横扫一切3D游戏！GTX TITAN 三卡测试
泡泡网显卡频道3月25日 集成71亿晶体管的GK110以其无以伦比的性能证明了它是地球最快的GPU，但没有最快只有更快，如果想要继续提升性能超越极限，NVIDIA的SLI技术行之有效。
SLI的全称是Scalable Link Interface（可升级连接接口）也称速力，是NVIDIA的专利技术。它是通过一种特殊的接口连接方式，在一块支持双PCI Express X 16的主板上，同时使用两块或者以上数量的同型号PCIE显卡。
多显卡并行机制的历史最早可以追溯到1998年初，3Dfx推出了它们的第二代3D图形卡产品—Voodoo 2，当时Voodoo 2拥有90Mps的像素填充率，具备Z-Buffering、Anti-Aliasing、单周期双纹理等当时非常先进的3D特性，大幅超越其上一代产品，不过，最令发烧友疯狂的是Voodoo 2所具有的“SLI交错互连技术”，这项技术可以让两块Voodoo 2显卡连接起来并行运作，获得近乎翻倍的3D效能。如此一来，其他竞争者更是望尘莫及。
究其原理，显卡最终生成的是所渲染的3D画面，画面的生成速度即代表着显卡的性能，SLI技术将一幅渲染的画面分为一张张的扫描帧（Scanline），若采用双显卡运行模式，那么就由一个显卡负责渲染画面的奇数帧，另一块显卡渲染偶数帧，然后将同时渲染完毕的帧线进行合并后写入到帧缓冲中，接下来显示器就可以显示出一个完整的渲染画面。不难看出，双卡SLI技术让渲染工作被平均分担，每块显卡只需要完成1/2的工作量。
理想状态下，有几块显卡并行计算，渲染效率就有可能达到单卡的几倍，所以如果想要追求极限的性能，SLI技术无疑是非常好的选择，多显卡并行平台也是显卡发烧友的终极装备，所以我们特意召集了三块GTX TITAN进行专门的SLI测试，看看当今最强悍的GPU多卡SLI效率如何，同时通过测试向大家展示一下当今最强游戏平台的性能究竟变态到什么程度！
随着科学、医学、工程和金融各领域对高性能并行计算需求的增加，NVIDIA以无比强大的GPU计算架构来不断创新和满足这种需求。NVIDIA现有的 Fermi GPU已经重新定义和加速了以下领域的高性能计算（HPC）的功能，如地震处理、生化模拟、天气和气候建模、信号处理、计算金融、计算机辅助工程、计算流体力学和数据分析。NVIDIA的新Kepler GK110 GPU大大提高了并行计算标准，并将会帮助解决世界上面临的最困难的计算问题。
通过提供比上一代GPU更强大的处理功能以及优化和提高GPU上并行执行工作负载的新方法，Kepler GK110简化了并行程序的创建，将对会对高性能计算引起进一步改革。
Kepler GK110由71亿个晶体管组成，是有史以来架构最复杂的微处理器。GK110新加了许多注重计算性能创新功能，目的是要成为NVIDIA Tesla和HPC市场上的并行处理动力站。
Kepler GK110会提供超过每秒1万亿次双精度浮点计算的吞吐量，DGEMM效率大于80%，而之前的Fermi架构的效率是60‐65%。
除了性能之外，Kepler架构在电源效率方面也有巨大的飞跃，相对于Fermi 的性能/功率比提高了3倍之多！
Kepler GK110 模具照片
之前有人说Kepler GK110更适合超级计算和通用计算，其实这是一种误解。Kepler GK110的以下新功能不仅提高GPU的利用率，简化了并行程序设计，而且有助于GPU在各种计算环境中部署，无论是从个人电脑还是超级计算机，GK110都适用：
Dynamic Parallelism – 能够让 GPU 在无需 CPU 介入的情况下，通过专用加速硬件路径为自己创造新的工作，对结果同步，并控制这项工作的调度。这种灵活性是为了适应程序执行过程中并行的数量和形式，编程人员可以处理更多的各种并行工作，更有效的将 GPU 用为计算用途。
Hyper-Q – 允许多个CPU核同时在单一GPU上启动工作，从而大大提高了GPU 的利用率并削减了CPU空闲时间。Hyper‐Q 增加了主机和 Kepler GK110 GPU 之间的连接总数（工作队列），允许 32 个并发、硬件管理的连接（与 Fermi相比，Fermi 只允许单个连接）。
Grid Management Unit –使 Dynamic Parallelism 能够使用先进、灵活的 GRID 管理和调度控制系统。新 GK110 Grid Management Unit (GMU) 管理并按优先顺序在 GPU上执行的 Grid。GMU 可以暂停新 GRID 和等待队列的调度，并能中止 GRID，直到其能够执行时为止，这为 Dynamic Parallelism 这样的强大运行提供了灵活性。
NVIDIA GPUDirect–NVIDIA GPUDirect 能够使单个计算机内的 GPU 或位于网络内不同服务器内的 GPU 直接交换数据，无需进入CPU系统内存。GPUDirect 中的 RDMA 功能允许第三方设备，例如 SSD、NIC、和 IB 适配器，直接访问相同系统内多个 GPU 上的内存，大大降低 MPI从GPU内存发送/接收信息的延迟。还降低了系统内存带宽的要求并释放其他 CUDA 任务使用的 GPU DMA 引擎。
这里先做简单介绍，详细的内容扩展之前的首发文章已经有详细的说明，这里就不再赘述了。
第一眼看到GTX TITAN还以为是GTX 690呢。仔细端详，发现还有略有不同，挡板接口旁边的“TITAN”字样暴露了它的身份。
其实这也在情理之中，GTX 690别具匠心的设计深受好评，如果仅仅在一款双芯火星卡上昙花一现未免太过可惜。
改良版的涡轮离心式风扇看起来非常美观。拆下外壳以后的风扇全貌。
散热器颇有份量，工艺也非常不错。至少拧了一二十个螺丝才将其拆下。均热板底座比普通纯铜底座散热效率更高。
组装起来浑然一体，拆开以后却发现零件众多，和一般显卡相比，TITAN的散热器构造比较复杂。
这是TITAN的散热器的核心部件，底座鳍片一体式的镀铬散热模块。
TITAN的PCB结构紧凑，用料扎实但并没有华硕的战神、微星的闪电那么张扬。
其实对于多数人来，GK110虽然从未正式亮相消费级市场，但并不陌生，NVIDIA之前为高性能服务器设计的优异产品Tesla K20X采用的就是这款芯片。
别看它其貌不扬，它可是集成了71亿晶体管、拥有6个核心，2688个流处理器的真正怪兽。一秒的瞬间就能爆发出超过4500flops的处理能力！看过正在热映的西游降魔篇吗？看似小猴子，一秒变金刚！
TITAN的核心和Tesla K20X唯一的不同就是，TITAN的频率更高！Tesla K20X核心默认频率为732MHz，而TITAN达到了837MHz。性能攀升，功耗也随之水涨船高，TITAN的TDP达到了250W，比Tesla高出15W。8加6Pin接口，5加1相供电保证了GPU核心和显存的需要。
显存芯片为三星出品的K4G20325F0-FC03,0.3ns三星的显存颗粒是业界公认的优异显存，超频潜力很大。正反24个颗粒组成了384bit、6GB容量的显存规格，单芯显卡显存容量如此之大前所未有！显然一般平台的1080P显示器已经不是TITAN所要挑战的对象，未来的4K以上分辨率才是其真正对手。
TITAN做工一丝不苟，该屏蔽的地方绝不含糊。笔者感觉比之前的公版做工都要更好一些。当然这些都是它应该具备的东西：听说这款性能强大的显卡售价也是奇高。
TITAN背面
安森美新推出的NCP4206六相PWM控制芯片,由于主控不带驱动IC,所以PCB上6颗标着AZN的东西就是小型驱动IC。
考虑到它的定位，TITAN的长度并不夸张，一般的机箱即可容纳
NV高端显卡经典的接口组合：DP HDMI 双DVI的阵型无论是对付多个显示设备还是多种显示设备均毫无压力。
GTX TITAN净重935克。
此次测试的显卡可谓毋庸置疑的旗舰，测试时所有游戏中开启全部特效，包括4X抗锯齿（AA）和16X各向异性过滤（AF）。虽然很多游戏提供了更高精度的AA，但由于实用价值不高，且没有可对比性，所以不做测试。
目前也有部分显示器是（1920x1200），游戏在这种分辨率下的性能表现与1920x1080差不多，FPS稍低一点点，使用这种显示器的朋友依然可以参考我们的测试成绩。
● 测试平台电源：Antec HCP1200
安钛克Antec HCP1200电源在世界超频大赛中非常常见，通过了80PLUS认证，转换效率高达92.4%，支持4路12V输出，最高电流72A，支持四卡SLI/交火。平均无故障运行时间为10万小时。配备一颗8cm静音风扇，运行噪音极低。
● 测试平台SSD：OCZ Vetrx3 240GB
OCZ的Vertex系列属于它的高端固态硬盘，专门为高端玩家和存储发烧友设计。随着Sandforce控制器大红大紫，OCZ也将Vertex系列升级到了全新的SF1200方案。如今SATA3.0 6Gbps接口大行其道，OCZ推出了基于SF2200系列主控芯片的Vertex 3固态硬盘，涵盖60-480GB容量范围。
既然针对平台不同，测试项目自然也相去甚远。三大平台除了PC追求极致性能外，笔记本和平板都受限于电池和移动因素，性能不是很高，因此之前的3Dmark11虽然有三档可选，依然不能准确衡量移动设备的真实性能。
3DMARK主界面
而这次Futuremark为移动平台量身定做了专有测试方案，新一代3DMark三个场景的画面精细程度以及对配置的要求可谓天差地别。
Fire Strike、Cloud Gate、Ice Storm三大场景，他们分别对应当前最热门的三大类型的电脑——台式电脑、笔记本电脑和平板电脑。
最新的3DMARK软件，最严苛的Fire Strike Extreme模式中，GTX TITAN以X4417的成绩遥遥领先于其它显卡，Fire Strike Extreme模式的SLI效率也比较高。
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的特色与亮点：
1、原生支持DirectX 11：基于原生DX11引擎，全面使用DX11 API的所有新特性，包括曲面细分、计算着色器、多线程。
2、原生支持64bit，保留32bit：原生64位编译程序，独立的32位、64位可执行文件，并支持兼容模式。
3、新测试场景：总计六个测试场景，包括四个图形测试（其实是两个场景）、一个物理测试、一个综合测试，全面衡量GPU、CPU性能。
4、抛弃PhysX，使用Bullet物理引擎：抛弃封闭的NVIDIA PhysX而改用开源的Bullet专业物理库，支持碰撞检测、刚体、软体，根据ZLib授权协议而免费使用。
3Dmark11大量特效堆砌出来的以假乱真的画面让HD7970和GTX680也不能完全流畅运行它，但GTX TITAN SLI之后我们终于看到了流畅的画面！
玩电脑硬件的老鸟一定还记得2007年CRYSIS发布时的情形，一款CRYTEK公司的巅峰之作给玩家带来了前所未有的视觉冲击，同时也让当时的旗舰显卡成了一个笑话。不仅如此，就连N/A两大显卡巨头的下一代的产品也都无法流畅运行这款游戏，一时间显卡危机的诨号不胫而走！
时过境迁，在摩尔定律的催动下，孤岛危机终于也被驯服。2010年以后，游戏画质的踯躅不前让硬件逐渐超越了游戏的需要，尤其是去年kepler和GCN架构显卡发布以后，已经没有任何游戏可以对旗舰显卡造成威胁，直到《CRYSIS 3》上市……。CRYSIS 3变态的画质让所有人看到了未来游戏的希望，也让整个情况又戏剧性的回到了2007年的起点，显卡危机再次来袭!
《孤岛危机3》支持大量的高端图形选项以及高分辨率材质。在游戏中，PC玩家将能看到一系列的选项，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。总而言之：忘了二代吧，CRYSIS 3才是CRYTEK公司想做的产品！
本作的环境设定可谓非常的独特，我们不妨称它为城市热带雨林，根据Reed所说，在这部作品当中充分的结合了两代中的元素。当你行进在纽约的时候，你将会注意到那些生长在大厦外的树木，还有那些废墟当中茂盛的植被，通过了这些景象你可以了解到Nanodome是如何催化植物生长的。当然，本作中依然有许多的沼泽，荒漠，岛屿场景，当然了，在每一个地方迎接玩家们的是巨大的挑战。
Crysis 3无疑是迄今为止技术含量最高、显卡要求最高、画质最卓越的一款游戏。2560分辨率最高画质下，单卡GTX TITAN也只能跑21FPS，好在SLI效率不低，双卡和三卡SLI性能提升明显，终于可以流畅运行这款游戏了！
由EA DICE工作室开发的《战地3》采用了最新的“寒霜2”引擎，完美支持DirectX 11，并且拥有强大的物理效果，最大的亮点还是光照系统，其渲染的场景已近乎乱真的地步，视觉效果堪称绝赞。游戏还支持即时昼夜系统，为玩家营造一个亲临现场的真实环境。
寒霜2引擎最大的特点便是支持大规模的破坏效果。由于考虑到游戏的画面表现以及开发成本，DICE放弃了以只支持DX9的WINDOWS XP操作系统。另外由于该引擎基于DX11研发，向下兼容DX10，因而游戏只能运行于WINDOWS VISTA以上的的操作系统。
在《战地3》中，“寒霜引擎2”内置的破坏系统已经被提升至3.0版本，对于本作中的一些高层建筑来说，新版的破坏系统将发挥出电影《2012》那般的灾难效果，突如其来的建筑倒塌将震撼每一位玩家的眼球。
《战地3》采用了ANT引擎制作人物的动作效果。在此之前，ANT引擎已在EA Sports旗下的《FIFA》等游戏中得到应用，不过在FPS游戏中使用尚属首次。相较于Havok等物理引擎，用ANT引擎可以花费较少的精力制作出逼真的效果。举例来说，战士在下蹲时会先低头俯身、放低枪口，而不是像以前的游戏那样头、身、枪如木偶般同时发生位移。此外，ANT引擎也可以让电脑AI的行动更加合理。但这款大作目前并不能良好的兼容120Hz3D以及红蓝3D模式。
寒霜2引擎大作战地三，是为数不多的画面可以挑战Crysis的游戏大作，而对核心和显存的要求已经超越了Crysis！而越是要求变态的游戏，GTX TITAN单卡和SLI成绩发挥就越稳定！
游戏介绍：《地铁2033》(Metro 2033)是俄罗斯工作室4A Games开发的一款新作，也是DX11游戏的新成员。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。
开启景深，模拟镜头感
画面设置：《地铁2033》虽然支持PhysX，但对CPU软件加速支持的也很好，因此使用A卡玩游戏时并不会因PhysX效果而拖累性能。该游戏由于加入了太多的尖端技术导致要求非常BT，以至于我们都不敢开启抗锯齿进行测试，只是将游戏内置的效果调至最高。游戏自带Benchmark，这段画战斗场景并不是很宏大，但已经让高端显卡不堪重负了。
测试说明：如果说是CRYSIS发动了DX10时代的显卡危机，那地铁2033无疑是DX11时代的显卡杀手！地铁2033几乎支持当时可以采用的所有新技术，在画面雕琢上大肆铺张，全然不顾显卡们的感受，和CRYSIS如出一辙。然而CRYSIS靠着特效的堆积和不错的优化，其惊艳绝伦的画面和DX9C游戏拉开了距离，终究赚足了眼球；而地铁则没有这么好运了，画面固然不差，BUG却是很多，招来了大量的非议。
地铁2033，DX11游戏中的奇葩，素有显卡杀手之称，但在TITAN SLI X3面前依然毫无抵抗之力。
游戏引擎开发商BitSquid与游戏开发商Fatshark近日联合公布了一个展示DX11强大技术的DEMO。这个名为《StoneGiant》（石巨人）的DEMO，可以让玩家来测试自己PC显卡的DX11性能。BitSquid Tech即将提供PC平台的引擎，并且大概在今年第三季度将提供PS3和Xbox 360等其他平台的引擎。
画面设置：StoneGiant是一款技术演示Demo，画面做的非常精美，进入之后可以选择开启关闭Tessellation以及DOF（DX11级别景深）进行测试，这两项技术都十分消耗资源，尤其是同时打开时。其中Tessellation技术对画质的改善最为明显，测试时默认开启Tessellation、打开DOF进行测试。
测试方法：自带Benchmark。
Stone GiantTITAN依然是SLI效率最高的测试项目之一，尤其在2560分辨率下，三卡SLI达到了单卡性能的255%，6GB的大显存功不可没。
《Aliens vs. Predator》同时登陆PC、X360和PS3，其中PC版因为支持DX11里的细分曲面(Tessellation)、高清环境光遮蔽(HDAO)、计算着色器后期处理、真实阴影等技术而备受关注，是AMD大力推行的游戏之一，但是这样的主题难免让本作有很多不和谐的地方，暴力血腥场面必然不会少！发行商世嘉在2009年11月就曾明志，表示不会为了通过审查而放弃电子娱乐产品发行商的责任，因为游戏要维持“异形大战铁血战士”这一中心主题，无论画面、玩法还是故事线都不能偏离。
画面设置AVP原始版本并不支持AA，但升级至1.1版本之后，MSAA选项出现在了DX11增强特效当中，当然还支持Tessellation、HDAO、DirectCompute等招牌。该游戏要求不算太高，所以笔者直接将特效调至最高进行测试。
测试方法：游戏带Benchmark，其中测试画面颇代表意义，很好的体现了Tessellation异形身体以及HDAO等高级特效，希望这些特效能让系统发挥所有潜力。
AVP的多卡效率非常高，SLI X2即可达到单卡180%的性能，三卡更是高达250%左右，离理论最高成绩已经很接近了，可见只要游戏支持优化得当，GTX TITAN拥有非常优秀的SLI价值。
《失落的星球2》的游戏舞台是前作故事发生后十几年之后经过温暖化改变的EDN-3rd，这里将新增丛林等新场景，主人公也并非前作那样为一人，而是以“雪贼”们不同的视点展开故事。
画面设置：与前作相同，《失落的星球2》采用CAPCOM公司原创引擎MT Framework的最新版VER.2.0进行开发，游戏世界的表现将更加细致和美丽。而不仅仅是画面上的进化，本作将会在前作玩家要求基础上追加大量全新要素，新场景、新角色、新武器等自不必说，角色的动作也比前作更加丰富多彩。
测试方法：游戏自带Benchmark，开启全特效+4AA选择B场景的BOSS战，非常激烈过瘾。
这款经典的DX11游戏对显卡要求虽然不低，但强大如GTX TITAN自然毫无压力，就算是2560高分辨率下，三卡SLI依然可以达到100FPS以上的帧速率。效率方面SLI X2较之单卡性能提升约30%，三卡性能提升45%以上。
我们的功耗测试方法是直接统计整套平台的总功耗，既简单、又直观。测试仪器为微型电力监测仪，它通过实时监控输入电源的电压和电流计算出当前的功率，这样得到的数值就是包括CPU、主板、内存、硬盘、显卡、电源以及线路损耗在内的主机总功率（不包括显示器）。
FURMARK拷机成绩截图
待机为windows7桌面下获得的最小值；满载是以1680X1050模式运行Furmark时的最大值，Furmark能够让显卡稳定的以100%满负载模式运行，测得的功耗值比一般的游戏要高一些。
● 显卡空闲整机功耗测试（显示器除外）
● 显卡满载整机功耗测试（显示器除外）
待机功耗TITAN的表现不尽如人意，整机（不包含显示器）达到了将近100W，满载以后功耗控制倒是不错，只有319W。考虑到TITAN优异的3D性能，这个表现非常不错，单GTX TITAN Z77平台，额定功率500W的优质电源就可以胜任。
GTX TITAN SLI X2测试功耗达到了552W，建议想要双卡SLI的朋友至少搭配750W以上的电源，GTX TITAN SLI X3测试功耗达到了791W，建议想要三卡SLI的朋友至少搭配1000W左右的电源，这样可以保证一定的余量并且让电源工作在最高转换效率附近！
全文总结：
通过本次的测试我们发现，GTX TITAN单卡性能强悍，在多数游戏中SLI效率也非常不错，总的来说，越是显卡要求变态的游戏，GTX TITAN多卡SLI的效率就越高，而显卡要求低的游戏反而SLI效率低下，很大程度上这是因为SLI 3D性能过剩，平台其他硬件造成瓶颈所至。难能可贵的是，TITAN SLI功耗噪音的控制和稳定性都堪称优秀，这在以前的旗舰显卡中并不多见。
Kepler架构终极形态GeForce GTX TITAN的发布，NVIDIA又一次提高了游戏行业的标准，同时以GPU为核心的计算模式再次被发扬光大。Kepler GK110设计的初衷就是利用卓越的电源效率达到最大化计算性能和吞吐量。该架构有很多创新，如SMX、Dynamic Parallelism 和 Hyper‐Q等等，这些功能不仅使混合计算大大简化，同时也简化了编程接口，有望催生出更优秀的软件，适用于更广泛的应用，相信以后会看到不少基于TITAN SLI组建的工作站出现在人们的视野。■<
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