSAA技术的原理和优缺点，最后介绍NVIDIA新开发的一种效率极高的抗锯齿技术——MFAA。

● 为什么会产生锯齿？

    我们知道，显示屏是由一个个方块像素点组成的，这些方块像素点在显示斜向或圆形物体时，会不可避免的在边缘产生锯齿状的线条。就像马赛克一样，只不过是薄码而已……

● 高分屏能否自动消除锯齿？

    当显示器的分辨率或显示屏的PPI（每英寸的像素数）足够大时，人眼将无法看清具体的像素点，但相邻像素之间的色彩差异也会产生明显的错落感，高分辨率/PPI由于像素变得非常细腻，可以同比缩小锯齿，但仍不能完全消除锯齿。

● 抗锯齿技术是如何抵抗锯齿的？

    前面说过，方块像素显示斜向或圆形物体时，锯齿是无可避免的，抗锯齿也无法消除锯齿，但它能通过欺骗人眼的方法，让锯齿的棱角显得不那么明显：

    如上图所示，方法就是对锯齿所在位置的像素及相邻像素进行比对采样处理，计算出该像素应该显示多少比例的灰阶值，而不是“非黑即白”的显示模式。比如4xAA就是对每个像素采样4次，原本该像素只有0、1两种显示模式，开启4xAA后就能显示0、1/4、1/2、3/4、1五种模式。

    如此一来，棱角分明的锯齿边缘，就会显得比较模糊，色彩过渡比较自然，就不会那么刺眼了，锯齿一定程度上被消除了。

● MSAA占据主导位置，4xMSAA使用最广泛

    MSAA的全称是Multi Sampling Anti-Aliasing，多重采样抗锯齿。MSAA只对Z缓存和模板缓存中的数据进行采样处理，可以简单理解为只对多边形的边缘进行抗锯齿处理，而忽略非边缘像素（因此可能会在一些特殊位置残留一些锯齿）。这样的话，相比SSAA对画面中所有数据进行处理，MSAA对资源的消耗需求大大减弱，因此MSAA在游戏中使用最广泛，多年来一直占据主导位置。

    通常在游戏中会提供2x、4x、8x三种抗锯齿级别，一般最常用的就是4x这种模式，因为4x和8x的画质差别已经很小了。

● 开启抗锯齿性能损失有多大？

    可以看出，4x抗锯齿虽然效果优秀，但性能损失比较大，而2x性能损失最小，可以说效率最高。

● NVIDIA的黑科技：超高效能的MFAA

    鉴于高倍MSAA性能损失较大的问题，NVIDIA在MSAA的基础上开发出了一种“投机取巧”的技术：Multi-Frame Sampled Anti-Aliasing（MFAA），从字面上来看它是MSAA的一个变种，可以翻译为“多帧多重采样抗锯齿”。

    上图为MFAA的工作原理，奇数帧在水平方向进行一次2xMSAA采样，偶数帧在垂直方向进行另外一次2xMSAA采样，然后通过软件算法将其合成，最终的采样结果与直接进行4xMSAA没有区别。

    可能会有人担心，对相邻的两帧进行两次2xMSAA采样合成会不会造成画质损失，尤其是当画面运动幅度较大时？其实MFAA都是对物体边缘进行采样，无论运动幅度多大都有固定的几何轨迹，因此两帧始终会在固定的像素点进行合成，不会产生错乱，合成之后的采样效果自然也不会与MSAA有啥区别。

● 4xMSAA的画质与4xMFAA完全相同，4xMSAA的性能接近与2xMSAA

4xMFAA的画质与4xMSAA没有区别

    当然，通过算法将两次2xMSAA合成为4xMFAA，性能肯定会有损失的，NVIDIA官方称性能损失会在5%以内，这样4xMFAA的性能自然会远超4xMSAA，只是略低于2xMSAA。同理可以实现8xMFAA的性能远超8xMSAA，略低于4xMSAA。

4xMFAA的帧数比4xMSAA高30%

    通过这样一个简单而有创意的技术，可以免费让NVIDIA显卡的抗锯齿性能提高30%，简直逆天了！

    NVIDIA新开发的高效能抗锯齿技术——MFAA，它能够以2xMSAA的性能，提供4xMSAA的画质，从而以较小的性能损失提供更完美的游戏画质。这样当玩家们玩类似《显卡危机3》、《男朋友4》这样的优异大作，由于FPS本身较低不敢开高倍AA时，就可以开启MFAA技术，让速度与画质兼得。

    但并不是所有的游戏都像显卡危机一样吃显卡，绝大多数游戏对显卡要求不是很高，比如《穿越火线》、《英雄联盟》一类的游戏中端显卡就能动辄跑100FPS以上，此时显卡性能有些浪费，那有没有通过牺牲一部分FPS来提高画质的方法呢？现在笔者就为大家介绍NVIDIA的另外一项黑科技——Dynamic Super Resolution（DSR），动态超级分辨率

    简单来说，DSR技术可以在普通的1080p显示器上显示4K级别的游戏画面，当然NVIDIA即便掌握了火星科技也不可能将1080p显示器变成4K显示器，该技术只是在后台以4K分辨率渲染游戏画面，通过动态缩放的方式显示在1080p显示器上，虽然实际分辨率依然是1080p，但游戏画面却要比原生1080p分辨率渲染出来的好很多。

    首先我们来看一张开启DSR前后的游戏画面截图：

    可以看出，开启DSR之后的草丛边缘显示效果要好，然后再通过显卡渲染流程为大家分析出现差异的原因：

　　 可以看到，DSR模式在GPU内部是以真4K分辨率进行渲染的，只不过在像素输出阶段将4个像素合成为1个像素，最后才以1080p分辨率输出。4K的分辨率是1080p的4倍，渲染精度自然大幅提高，输出像素的采样率相当于是4倍，最终的画面自然会更加柔和平滑一些。

　　 看到这里的示意图，相信资历较老的玩家会发现DSR技术有些类似于最早期的SSAA（超级采样抗锯齿），就拿前面的示例图来说，原理可以说是完全相同的，但区别是SSAA只针对几何物体的边缘，而DSR则是针对全屏所有像素进行二次采样，毕竟内部就是以4K分辨率进行渲染的。

点击查看大图可以看到开启DSR的明显区别

DSR对游戏有要求吗？

　　 DSR技术的工作模式非常简单，它在系统内部模拟出了4K分辨率的显示器，游戏就会以为电脑拥有一台4K显示器，从而以4K模式渲染出高精度的画面，最后GPU再重新采样并缩放成1080p分辨率输出，因此DSR技术的唯一要求就是游戏本身能够支持4K分辨率。
如何开启DSR技术？

    DSR技术支持几乎所有的PC 3D游戏，玩家可以在最新版的343驱动控制面板中开启，或者使用GeForce Experience自动扫描并优化游戏，如果您的显卡较好，那么像暗黑3这样要求不是很高的游戏默认就会开启DSR技术。

DSR除了4K模式，还支持自定义分辨率，如2K模式：

　　 当然，如果显卡性能还不够强的话，DSR技术允许玩家进行自定义设置，将渲染模式从4K降为2K，以2K模式渲染出来的画质缩放成1080p分辨率输出后，画质依然会有明显提升，同时性能损失不至于太大。

    每一个行业都有自己的“圣杯”，例如能源方面的核聚变、医药方面的癌症特效药以及空间探索方面的超光速推进力。 任何领域中“圣杯”的定义都是难以实现和代价高昂的，或者完全是科幻产物。也许这就是我们之所以对此心驰神往的原因所在。

    计算机图形领域的“圣杯”就是“实时全局光照”。全局光照是一种渲染游戏环境的方法，它通过模拟光线的行为，从而体现各个表面之间的光线反射效果。然而以光子级别进行自然仿真处理是一项代价高昂的事业，电影中仅仅是有选择地利用全局光照来渲染复杂的CG场景，就是因为这个原因。

    这一情况即将有所改变。凭借次世代Unreal Engine 4（虚幻4）引擎，游戏将首次具备实时全局光照渲染效果。而这项技术是由NVIDIA图形工程师与EPIC开发者共同完成的，NVIDIA将其称为Voxel Global Illumination（VXGI，立体像素全局光照）。

● 什么是全局光照？它为什么对游戏逼真度来说如此重要？

    首先来看一组对比截图：

传统直接光照效果

全局光照效果

    区别很明显吧？通俗的讲，直接光照就是简单的模拟一个或多个光源的照射效果，在相应的位置投射出光和影；而全局光照就是考虑到了光线的直射与尽可能多的漫反射效果，最终呈现出来的光影效果更接近于现实世界。

    全局光照指的是对场景周围光线反射的计算。全局光照负责制作出现实环境中的许多细微着色特效、气氛以及有光泽的金属反射效果。自1995年在虚幻1中采用实时直接光照以来，虚幻4引擎中的实时全局光照是在光照方面实现的最大突破！

● 在没有全局光照技术之前，游戏是如何实现更逼真光影效果的？

    也许有人会说了，现有的游戏其实光影效果还是不错的，并不像上图1所示那么差。没错，上图的对比是比较直接的、没有附加特效的，其实游戏中还有其它的方法来提高画面真实度，最常见的就是Ambient Occlusion（AO，环境光遮蔽）技术。

目前非常先进的水平环境光遮蔽技术 (Horizon Based Ambient Occlusion，HBAO)

    但不管是什么级别的AO，都是对光照与阴影的一种模拟，可以说是预处理，开发者认为此处的阴影的颜色应该深一些、或者浅一些、或者柔和一些，所以才会加上去的，而不是通过复杂的光影算法来直接生成的。

● 喜欢浓妆艳抹还是清新素雅？

    我们知道传统的图形渲染分为立体建模（顶点着色）和像素着色两个部分，其中像素都是2D平面状的，平铺在模型表面，而光影效果都是需要预先计算每个像素的光照或阴影，就是根据游戏的需要来改变像素颜色。

    这种对每个像素反复进行涂抹修饰的做法，既不逼真、也很低效，因为像素显示的并不是真正的光影效果，而是我们认为应该显示的效果，而且越来越多的预处理特效对GPU的ROP（光栅单元）和显存造成了很大的负担。

● VXGI立体像素全局光照：2D平面像素变为3D立体像素

    NVIDIA使用了一种非常巧妙的方法，从根本上改变了虚假的光影处理流程。

    传统游戏中，所有间接光照（某一表面反射出来的光线）是预先计算的，存储于有光线贴图之称的纹理内。光线贴图让游戏场景能够具备类似全局光照的效果，但是因为它们是预先计算的，所以只在静态物体上有效。

    VXGI完全抛弃了将光线贴图存储于2D纹理中的做法，而是将其存储于立体像素中。立体像素就是三维像素，它具有体积，类似于乐高积木。

    立体像素采用树状结构分布，以便能够对其进行高效地定位。当渲染一个像素时，它能够有效地询问立体像素树: “哪一个立体像素对我来说是可见的？”根据这一信息，就能够决定接收的间接光线数量（全局光照）。

    VXGI完全消除了预先计算的光照，以存储于树状结构的立体像素取而代之，这种树会根据每一帧而更新，所有像素均利用它来收集光照信息。

● VXGI立体像素全局光照：每颗立体像素都是“手电筒”

    现在到了最关键的地方，立体像素看起来好像比马赛克更加稀疏，但是所有可见的立体像素都可以执行锥形聚焦光线追踪（给出起点、方向和角度），这样就能沿着小范围的锥形路径生成大致的光线漫反射效果。

    每一个立体像素都可以进行多个锥形追踪，游戏中需要根据实际光源的大致方向及反射表面的情况，来设定锥形范围及追踪数量。

    实现最终的效果没有捷径，就是通过GPU强大的运算能力，让锥形追踪足够快，以使我们能够实时地对每个立体像素执行一次或多次追踪。对每个像素执行六次宽幅锥形追踪 (每个主要方向各一次) 会生成大致的二次反射间接光照效果。以镜面反射方向执行窄幅锥形追踪能够呈现金属反射效果，在这种反射效果中，每个有光泽的表面都能够反射出整个场景。

● 虚幻4引擎完美支持VXGI，Maxwell显卡运行效率更高

    值得一提的是，VXGI提算全局光照技术严重依赖于GPU的浮点运算（通用计算），而不是传统的图形流水线，因此大大减轻了GPU光栅单元的负担。另外，NVIDIA称Maxwell架构对VXGI的运算进行了针对性的优化，新一代显卡在执行体素全局光照时的效率会更高。

VXGI现已加入UE4豪华DEMO

    虚幻4引擎已经完整支持了VXGI技术，最新的虚幻4技术演示Demo已呈现出了非常惊人的光照效果，不久之后，将会有一大批使用虚幻4引擎的游戏大作问世，届时Maxwell架构的显卡将会有更佳的性能表现。

    电视机首次被开发出来时依赖的是阴极射线管 (CRT)，阴极射线管通过在磷管表面上扫描电子束来工作。这些电子束造成管上的某个像素发光，当以足够快的速度激活足够多的像素时，CRT 就会呈现出全活动视频的效果。这些早期的电视具备 60Hz 刷新率主要是因为美国电网是 60Hz 交流电。将电视刷新率与电网相匹配，这让早期的电子产品开发起来更加容易，而且也减少了屏幕上的电源干扰。

    到了上世纪八十年代早期 PC 上市之时，CRT 电视技术已经十分普遍，同时在打造计算机专用显示器方面也是最简单、最具性价比的技术。 60Hz 与固定刷新率成为了标准，系统制造商学会了如何在不大完美的情形下物尽其用。在过去的三十年里，即便显示器技术从已经从 CRT 发展到了 LCD 和 LED，但是尚无大公司挑战过这一想法，因此使 GPU 与显示器刷新率同步依然是当今整个行业的标准做法。

    但问题是，显卡并不以固定的速度渲染。事实上，即便在单一游戏的单个场景中，显卡渲染的帧速率也会大幅变化，这种变化根据 GPU 的瞬时负荷而定。因此在刷新率固定的情况下，要如何将 GPU 图像搬到屏幕上呢? 第一个办法就是完全忽略显示器的刷新率，对中间周期扫描到显示器的图像进行更新。这种办法我们叫做「垂直同步关闭模式」，这也是大多数游戏玩家所使用的默认方式。缺点是，当单一刷新周期显示两幅图像时，在两幅图像交替时会出现非常明显“撕裂线”，这种情况通常被称作屏幕撕裂。

    解决屏幕撕裂问题的老牌解决方案是打开垂直同步，强迫 GPU 延迟屏幕更新，直到显示器开始进入一个新的刷新周期为止。只要 GPU 帧速率低于显示器刷新率，这个办法就会导致卡顿现象。它还会增大延迟，导致输入延迟。输入延迟就是从按下按钮到屏幕上出现结果这段时间的延迟。

    更糟糕的是，许多玩家在碰到持续的垂直同步卡顿现象时会导致眼睛疲劳，还有人会产生头痛和偏头痛症状。这些情况推动我们开发了自适应垂直同步技术，该技术是一种有效而备受赞誉的解决方案。尽管开发了这一技术，垂直同步的输入延迟问题现在依然存在，这是许多游戏发烧友所不能接受的，也是电子竞技职业玩家绝对不能容忍的。这些职业玩家会定制自己的 GPU、显示器、键盘以及鼠标以最大限度减少重新开始时的重大延迟问题。

    传统的垂直同步就是让显卡输出的帧等液晶刷新。假设显卡渲染的帧比显示器更快，那就让渲染出来的这一帧放在显存里面等待下一个液晶刷新，这个周期里面即使游戏中的模型已经发生位移或者改变，最后显示器输出的依然是之前的图像。假设显示器刷新比显卡更快，那显示器会输出两帧同样的画面。

不开启G-SYNC的一边要么出现撕裂，要么出现卡顿

    往往这两种情况交错进行，我们看到的画面就会抖动，看到的游戏世界就会和真实情况有着一定程度的非正常延时。这就是为什么即使我们的显卡帧数跑到100FPS以上，我们依然感觉不是完全流畅的原因。

    G-SYNC的出现让这种情况彻底改观，本质上说G-SYNC可以从根源上杜绝撕裂和卡顿，因为G-SYNC是在显示器中加入一个芯片，让显示器听从显卡的命令确定实时的刷新频率。简而言之就是显卡渲染出一帧，显示器就刷新一帧。这样做的好处是无论场景渲染变化如何大，显卡帧数如何波动，只要保持在一定的水平之上，我们看到的都是连贯平滑的图像。

    很明显除了观赏体验上发生了巨大变化以外，当 G-SYNC 与高速的 GeForce GTX GPU 和低延迟输入设备搭配使用时，线上游戏的玩家还将获得重大的竞争优势。无论是业余爱好者还是专业电子竞技选手，NVIDIA G-SYNC对他们来说无疑是一次必不可少的升级。Unreal Engine 的架构师就称 G-SYNC技术为“自人类从标清走向高清以来游戏显示器领域最重大的飞跃”。

    为了避免在游戏测试中出现瓶颈，在本次测试中我们用Intel Core i7-5960X、华擎X99 主板、16GB DDR4-2666（8GB x 2）内存组建了一套高端平台，下方表格就是本次测试平台配置表格：

    参测显卡方面，除了NVIDIA新显卡GeForce GTX 980Ti之外，我们在本篇评测中还选择了之前的GTX TITAN X和去年9月份发布的GTX 980以及AMD目前的单芯旗舰、次旗舰显卡Radeon R9 290X、Radeon R9 290。

测试内容与测试项目解析

    从规格上看，我们可以毫无疑问的说GeForce GTX 980 Ti是一款专门为那些在4K分辨率下玩游戏的发烧友们所准备的优异单芯显卡。因此，在本篇评测中我们除了会在1920 x 1080、2560 x 1440这两个分辨率下进行测试外，还会着重进行显卡的4K性能测试。

    测试项目方面，基准性能测试3DMark 11、3DMark Fire Strike之外，我们还选择了多款热门游戏。在这些游戏项目中，既有《地铁2033》、《孤岛危机3》这类的老“显卡杀手”，也有《巫师3》、《刺客信条：大革命》、《GTA5》这样的热门新作。

   3DMark11的测试重点是实时利用DX11 API更新和渲染复杂的游戏世界，通过六个不同测试环节得到一个综合评分，藉此评判一套PC系统的基准性能水平。

▲3DMark 11 Extreme测试项总得分（俗称的X分）

基准性能测试——3DMark Fire Strike

▲3DMark Fire Strike默认性能测试总得分

▲3DMark Fire Strike Extreme性能测试总得分

▲3DMark Fire Strike Ultra性能测试总得分

    《地铁2033》(Metro 2033)是俄罗斯工作室4A Games开发的一款DX11游戏。 该游戏的核心引擎是号称自主全新研发的4A Engine，支持当今几乎所有画质技术，比如高分辨率纹理、GPU PhysX物理加速、硬件曲面细分、形态学抗锯齿(MLAA)、并行计算景深、屏幕环境光遮蔽(SSAO)、次表面散射、视差贴图、物体动态模糊等等。

测试成绩展示：

游戏性能测试——孤岛危机3

    《孤岛危机3》支持大量的高端图形选项以及高分辨率材质。游戏特效包括了游戏效果、物品细节、粒子系统、后置处理、着色器、阴影、水体、各向异性过滤、材质分辨率、动态模糊以及自然光，画面最好的PC游戏之一。

游戏性能测试——古墓丽影9

    这些年我们看到了不少形态各异的劳拉，从丰乳肥臀的动作游戏主角到喜欢探索亚特兰蒂斯文明的睿智贵族。不过我们从未见过这样的劳拉。Crystal Dynamics的《古墓丽影9》让我们看到了一个参加初次探险的年轻劳拉，她遭遇海难被困在刀枪林立的小岛上，必须将自己的智谋和求生欲望提升到极限。

测试成绩展示：

游戏性能测试——怪物猎人OL

    《怪物猎人Online》，官方简称为MHO，是一款由CAPCOM授权，腾讯游戏和CAPCOM联合开发，腾讯游戏发行的网络游戏，以动作和角色扮演玩法为主体。《怪物猎人Online》是CAPCOM旗下《怪物猎人》的网游版。

    腾讯游戏在购得CryEngine3后对其进行了再开发，这让《怪物猎人Online》具有极高水准的画质。游戏暂时只在中国发行，并为PC独占。在《怪物猎人OL》的世界中，一方面玩家能够欣赏到最高清的游戏场景，感受栩栩如生的狩猎世界;另一方面，还能享受到由NVIDIA顶尖技术带来的极致细节刻画和狩猎动态效果，获得最身临其境的狩猎体验。

测试成绩展示：

游戏性能测试——刺客信条：大革命

    《刺客信条：大革命》是育碧最新出品的动作冒险类游戏，本作的背景设定于18世纪法国大革命时期，玩家将会在浪漫之都巴黎完成各式各样的冒险，游戏的地图面积非常庞大，如巴黎圣母院、凡尔赛宫等著名场所甚至将以1：1呈现，力求带给玩家最真实的体验，游戏内容也基于历史制作，虽然玩家并不能改变历史，但却有机会融入其中。此外，由于采用全新技术制作，《刺客信条：大革命》在提供了逼真游戏内容的同时，也对硬件性能提出了相当高的要求。

测试成绩展示：

    我们将所有游戏的特效开到最高，分辨率上到4K，当其他显卡纷纷败下阵来，支持到最后的果然还是GM200——GTX TITAN X和GTX 980 Ti在最严苛的情况下依然给了笔者一个流畅的帧数，这在以往都是难以想象的，要知道孤岛危机刚出的时候，旗舰级的GTX480连1080P都跑不了！

    由于华硕STRIX GTX 980 Ti GAMING显卡配备了全新的DirectCU III风扇散热器，这款产品在外型上与之前的STRIX系列显卡相比有了明显变化，不仅体型更大，份量也更足，同时配色也换成了与华硕自家面向高端玩家的ROG主板更搭配的红+黑配色。

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    作为一款面向优异游戏发烧友的旗舰非公版显卡，华硕必然会为STRIX GTX 980 Ti GAMING显卡的背面加装一片能够覆盖整个PCB的金属背板。由于它是一款隶属于STRIX猫头鹰系列的产品，因此我们可以在背板上看到STRIX系列的标志性图案——白色的猫头鹰图标。

    既然STRIX GTX 980 Ti GAMING显卡的默认GPU频率达到1216/1317MHz，实际运行频率接近1.4GHz。显存方面，华硕STRIX GTX 980 Ti GAMING显卡的显存容量6GB GDDR5，搭配384bit的显存位宽。至于显存频率方面，这款产品的默认显存频率达到了7200MHz，与它的核心设定一样要高于公版产品。

    作为华硕旗下目前最优异的旗舰非公版显卡，STRIX GTX 980 Ti GAMING在供电设计以及用料方面可以说相当豪华，14相超合金数字供电设计为这款产品提供充足的电力支持。超合金电感、5K电容以及钽电容等质量上乘的元件则为它的稳定运行提供了保障。

    风扇方面，华硕STRIX GTX 980 Ti GAMING显卡一共拥有3枚直径9cm左右的PWM风扇，它们在运转时不仅可以提供充足的风量，还可根据GPU温度进行转速调节，从而达到静音与散热之间的平衡。另外，当显卡处在低负载运行时，显卡风扇则会停止运转，通过机箱内的气流进行被动散热。

    华硕STRIX GTX 980 Ti GAMING显卡一共配备了5根铜质热导管，其中2根的直径达到了10mm，这些热管均经过了非常精细的镀镍处理，而热管与GPU表面相接触的部分则经过了精细的打磨，看上去相当平整。同样的，华硕STRIX GTX 980 Ti GAMING显卡的散热鳍片也经过了美化处理，这样不仅可以使显卡整体颜值进一步提高，还具备了更好的抗氧化能力。

    视频接口方面，华硕STRIX GTX 980 TI显卡配备了1个DVI接口、1个HDMI接口与3个DisplayPort接口不仅能够满足绝大多数玩家的需要并支持单卡4K分辨率，还可以实现单卡多屏输出。

    点评：采用了全新的DirectCU III技术和拥有专利扇叶的零噪音风扇，相比公版可提升30%散热效能及三倍静音表现；搭配14相SAP2.0超合金供电，可达到航天级的品质和耐用度，这款猛禽一改该系列只注重静音的一贯作风，将游戏性能也推上了巅峰，全方位达到旗舰级水平，推荐发烧级玩家入手！

    延续了上一代的黑红配色，七彩虹 iGame980Ti 烈焰战神X-6GD5 Top犀利的线条让它的辨识度非常高，重新设计的散热构造更加简洁直观，减少了臃肿之感，符合了这个时代的主流审美。

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    虽然采用了三风扇设计，但中间挡风罩的线条让居中的风扇巧妙的隐藏了一部分，这样既节省了空间，让显卡不至于过长，视觉上看起来也比较协调。镂空的强化背板不仅可以保护 iGame980Ti 烈焰战神X的PCB和背面的元器件，而且能辅助散热。

    七彩虹iGame980Ti 烈焰战神X显卡采用超量镀银PCB打造，分成视频输出区域，运算图形区域以及供电前处理区域。独立运作的区间分割将有利于PCB布线以及防止信号干扰等问题。显示核心采用第二代Maxwell架构GM200核心，拥有2816个CUDA核心；配备6GB GDDR5高速显存，显存位宽384bit，显存带宽高达336GB/s。这款显卡支持完整的DirectX 12规范，还有Gameworks VR虚拟现实优化、G-SYNC窗口模式等。

    七彩虹iGame980Ti 烈焰战神X采用直列式12+2相核心显存供电，将通过PWM数控芯片精确控制电流分配与电压调整。此外，显卡采用了全新一代自行研发的IPP纯供电电感。其一体成型的结构将屏蔽外壳与电感芯才链接一起，拥有同尺寸下直流阻抗最低，高达5MHz应用频率，高电子阻抗，超低工作温度以及更低的EMI电磁外绕特点。

七彩虹iGame980Ti-6GD5双BIOS开关

    七彩虹iGame980Ti 烈焰战神X最与众不同之处是设计了双BIOS，开关按下为“静音节能”模式，开关弹起则是“高性能”模式。由于显卡的BIOS工作方式是在开机时读取激活，所以切换BIOS需要在开机前操作，或者切换后重启电脑。

    iGame980Ti烈焰战神X-6GD5 Top采用了第二代MK战甲散热系统，使用3x9CM智能风扇采用PWM风机设计加之全金属式黑红外壳。

    内部散热方面，设计与上次iGame 980Ti一样。单向散热，做工上乘，镀镍的材质看起来十分的奢华。150余片间距仅为1.2mm的散热鳍片搭配了6mm*2+8mm*4横穿排布热管，可在短时间内有效的对4180余平方厘米的散热鳍片进行散热，并迅速通过空气动力学设计的金属外壳，将热量散发。我们知道GPU Boost 2.0技术，可以对温度和功耗进行监控，实时提升核心运作频率，更强大的散热器不仅可以让GPU核心工作在更低的温度上，同时还能让GPU BOOST的频率更高。

　接口方面七彩虹 iGame980Ti 烈焰战神X-6GD5 Top采用了HDMI+DVI+3DP的方案，主流接口一应俱全，方便玩家进行不同显示器的驳接需求，挡板处的一键超频按钮为有性能需要提升的用户提供了便利，同时双BIOS的开关也为显卡的质量做出了保障。

点评：七彩虹iGame980Ti 烈焰战神X采用直列式12+2相核心显存供电，通过PWM数控芯片精确控制电流分配与电压调整，PCB采用超量镀银打造，分成视频输出区域，运算图形区域以及供电前处理区域，独立运作的区间分割将有利于PCB布线以及防止信号干扰，这款显卡体现了一线大厂应有的设计实力！

    作为DIY业界领军品牌的影驰科技一直以来不断致力于带给玩家朋友更强的产品，而影驰名人堂系列更是秉承“一切只为性能”的设计理念，是影驰最优异的产品。

影驰 GTX980 Ti名人堂显卡 京东 售价5399元>>购买链接

    外观方面，影驰GTX 980 Ti名人堂依然保留了GTX980名人堂的大部分设计元素，比如纯白导风罩和PCB，三风扇散热等等。可以注意到镂空的强化背板明显不同了，强化铝合金背板轻薄，坚固，加强背面零件散热，防止PCB弯曲，配合发光模组而设的镂空设计。

    影驰GTX 980 Ti名人堂显卡采用NVIDIA优异GM200显示核心，频率高达1190MHz，比公版高出190MHz！内建2816个CUDAs单元，显存方面频率依然是公版的7012MHz等效，采用384bit位宽和6GB的容量，同时支持DirectX12开发程序接口，NVIDIA PhysX ，NVIDIA CUDA，3D VISION,Pure Video以及OPENGL4.0技术。

    影驰GTX 980 Ti名人堂使用最新的IR3595 PWM，独家研发8相顶尖核心数字供电，配强化三相显存供电设计，高达2GHz切换频率；核心供电搭载性能优越的高频电感,极限超频电流输出能力大大提升，并且配有8pin+8pin的外接电源，在得到足够的电力之外还可以很好的超频，提升显卡在游戏中的性能。作为影驰最优异的产品，影驰名人堂在用料上采用豪华元器件设计，不缩水大板PCB设计，元器件分布更加合理，散热更加迅速。板卡上搭载性能优异的MLCC陶瓷电容，铝电解电容。

    影驰GTX 980 Ti名人堂与众不同之处是设计了双BIOS，接口挡板上的开关可以在主BIOS和备份BIOS之间任意切换，主BIOS可刷，方便超频，备份BIOS不可刷，提供安全保障。由于显卡的BIOS工作方式是在开机时读取激活，所以切换BIOS需要在开机前操作，或者切换后重启电脑。

    散热器命名为“三重火力+”，2.5槽的设计让显卡拥有更广的散热面积。散热器中采用了一个9CM半透明黑色风扇，两边8CM风扇设计，全面覆盖散热器每个角落。

    散热表面采用了大量散热片设计，“三重火力+”散热采用了全新的金属套件，两侧采用了特殊设计的金属边框，不仅大方美观，还能有效整流，提升风量。镀镍热管加上大面积镀镍纯铜底座设计，将MOS散热整合为一体化散热，我们知道最新的N卡都支持GPU Boost 2.0技术，透过对温度和功耗进行监控，实时提升核心运作频率。更强大的散热器不仅可以让GPU核心工作在更低的温度上，同时还能让GPU BOOST的频率更高。

　接口方面影驰GTX 980 Ti名人堂为玩家准备了相当全面的3*Displayport+HDMI+DVI的组合，方便玩家进行不同显示器的驳接需求，挡板处的BIOS切换按钮为有性能需要提升的用户提供了便利。

点评：秉承着名人堂“一切只为性能”的理念，我们可以看出影驰GTX980 Ti名人堂在做工和用料以及性能上都以最高最强为目标，前不久还打破了多项世界纪录；同时不惜工本的纯白配色则更让它颜值爆表，玩DIY到这个等级，机箱色彩的协调性非常重要，如果是白色系机箱，影驰 GTX980 Ti名人堂绝对是首选。

    技嘉GV-N98TG1 GAMING-6GD属于技嘉面向游戏领域的G1 GAMING系列，我们熟知的G1主板也是隶属这一高端玩家产品线。三风扇的设计，超长的长度符合了高端显卡的典范。

技嘉GV-N98TG1 GAMING-6GD显卡 京东 售价5399元>>购买链接

    显卡整体设计颇为低调，黑银搭配的正面以及背面金属背板黑色的设计，让人感受到技嘉品牌的低调。背板的G1 GAMING印记代表了显卡的不凡身份。

    技嘉GV-N98TG1 GAMING，采用最新的NVIDIA 28nm Maxwell GM200核心，该款核心拥有22组新型SMM，组成了2816CUDAs、176个TMUs的规格，技嘉GV-N98TG1 GAMING的初始加速频率为1240MHz，在独家独家OC MOD下可以做到1291MHz。

    技嘉GV-N98TG1 GAMING优异超公版PCB设计，不仅选择了特级体质的GM200GPU核心，供电部分也是采用了改进的分离供电模式。期效能远超公版产品，并采用双8PIN设计。自从2010年开始，NVIDIA一直致力于在显卡能耗控制方面做出贡献，每一代舰舰产品随着性能的提升，TDP不增反降。奢华的供电设计与夸张的风扇在新一代旗舰产品上已不复重现，而技嘉独家设计的特殊PCB方案更是将这款产品的频率做到超于公版200MHz以上。

    G1 Gaming是技嘉最为强大的产品之一，它配备了技嘉独家研发专利技术的风之力600W散热系统，具备强大的散热效率以及最小的散热器体积。兼备轻薄高效能，而技嘉全新开发的高性能扇叶经过了特殊设计可以让风量提高23%。

    散热器采用了五根8mm热管，可以轻松传递热量。此外技嘉还装备了专利技术的立体三角散热结构，采用全覆盖气流充分全角度带走热量，兼备高效率与静音优势。

    技嘉GV-N98TG1 GAMING采用2个DVI、1个HDMI和3个DisplayPort输出组合，支持市面上绝大多数显示器的接口需要，同时该显卡支持单卡多屏技术，和上一代GTX780Ti不同的是GTX 980 Ti的输出接口增加了两个DP接口，显卡性能提升之后，增加两个DP接口，能够更大程度的满足不同用户对显卡的不同使用需求。

　　点评：全新的OC GURU II软件，看似古板的9宫格布局将所有功能直接展示出来，超频模式和节能模式切换快速简易，为用户在性能和功耗之间取得平衡创造了条件，而信仰灯色彩调节也是非常炫酷，对机箱整体灯光设计有要求的玩家不妨考虑一下这款号称“MOD的最后一块拼图”的技嘉GTX980Ti！

    NVIDIA新优异游戏显卡GTX 980 Ti自上市开始就凭借着仅次于优异卡皇GTX Titan X的超强游戏性能以及超值的价格深受发烧玩家喜爱，微星Gaming系列则更是专为游戏而生。

微星GTX 980 Ti GAMING显卡 京东 售价5199元>>购买链接

    外观方面，微星GTX 980 Ti GAMING显卡依然延续了之前的红黑配色风格，镂空背板的设计让显卡的强度、安全性和散热都得到提升。

    微星GTX 980 Ti GAMING显卡搭载了一枚NVIDIA旗舰级的GM200核心，拥有2816个流处理器、176个TMUs和96个ROPs这样强大的规格，并在核心频率上采用了1178/1279MHz这样远高于公版的设定，配备了6GB GDDR5容量显存。

    微星GTX 980 Ti GAMING显卡的做工用料也非常出色，不仅仅在供电方面采用了高规格的8+2相，还选用了符合第四代军规级标准的高品质供电元件，因此这款产品在运行时的稳定性可以说非常有保证，同时具备不错的超频潜力。

    散热方面，这次微星GTX 980 Ti GAMING显卡配备的依旧是效能非常优秀的TwinFrozr V双风扇散热系统，这款显卡散热器采用了许多微星独有的专利技术，保证风量的情况下依然能将噪音控制在很低的水平。

    配合4根热管、2枚10cm风扇以及大面积铝质鳍片的高规格可以提供非常强大的散热能力，同时ZeroCore技术还能够让显卡在低负载/待机时发出的噪音“归零”，从而给玩家带来全方位的出色GAMING体验。

    视频输出接口方面，微星GTX 980 Ti GAMING显卡提供了一个DVI接口、1个HDMI接口和3个DP接口，可以支持单卡4k分辨率，同样允许玩家组建单卡多屏输出。

    点评：为游戏而生是微星Gaming系列一贯的口号，GTX 980 Ti GAMING这款产品可以通过微星自家的GAMING APP来进行"一键超频"，从而获得更加强大的游戏性能或者让显卡变得更加静音。另外，各位还可以通过GAMING APP来调节微星GTX 980 Ti GAMING显卡的龙形"信仰灯"的闪烁节奏，让这款显卡变得更加引人注目。

    笔者认为如果用GTX TITAN X来玩游戏事实上有点大材小用了，它标配12GB显存决定了它的定位并不仅仅是玩游戏，而且设计开发等对显存需求变态的领域（土豪请无视这段话），标配6GB显存的GTX 980 Ti才是真正的游戏利器，通过上面的测试我们发现，GTX 980 Ti和GTX TITAN X在各个游戏中的表现非常接近，TITAN X确实比GTX 980Ti强但程度有限，事实上目前即使开启4K分辨率，也没有什么游戏能用到6GB以上显存，除非打开DSR，后台渲染8K！这么变态的设置，一般人就不要去尝试了。综上所述，GeForce GTX 980 Ti是NVIDIA旗下专门为4K分辨率准备的单芯游戏显卡。

回顾历史：NVIDIA五年打造显卡帝国

　　 从2011年到2015年，NVIDIA和AMD都发布了不少显卡，虽然制造工艺方面依然不相伯仲，但核心架构却让天平发生了倾斜。

　　 2011年之前的游戏战场，Fermi 2.0架构对阵GCN并无优势，但2012年全新Kepler架构GK104的发布，让一切都发生了戏剧性的改变，本来红极一时的HD7000系列遭遇强有力的挑战，AMD之后虽然修修补补，推出了GCN 2.0，在电压调节和架构效率方面做出了不少努力，但效能比终究还是稍处下风。当时莱特币等虚拟货币的余热未过，由于N卡架构不适合挖矿，AMD依然沉浸在高端显卡出货供不应求的喜悦之中，对咫尺的威胁竟然视而不见。

    这段时间NVIDIA则在架构革新的路上飞速前行，2014年八月，搭载Maxwell核心的GTX750Ti如约而至，效能比的终极突破让关注显卡十年的笔者也为之动容！在此之前，制造工艺更新才是GPU性能发展的源动力，架构更新则更多是为了支持新的运算需要，优化一下游戏性能，但从Kepler到Maxwell的革新完全出乎笔者的意料，用数据来说就是GTX750Ti的性能与当年旗舰GeForceGTX480比肩，然而热设计功耗仅为60W，是后者的四分之一。即使对比采用相同的28纳米制造工艺的Kepler，Maxwell的每瓦特性能也达到了约2倍！资深一点的编辑应该明白这意味着什么。

    笔者想说的是能效比突破并不只是省了几度电这么无足轻重，它代表了一个架构的先进性。相对于如何让架构效率突破，增加晶体管数量就简单多了！也许AMD当时也已经意识到Maxwell的恐怖之处了，但这已经不重要了，因为一个架构从研发设计到成熟流片到最终上市，动辄需要数年的时间，从GTX750Ti发布开始，笔者就预言2015年AMD日子要不好过了，结果一语成谶，无论是Mantle还是DX12都无法阻挡NVIDIA独显市占率节节攀升的事实。

展望2016，新的曙光照耀所有伟大的半导体公司

    堆栈显存方面，AMD的HBM先迈出了一步，NVIDIA的HMC也在紧锣密鼓的进行当中，被喻为存储第一次站起来的技术将会给计算机行业带来什么样的历史机遇，结果仍未可知。

     无论是AMD（ATI）还是NVIDIA，在半导体制造的路上一路走来，在不同年代，都缔造过不朽的传奇。他们互相竞争，甚至互相诋毁过，但是他们共同推动着图形技术、游戏产业、超算发展、甚至医疗、勘探、工业仿真、人工智能的发展，其中任何一个前沿领域获得突破性进展，都将是改变世界的源动力，这其实比苹果的所谓改变世界要可信的多的多……■<