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久违的惊喜 GTX 1080全面研究之性能篇
  • 2016/6/6 10:28:45
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:电脑报
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【电脑报在线】采用全新制程工艺、GPU架构的GTX 1080,可以说是成为显卡领域近年来少有的在技术上有大幅改进的产品。


采用全新制程工艺、GPU架构的GTX 1080,可以说是成为显卡领域近年来少有的在技术上有大幅改进的产品。上期《行动派》对GTX 1080的规格进行了详细的解析,这也让大家对于GTX 1080在实际游戏中的表现有了更多的期待,本期将围绕着GTX 1080的性能表现进行详细的研究,看看其性能表现是否也能让玩家感到久违的惊喜呢?

 

GTX 1080显卡赏析

 

     本次用于评测的GTX 1080是索泰 GTX1080 Founders Edition(以下简称GTX 1080),从命名就可以看出其属于Founders Edition。该产品相当于用料增强的公版产品,之所以NVIDIA会推出Founders Edition,是因为NVIDIA高端公版显卡无论是做工用料还是性能等方面都表现不错,很多用户都想买公版显卡,但在市场上绝大多数产品都是非公版,很少能买到公版,此次Founders Edition的推出就是为了满足这部分用户的需求



在散热器方面,GTX 1080采用的依然是真空腔均热板散热器+涡轮风扇的配置,这在之前几代旗舰级公版卡上都有采用,相信大家并不陌生。不过与之前的公版卡相比,GTX 1080在散热器外观上有了很明显的改变,在外壳加入了许多锐利的棱角,整体风格更加的硬朗、犀利,具有很高的辨识度。在显卡的侧面“GEFORCE GTXLOGO处设置了呼吸灯,通电后LOGO会发出幽幽绿光,真是信仰满满

 


GTX 1080GP104-400核心,采用16nm FinFET工艺打造,Pascal架构,拥有2560个流处理器,Founders Edition版显卡的默认频率为1607MHz,可以通过Boost达到1734MHz。在核心频率方面,GTX 1080远超上一代产品。同时GTX 1080采用了Boost 3.0技术,该技术可以设置各个电压点的频率偏移,使得GPU的频率达到该电压下所能实现的最大值,大大提升了GPU Boost的效果,让GPU的性能得以充分释放


尽管没有采用HBM2显存,但GTX 1080采用的是GDDR5显存的改进版——GDDR5X显存(拥有8GB显存容量、256bit显存位宽,等效频率高达10000MHz),通过提升频率、升级QDR总线以及更高效的压缩技术,使得GTX 1080显存的有效带宽比上代产品依然有了大幅的提升


18pin供电接口就完全够用了,表明GTX 1080在功耗上控制得很不错


GTX 1080配备了1个DVI接口、1个HDMI 2.0接口以及3DP接口

 

研究平台及研究方法

研究平台

CPU:英特尔 Core i7 5960X

内存:宇瞻DDR4 2133 4GB×4

硬盘:金士顿 HyperX Fury系列 240GB

主板:华硕 X99-DELUXE

显卡:索泰 GTX1080 Founders Edition

            华硕 GOLD20TH-GTX 980Ti-P-6G-GAMING

显示器:华硕 MG28UQ

电源:航嘉 MVP600

操作系统:Windows 10 64bit

在研究平台上,我们选择了高端的英特尔 Core i7 5960X六核处理器,搭配4条宇瞻 DDR4 2133 4GB内存组成四通道,保证处理器性能不会有瓶颈,从而能让GTX 1080的性能能够得到充分的发挥。我们使用的是华硕 MG28UQ4K游戏显示器,支持3840×2160分辨率,可以考查显卡在4K分辨率下的游戏性能表现。

当然为了让大家对GTX 1080的性能有更为直观的了解,照例我们会引入上一代显卡与GTX 1080的成绩进行对比。考虑到GTX 1080无论是性能、规格还是价格都大幅领先于GTX 980,与GTX 980相比意义有限,所以在研究中我们提高标准,引入定位更高的GTX 980Ti进行对比。需要说明的是,测试使用的是华硕 GOLD20TH-GTX 980Ti-P-6G-GAMING频率达到了1266MHz~1367MHz,比GTX 980Ti公版要高不少。


华硕 GOLD20TH-GTX 980Ti-P-6G-GAMING

 

延伸阅读:GTX 1080与上一代显卡规格对比表

规格对比表

 

GTX 1080

GTX 980

GTX 980Ti

GPU代号

GP104-400

GM204-400

GM200-310

架构

Pascal

Maxwell

Maxwell

工艺制程

16nm

28nm

28nm

晶体管数量

72亿个

52亿个

80亿个

GPU面积

314m2

395m2

601m2

流处理器数量

2560

2048

2816

ROPs数量

64

64

96

纹理单元数量

160

128

176

核心频率

1607MHz

1126MHz

1000MHz

Boost频率

1733MHz

1216MHz

1075MHz

显存类型

GDDR5X

GDDR5

GDDR5

显存位宽

256bit

256bit

384bit

显存容量

8GB

4GB

6GB

输出接口

DL-DVI×1HDMI 2.0b×1DP1.4×3

DL-DVI×1HDMI 2.0×1DP1.2×3

DL-DVI×1HDMI 2.0×1DP1.2×3

TDP

180W

165W

250W

供电接口

8pin

6pin×2

8pin+6pin

参考价格

4599/5399

3999

4699

 

研究方法

在实际的研究阶段,我们将围绕着GTX 1080在各种分辨率游戏、VR应用等方面,通过5个项目对GTX 1080的性能进行全面考查:

基准性能研究:3DMark》和《3DMark 11》进行理论性能测试,考查GTX 1080的性能表现。

1080P游戏性能研究:1920×1080分辨率下,选取比较热门的DX11游戏《巫师3:狂猎》《古墓丽影》,DX12游戏《奇点灰烬》《古墓丽影10:崛起》对GTX 1080的性能进行考查。

4K游戏性能研究:现在4K分辨率下玩游戏已经成为趋势,我们将上述游戏的分辨率提升至3840×2160,然后再考查GTX 10804K分辨率下的性能表现。

VR性能研究:今年是VR游戏元年,GTX 1080VR进行了多项优化,使其在VR应用中能有更好的性能表现,通过《SteamVR Performance Test》软件,得以一窥GTX 1080VR应用中的性能表现。

功耗和温度研究:Maxwell架构开始,NVIDIA显卡在功耗控制方面一直领先于对手。而GTX 1080得益于更先进的制程工艺,在功耗的表现上肯定会有进一步的改进。

 

基准性能研究

理论性能成绩

 

GTX 1080

GTX 980Ti

3DMark11Extreme场景

9474

7386

3DMarkFireStrike Extreme场景

10148

8023

3DMarkFireStrike Ultra场景

4975

4057

    在两款基准测试软件《3DMark》和《3DMark 11》中,GTX 1080凭借强悍的GP104-400核心,分别获得了10148分(FireStrike Extreme)、4975分(FireStrike Ultra9474分,与GTX 980Ti所获得的分数相比,提升的幅度都在20%以上,GTX1080性能之强悍可见一斑。

 

1080P游戏性能研究

1080P游戏性能成绩

 

GTX 1080

GTX 980Ti

《奇点灰烬》极高画质

66.7fps

55.8fps

《古墓丽影10:崛起》极高画质

125fps

102.5fps

《巫师3:狂猎》极高画质

88.5fps

69.3fps

《古墓丽影9》极高画质

168.2fps

135.4fps

除了界面和操作上的改进之外,Windows 10最让游戏玩家动心的部分莫过于新一代图形API DX12了,如今支持DX12的游戏并不少,本次选择的是《奇点灰烬》和《古墓丽影10:崛起》两款游戏。在DX12游戏测试中,GTX 1080的成绩GTX 980Ti的成绩高了10fps以上,特别是在《古墓丽影10:崛起》中,高了22.5fps,领先幅度达到了21.9%性能,优势非常明显。

DX11游戏《巫师3:狂猎》中,GTX 980Ti获得了69.3fps的成绩,勉强达到了绝对流畅的60 fps,而使用GTX 1080则达到了88.5fps,显然用GTX 1080玩该游戏,画面更流畅更稳定。在《古墓丽影9》中,GTX 1080更是展现出压倒性的性能优势,领先GTX 980Ti 30fps以上。

  

4K游戏性能研究

4K游戏性能成绩

 

GTX 1080

GTX 980Ti

《奇点灰烬》极高画质

38.7fps

28.6fps

《古墓丽影10:崛起》极高画质

45.9fps

36.2fps

《巫师3:狂猎》极高画质

41.1fps

27.8fps

《古墓丽影9》极高画质

57.1fps

43.7fps

    当分辨率提升到3840×2160之后,游戏对于显卡性能的要求会提升不少。在这个项目中,GTX 1080的性能全面领先于GTX 980Ti,这样的结果完全在小编的意料之中。

    不过具体分析成绩还是能看到,使用GTX 980Ti时,《奇点灰烬》和《巫师3:狂猎》设置成极高画质之后,画面平均帧速都在30fps以下,此时游戏画面并不流畅。说明在4K分辨率和极高画质下,GTX 980Ti的性能还是有些捉襟见肘,要想流畅运行部分大型3D游戏,得调低画质才行。而使用GTX 1080则不用担心性能不够用的问题,测试的几款游戏均能在极高画质下获得比较流畅的画面。   

 

VR性能测试

VRGTX 1080很重要的一项应用,针对VRGTX 1080中加入了Simultaneous Multi-ProjectionVRWorks Audio等技术,不仅提升了显卡在各种VR应用中的性能表现,同时还能让玩家获得更好的体验。在本项目中,我们选择的测试软件是《SteamVR Performance Test》,这是Steam推出的一款免费VR性能测试软件。

VR性能测试成绩

 

GTX 1080

GTX 980Ti

平均保真度

11

10.8

已测试帧数

15103

11932

如果近看平均保真度的话,GTX 1080的成绩是11GTX 980Ti的成绩是10.8,都算是非常高,似乎两者之间的差距并不大。但小编注意到了在已测试帧速一项中,GTX 1080在整个测试过程中测试了超过15000帧,而GTX 980Ti则只有11932帧,提升幅度达到了26%。通过这个项目的测试可以看到GTX 1080拥有非常出色的VR性能,将是VR设备最好的搭档。(预告一下HTC VIVE已经到达电脑报评测室,GTX 1080HTC VIVE能擦出哪些火花呢?请大家继续关注《电脑报》)

 

功耗和温度测试

功耗和温度控制一直是NVIDIA的强项,特别是Maxwell显卡的推出,其出色的能耗比让不少玩家眼前一亮。而GTX 1080采用了更新的制程和架构,晶体管数量领先GTX 980 20亿个的情况下TDP居然仅仅比GTX 980高了15W,而拥有80亿个晶体管的GTX 980TiTDP则达到了250W,从参数上看GTX 1080在功耗方面依然值得期待。

功耗对比

 

GTX 1080

GTX 980Ti

待机功耗

51W

64W

满载功耗

235W

353W

在整个GTX 1080平台待机时,平台功耗仅51W,比GTX 980Ti平台还低了13W。当我们用FurmarkGTX 1080满负荷运行的时候,整个平台的功耗也才235W,远远低于GTX 980Ti平台的353W。从功耗测试可以看到,得益于新架构和新制程,GTX 1080在性能大幅领先于GTX 980Ti的情况下,功耗却反而比GTX 980Ti低了不少,GTX 1080的能效比比之前Maxwell产品更上了一个档次。

   进行功耗测试的同时,小编也对GTX 1080的温度情况进行考查。在温度为26℃的室内,GTX 1080的温度仅46℃,而用Furmark让显卡满载运行半个小时之后,GPU温度稳定在了84℃,对于采用公版散热器的GTX 1080来说,这样的成绩只能算差强人意。再补充一点,在温度项目中之所以没有引入GTX 980Ti是因为测试用的产品是非公版,散热器进行了强化,参考价值很有限。

 

总结:性能碾压上代产品,卡皇当之无愧

在近年来的显卡领域,玩家习惯了太多的挤牙膏、花马甲,GTX 1080的出现足以让玩家激动不已。16nm制造工艺、Pascal新架构、GDDR5X显存再加上一系列新技术,使得GTX 1080无论是游戏性能还是VR性能,都完全碾压上一代旗舰显卡,成为目前性能最强的显卡。在达到性能巅峰的同时,GTX 1080的高性能并不代表着高功耗,其将能耗比优势进一步提升,实现这一点确实让人惊叹。更高的性能以及更先进的功能,让GTX 1080具有很高的购买价值,对于热爱游戏的发烧友来说,小编真找不到理由不买GTX 1080,升级的好时机真的来了!

我们也应该看到,并未完全发挥出Pascal架构的所有潜力,这意味着未来NVIDIA肯定还会推出性能更强的显卡。同时GTX 1080的一炮打响,让我们对接下来要上市的GTX 1070GTX 1060等产品充满了期待,建议近期有购买显卡需求的用户暂时等等,新产品更值得购买。

今年的显卡市场比过往几年都更加热闹精彩,在新一代显卡之争中,GTX 1080已经率先登场,AMD新一代北极星显卡也已经蓄势待发,接下来就看AMD北极星显卡该如何回应挑战了。


 
本文出自2016-06-06出版的《电脑报》2016年第22期 E.硬件DIY
(网站编辑:shixi01)


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