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超重负荷测试:GTX295 SLI竟不是最强?

    PC游戏发烧友始终关心如何提升他们的3D性能,虽然SLI和CrossFire双卡系统已经可以让性能轻松翻倍,但对于终极发烧友来说,这仍然不够。NVIDIA和ATI(AMD)又推出了单卡双芯产品,可支持到4核心并联系统Quad SLI和CrossFire X,进而将系统的3D性能推向了极致。

    NVIDIA第一代支持Quad SLI的产品是7900GX2,但由于PCB过长,以及一些设计上的BUG,仅供展示和OEM之用,正式上市的是7900GX2的改进版——7950GX2。7950GX2搭载了两颗G71核心,频率为500/1200MHz,不过由于当时驱动的不完善以及游戏支持不力,四颗核心的7950GX2 Quad SLI并没有完全击败两颗核心的X1950XTX CrossFire。

7950GX2是“单卡”之王,但双7950GX2却不是性能之王

    2008年春天,NVIDIA发布了其单卡旗舰——9800GTX,就在不久之后,又推出了第二代支持Quad SLI的单卡双芯产品——9800GX2。这也是NV第一代统一架构的双芯片显卡,9800GX2搭载了两颗G92核心,频率达到了600/1500/2000MHz,一个硕大的散热器将两片PCB连接在一起,超复杂的结构让人叹为观止。


9800GX2显卡结构图


GTX295显卡结构图

    随着GTX295的发布,标志着NVIDIA第三代Quad SLI系统的降临,GTX295采用了与9800GX2相同的散热设计方案,但由于这种双PCB设计方案成本过高,虽然重新夺取了性能的宝座,但只能说是叫好不叫座,市场上基本无人问津。NV随之又推出了单PCB版的GTX295,这也是NV的第一片单PCB双GPU显卡,也标志着双核心显卡正式走向成熟。

GTX295的和平演变:双PCB变为单PCB

    旧版GTX295采用编号为P656的双PCB方案,而新版GTX295采用了编号为P658的单PCB方案,虽然两者才设计上完全不同,单仅仅是将两张显卡放在一起,相同的外形尺寸都非常具有震撼力,一眼望去就能领略其内在的强悍性能。

  
左:单PCB新版               右:双PCB旧版

    除了相同的尺寸外,两张卡外观部分的差别还是比较明显的。新版GTX295的散热风扇置于中间,而且采用了传统扇叶的风扇款式;旧版则将散热风扇置于尾端,而且采用了涡轮形制。

  

    翻看背面,新版由于采用了单PCB设计,大量的元件安装必须要通过PCB双面贴片安装的方式布置,所以新版GTX295在PCB背面部分采用了即起到保护作用也能辅助散热的两个独立的金属片;旧版由于是双PCB的设计,所以可以轻松的将主要元件都安排在每张PCB的正面部分,所以主卡的背面部分并无任何保护或散热措施,呈现出华丽的“大露背”效果。

   

    输出接口部分也存在差异,新版仅仅提供了双DVI的输出端口组合,对于一张对应到极限游戏表现的显卡而言虽然问题不大,但就应用流行趋势而言,如果能加入HDMI或Display Port接口的支持,将会更加完美;旧版则比较“大方”的提供了双DVI加HDMI接口的输出组合,对于一些喜欢用大尺寸平板电视玩游戏的用户而言可能会更加方便。

    脱去外衣,两张显卡的差别就非常明显了,新版的单PCB对旧版的双PCB。

   

    PCB布局方面,新版由于采用了单PCB方案,所以元件布置密度更高。特别是每颗核心14颗总共28颗显存的布置,必须将其中一半转移到PCB背面。而旧版的双PCB虽然每张板上都被切去一块用作通风用,单布线依然可以做到闲庭信步,至少每核心对应的14颗显存都可以与GPU同一面。

    除了主图形核心外,两颗NVIO2和NF200这样的外围功能芯片在新版中都布置在了PCB正面,总共5颗大型芯片布置在一起看起来很壮观;旧版则将负责输出的NVIO2芯片分别布置在两张PCB上,而负责差分PCI-E通道和内部通信用的NF200布置在主卡上。当然,由于新版采用了单PCB的设计,旧版负责两颗GPU沟通的排线也就自然的取消了,从某种意义上说,取消排线可以提高产品的稳定性。

   

    散热器部分的差异也非常明显,新版采用了两个独立的热管散热器对应两颗GPU,两者无连接,显存和外围功能芯片以及供电部分都通过大型的金属底座散热;旧版则采用统一的大型涡轮热管散热方案,如同奥利奥饼干中的奶油夹层,将GPU、外围功能芯片、显存、供电模块的散热全部整合在一起。新版的散热方案会将部分热气从尾端吹入机箱,而旧版则将热气全部抽出机箱,从这一点说,旧版的散热器设计更符合风道设计。

    辅助供电接口部分新旧两版都采用了8pin+6pin的方案,可见两者对于电源的需求基本相同。只不过新版的两个接头都布置在了唯一的PCB上,而旧版是分别安装在两张PCB上而已。

    目前已上市的GTX295显卡均采用NVIDIA公版设计,不管单PCB新版还是双PCB旧版,唯一的区别就是散热器上的贴纸和风扇上的厂商LOGO。虽然华硕推出了一款非公版GTX295火星卡,不过严格意义来讲它应该是GTX285 X2,比NV的公版GTX295更强大。

    上图就是我们测试用的技嘉和耕升牌GTX295,散热器的设计和7900GTX比较类似,中间一个8CM的风扇。下面再来看看显卡的PCB部分。

    新的单PCB版GTX295采用P658公版设计,搭载两颗GT200核心,同时还有两颗NVIO芯片,一颗NF200芯片位于PCB正中,负责两个核心的桥接。供电控制采用了ADI公司的ADP3192A芯片。

    外部供电部分采用了6+8模式,8pin接口必须连接电源的8pin,否则显卡无法工作,这一点和3870X2的8pin可以使用电源6pin供电还不同。同时在显卡挡板处还配备了LED指示灯,如果电源线连接错误,指示灯会有所提示。

    这两款显卡的频率与NV公版相同,核心频率576MHz,Shader频率1242MHz,显存频率1008MHz。每颗GPU配备了专用的896MB DDR3显存,显存带宽为448Bit。

简单超频测试:

    由于默认频率较低,我们首先对这两张卡进行了超频测试,结果如下:

    可以看到,技嘉的GTX295略高一点,但性能差距几乎可以忽略不计。

● 本次测试所采用的平台:

CPU:Intel Core i7-965 Extreme Edition (3.2 GHz, 6.4 GT/s QPI);
主板:Gigabyte GA-EX58-Extreme mainboard (Intel X58)
内存:Corsair XMS3-12800C9 (3 x 2 GB, 1333 MHz, 9-9-9-24, 2T)
硬盘:Maxtor MaXLine III 7B250S0 HDD
电源:Enermax Galaxy DXX EGX1000EWL 1000 W power supply
LCD:Dell 3007WFP
系统:Microsoft Windows Vista Ultimate SP2 64-bit
驱动:ATI Catalyst 9.7 for ATI Radeon HD
      Nvidia GeForce 190.38 WHQL for Nvidia GeForce

● 显卡驱动设置说明

ATI的催化剂:
    Smoothvision HD: Anti-Aliasing: Use application settings/Box Filter
    Catalyst A.I.: Standard
    Mipmap Detail Level: High Quality
    Wait for vertical refresh: Always Off
    Enable Adaptive Anti-Aliasing: On/Quality
    Other settings: default

Nvidia GeForce:
    Texture filtering – Quality: High quality
    Texture filtering – Trilinear optimization: Off
    Texture filtering – Anisotropic sample optimization: Off
    Threaded optimization: Auto
    Vertical sync: Force off
    Antialiasing - Gamma correction: On
    Antialiasing - Transparency: Multisampling
    Multi-GPU performance mode: NVIDIA recommended
    Multi-display mixed-GPU acceleration: Multiple display performance mode
    Set PhysX GPU acceleration: Enabled
    Ambient Occlusion: Off
    Other settings: default

● 本次测试所采用的游戏及工具

第一人称射击游戏
    使命召唤:世界战争
    西部狂野:生死同盟
    Crysis:弹头
    雷神战争:深入敌后
    Far Cry 2
    F.E.A.R 2:起源计划
    Left 4 Dead
    潜行者:清空

第三人称动作游戏
    鬼泣4   
    波斯王子:重生

RPG游戏
    辐射3

模拟类游戏
    GRID
    HAWX

即时战略类游戏
    红色警戒3:起义时刻
    冲突世界:苏联进攻

基准测试软件
    3DMark 06
    3DMark Vantage

    以上游戏测试均分别采用1280*1024、1680*1050、1920*1200以及2560*1600分辨率,最高游戏画质,并且打开4xAA+16xAF,如果游戏不支持则在驱动设置中打开。如果游戏不带测试工具,则使用Fraps 2.9.8记录游戏运行的帧数,并且测试3次取平均值。

    多卡系统一直被认为是噪音产生的大户,下面我们就来对比GTX285 3路SLI、3*HD4890以及2*4870X2 4路Crossfire系统,看看GTX295 Quad-SLI系统的噪音如何。

噪音测试:半斤八两

    虽然新版的GTX295的噪音还算可以接受,但到了双卡组Quad-SLI系统后,尤其是长期工作在3D模式时,所发出的噪音还是非常惊人的,对于喜爱静音的发烧友,建议配备水冷散热系统。

    下面我们再来看看GTX295 Quad-SLI系统的功耗如何?

功耗测试:双GTX295比三GTX285省电

    新版的GTX295在功耗方面控制的还算不错,虽然满载功耗超过了400W,但依旧低于AMD的3*4890 CF和2*4870X2 CF。

● 使命召唤:世界战争

    游戏版本为1.3,使用一段自动运行的场景进行记录帧数。

    在使命召唤5的测试中,GTX295 Quad-SLI系统比GTX295单卡的性能提升还是不少的,但并不十分巨大,随着分辨率的提升,差距越明显。不过Quad-SLI并没有GTX285 3路SLI的表现好。

● 狂野西部:生死同盟

    GTX295 SLI系统在这个游戏中出现了问题,性能比单卡GTX295还要低。2*4870X2的表现依旧最好,而且随着分辨率的提高,性能损失也是最小的。

● Crysis:弹头

    GTX295 SLI在《Crysis:弹头》中完胜2*4870X2,不过依旧不敌自家的GTX285 3路SLI,并且随着分辨率的提高,差距逐步的增大,这应该是此时显存带宽已经成为瓶颈,GTX295的显存位宽低于GTX285所致。同时我们还看到,就算是当今优异的显卡系统,依旧无法在超高分辨率下流畅运行这款硬件杀手级的游戏。

雷神战争:深入敌后

    在《雷神战争:深入敌后》中,GTX295 SLI的表现与《Crysis:弹头》类似。

FarCry 2

    在《FarCry 2》中,GTX295 SLI与3路GTX285的性能差距不足1.5%,但依旧领先于2*4870X2。

F.E.A.R2:起源计划

    GTX295 SLI的表现和GTX295单卡几乎没有差别,只有在2560*1600超高分辨率下才体现出了差距,并且依旧落后于3路GTX285。

Left 4 Dead

    GTX295 SLI依旧落后于3路GTX285,只有在2560*1600才取得领先,领先幅度仅为2%。

潜行者:晴空

    GTX295 SLI第一次全面领先于3路GTX285,而对于单卡GTX295来说,也有40%的性能提升,2*4870X2虽然落后,但随着分辨率的提升,落后的差距逐步减少。

鬼泣4

    GTX295 SLI再次领先所有的多卡系统,同时也可以看到,这款游戏对多GPU的支持还是非常不错的。

波斯王子:重生

    GTX295 SLI虽然领先于3路GTX285,但全面落后于2*4870X2,而且随着分辨率的提高,差距越大。

● 辐射3

    可以看到,这几种多卡系统的表现几乎相当,只有到了2560*1600高分辨率下,2*4870X2系统才稍显优势。

● GRID

    3路GTX285再次超过了GTX295 SLI。

● H.A.W.X

    GTX295 SLI依旧落后3路GTX285,不过在这款游戏中,A卡全面落败。

● 红色警戒3:起义时刻

    很明显,这款游戏限定了最高30的帧率,只有到了2560*1600分辨率下才决出胜负。3路GTX285的表现依旧最好。

● 冲突世界:苏联进攻

    GTX295 SLI的表现依旧不尽如人意,在低分辨率下的表现不如单卡GTX295,只有到了高分辨率下才取得领先,3路GTX285依旧是最抢眼的。

● 3DMark 06

    众所周知,3DMark 06测试是比较依赖于CPU的,当CPU成为系统瓶颈的时候,显卡之间的差距是很难体现出来的,不过2*4870X2系统依旧取得了领先。

● 3DMark Vantage

    在3DMark Vantage X模式中,GTX295 SLI不但打败了2*4870X2,同时也教训了屡次羞辱自己的自家兄弟——3路GTX285。不过以3D MARK的风格,这样的结果也能理解,毕竟理论性大于实战性。

● 测试数据汇总:

    GTX295 SLI只有在少数几个游戏中取得了领先,但在多数游戏中的表现要低于3路GTX285。而且多卡系统还有一个致命的弱点,那就是体积庞大、功耗和噪音过高。同时,必须要有游戏的支持才能更好的发挥出性能。

为什么GTX295 Quad SLI并不比GTX285 3-Way SLI强?

  • GTX295(576/1242/2008MHz)的默认频率比GTX285(648/1476/2484MHz)低;
  • GTX295相当于是GTX275 X2,每颗GPU显存位宽是448Bit、容量是896MB,而GTX285是512Bit 1GB,容量速度频率都吃亏;
  • GPU数量越多,效率越低,对驱动和游戏的依赖性越高;

    综上,虽然GTX295 Quad SLI要比GTX285 3-Way SLI多一颗核心,理论渲染能力更强,但由于显存规格缩水,导致在重负载游戏测试中性能下降,如今的DX10游戏可都是显存消耗大户,在2560分辨率下1GB都只能算是标配。

    不过三路GTX285需要占据三个PCIE插槽、六个PCI位、六个PCIE供电接口、噪音功耗更大一些,这些也不容忽视。

三路和四路各有所长

    虽然GTX295 Quad SLI不能完全战胜GTX285 3-Way SLI,但在绝大多数游戏中,打败对手的HD4870X CrossFire还是没有问题的,毕竟四路交火也存在效率损失的问题。

    A卡和N卡,三路和四路,在不同的游戏中都是各有强项,并没有完胜的现象出现。所以,对发烧级PC游戏爱好者而言,并不是厂商宣称的最高端的显卡系统才是非常好的的解决方案。

    GTX295 Quad SLI受到了显存位宽和容量的限制,因此华硕研发出了一款配备了4GB 1024Bit显存的GTX295显卡,实际上就是显存翻倍的GTX285 X2,两片组Quad SLI就是GTX285 X4,性能自然无人能敌,不过该火星卡限量发行。因此实际最强系统还是三GTX285或双GTX295,看玩家的个人喜好了。<

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