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终极肉搏开始 GTX590巅峰对决HD6990
从2011年开始，NVIDIA与AMD的DX11图形技术架构都已更新至第二代，两者都在上一代产品的基础上做了大幅度改良，提升性能、消除BUG。在这其中，NVIDIA与AMD发布的第二代DX11旗舰芯片GF110与Cayman给人留下深刻的印象，前者沿用Fermi架构设计，对晶体管做重新排布，降低功耗提升效率；后者则大刀阔斧地对架构进行改革，由VILW5衍生为VILW4。
回顾显卡发展历史，每当工艺制程和研发设计都趋于成熟之时，芯片厂商往往会通过开发单卡双核旗舰来彰显自己的实力，同时实现最高绝对性能的解决方案，而这一次也不例外：AMD的Radeon HD6990与NVIDIA的GTX590双双诞生。
近几年来，从GT200芯片开始，NVIDIA一直热衷于挑战单核性能极限，巨型规模的GPU接二连三问世，直到今天依然如此。而AMD却选择不同的道路，它一直坚持将旗舰芯片面积控制在中等偏上的范围内，使单卡双核易于实现，同时避免在单核定位方面与NVIDIA正面碰撞。
这样做的结果就是，AMD总是在最高单核性能方面逊于NVIDIA，却也总能更容易开发出单卡双核的旗舰产品。举几个典型的例子：HD4870×2诞生很长一段时间之后GTX295才姗姗来迟。接着HD5970推出后，NVIDIA在GTX400系列中由于功耗难以控制只能放弃那一代的双核计划。以至于“最高单卡性能”的桂冠很长一段时间掌握在AMD手里。GTX480固然强大，可显然双拳难敌四手，好汉架不住人多。
经历长达一年的时间磨练，现在NVIDIA终于具备了将Fermi旗舰芯片设计为单卡双核的条件，命名为GTX590。当然，同期竞争对手AMD也早已轻车熟路地拿出了HD5970的替代产品HD6990。谁是王者的荣誉之战正式打响。
所谓单卡双核旗舰，不难理解，就是将两颗的旗舰芯片整合在一片显卡PCB上，通过桥接芯片组成一个内部SLI或交火。NVIDIA当前旗舰芯片为GF110，对应单核显卡为GTX580；AMD当前旗舰芯片是Cayman，对应单核显卡是HD6970。令人兴奋的是，这次双方都没有在双核产品上削减芯片的物理规格，只是对频率设定略作调整。看来一场你死我活的较量在所难免。
谁也不敢缩水 双方芯片规格配置介绍
● GTX590与HD6990的芯片规格配置
GTX590与HD6990分别使用GF110和Cayman核心，这一点与已发布的单核旗舰并无二致，此前的文章中我们已对这两款核心的性能、规格、参数配置做过详细讲解，这里不再做重点介绍。
GTX590中整合了两颗GF110芯片，每颗芯片保持了与GTX580相同的完整规格，只是频率设定低了170MHz左右，同时也使Shader频率降低了350MHz左右。因为GF110毕竟是面积达到520mm²的巨核，设计者这么做的目的显然意见，是为了让功耗和发热处于可控范围内，同时提高显卡的可靠性。
HD6990也拥有两颗与HD6970规格相同的Canyman核心，不过由于Cayman的芯片面积和功耗发热都比GF110小一些，频率竟然仍维持了与HD6970相近的设定，当然设计者也希望借此获得更高的性能。
● GTX590与HD6990的板型比较
虽然芯片巨大，但NVIDIA向来比AMD更注重板型尺寸的控制，GTX590相比GTX580只增加了不到2cm的长度，这恐怕也是NVIDIA历史上为数不多的超过26.5cm的板型。而HD6990依然效仿它的前辈HD5970，超过30cm的尺寸确实会让绝大多数机箱望而却步。所以在空间兼容性方面，NVIDIA这次确实占了不少便宜。
GTX590拆解 板型与电路设计简介
GTX590与当年的单PCB版GTX295一样，采用中置风扇设计，两侧的气流各通过一组散热片，散热片下便是GPU核心，这是目前唯一可行的双核风冷方案。
拆除散热器后整个PCB裸露出来，GF110核心左右各一，显存围绕在核心周围 ，供电系统集中在两颗核心之间。
供电系统构成是采用CHIL数字式PWM控制DrMOS，每颗核心拥有一套独立的五相位供电系统。两颗核心所属的显存则共用一个双相位供电系统。
作为组成内部交火的关键元素—NF200-P-SLI桥接芯片，耳熟能详的它已不用多做介绍。许多支持多卡SLI的主板上亦能见到它的身影，在GTX590上，它也有一个专属的单相供电支持。
GTX295设计回归 中置风扇是唯一方案
中置风扇吸入冷空气，按照整流罩的引导方向向两侧的散热片吹入气流。虽然这样做必然会导致一部分热量排放在机箱内，但这是双核旗舰显卡目前唯一可行的风冷解决方案，AMD的HD6990亦是如此。这意味着使用GTX590时需要一个通风效果良好的机箱。
从这张图上我们可以看出，散热片本体分为两部分，每部分各安装在一片GPU核心上。
GTX590的散热片也沿用了从GTX580开始加入的均热板设计方案，这是在有限的体积限制下获取最高导热性能的好办法。
▲ 关于均热板散热器
热管的原理是让水吸热从中空腔蒸发到另一端，冷凝后利用毛细原理从孔壁回流到吸热处，如此循环可比实心铜棒有更高的传热效率。但热管的弊端是容易导致散热鳍片受热不均，靠近热管穿孔的部分总是会更热一些，使散热器的效率打折扣。
那么试想将热管做成一个“圆饼”，再将鳍片码放在上面会如何呢？均热板的传热原理和热管相同，它能使贴附在表面的鳍片均匀受热，从而有效利用每一寸散热表面积。
均热板的制造成本较高，工艺要求更严格，因而在电脑散热器中并不多见。
测试平台软硬件构成与测试方案介绍
● 测试和对比将分为三部分
第一部分：理论性能测试。使用现有的三款公认测试软件，分别针对显卡的DX9.0C、DX10和DX11性能部进行评估。
第二部分：实用性能测试。选取11款现今主流的大型3D游戏检测显卡在实际应用中的表现。由于DX11不久之后会成为主流应用程序端口，所以选取的游戏中DX11游戏占了一半左右。又因为DX9.0C游戏对本次参测显卡形成不了压力，帧率绝对值达到一定程度后，显卡之间的差距已经不会对用户产生实质影响，所以除了今年的暴雪神作《星际争霸2》之外没有再加入其它DX9.0C游戏。
第三部分：散热、静音与功耗测试。这部分主要检测GTX590和HD6990作为当今其双核旗舰显卡在实际使用中给人的感受，帮助用户考量使用成本。
● 重点关注的对比
本次测试需重点关注HD590与HD6990这两款分别代表NVIDIA和AMD最高形象的对决，此外还需观察相对它们自家的单核旗舰性能提升了多少，谁更具实用价值。
● 测试平台软硬件配置如下
● 测试平台设定状态
本次参测显卡非旗舰即高端，为了使它们充分发挥性能，尽可能体现出之间的真实差距，测试所用的CPU Core i7 980X模拟硬件发烧友的使用状态，被超频至4GHz，内存以三通道运行在DDR3-1600，时序7-7-7-19-1T。
DX10基准测试：3DMARK Vantage
● 基于DX10的基准测试：3DMARK Vantage
3DMARK Vantage是专为Windows Vista DX10环境下开发的3D性能测试软件，分为高、中、低三种测试级别，对显卡的计算能力要求和显卡性能在得分中所占的比重也依次递减，通常以中档Performance设定为通用衡量标准。
测试参数设定：
3DMARK Vantage有一项PhysX测试基于NVIDIA物理加速技术设计，拥有CUDA架构的NVIDIA显卡可以借助庞大的并行计算内核帮助CPU大幅度提高这项测试的得分，而使用AMD显卡时则只能依靠效率不佳的CPU计算。参测显卡使用Performance和High模式各测试一遍，驱动中AA/AF选为应用程序控制。
DX11基准测试：3DMARK 11
● 基于DX11的基准测试：3DMARK 11
2010年的最后一个月，Futuremark的大作3DMark 11终于发布，这也堪称2010年Benchmark方面最重磅的炸弹了。作为业内公认的专业图形性能测试工具，3DMark 11会在最短时间内进入所有硬件网站的测试标准，成为衡量市面上所有显卡和PC平台的标准型测试项目——从3DMark 99到3DMark Vantage十多年的时间里3DMark系列都是如此成为图形测试的标准。
Futuremark总是在版本号的前一年推出新软件，这次也不例外，3DMark 11在09年底就诞生了，不过巧合的是，它的版本号应该还有另一层含义——基于DirectX11接口的基准测试软件。
测试参数设定：
运行Performance和Extreme两项测试，分别检验显卡在高低不同负载下的DX11渲染能力。显卡驱动中将AA和AF设定为应用程序控制，分辨率使用测试项目默认设定。
DX11基准测试：Unigine Heaven2.1
● 基于DX11的基准测试：Unigine Heaven2.1
俄罗斯Unigine公司开发的新款3D性能测试软件，主要针对DirectX11 API设计，同时还兼带DirectX9、DirectX10以及OpenGL3.2.这款测试软件的引擎，在DirectX11模式下可以选择开启或关闭Tessellator（细分曲面技术），这时DX11的重要标志性技术之一，也是DX11相对于以往API的明显提升部分，可使渲染对象拆分得更精细，模型边缘层次感明显，视觉上更加真实。
测试参数设定：
Unigine Heaven2.1的测试运行DX11和DX10两种模式，因为现在和未来一两年内，大型3D游戏将主要基于这两种API设计。测试使用1920×1080分辨率，开启AA/AF，其中DX11模式下的Tessellator（曲面细分）级别设定为Extreme。
DX11游戏测试：《科林.麦克雷：尘埃2》
● DX11游戏《科林.麦克雷：尘埃2》测试
《科林.麦克雷：尘埃2》是一款为了纪念去世的英国赛车手科林.麦克雷制作的模拟赛车类游戏，在前作发行了两年之后，这款续作在2009年底正式发布。这款游戏最大的亮点是率先支持DX11引擎，无论是画面质感还是可玩性都大有超过《极品飞车》之势头。
测试参数设定：
所有显卡运行在DX11最高画质设定下，测试使用游戏自带的Benchmark程序，设定1920×1080分辨率，开启AA/AF。
DX11游戏测试：《地铁2033》
● DX11游戏《地铁2033》测试
《地铁2033》改编自俄国作家Dmitry Glukhovsky的畅销小说,由乌克兰4A游戏工作室开发，采用4A游戏引擎，而且PC版支持nvidia的PhysX物理特效。 2013年，由于大面积的核泄漏，导致几乎所有的人类都被消灭，而且地面已经被污染无法生存，极少数幸存者存活在莫斯科的深度地下避难所里（俄罗斯的地铁站在建造之初就有防空防炸防核防辐射的设计）人类文明进入了新的黑暗时代。直至2033年，整整一代人出生并在地下成长，他们长期被困在“地铁站”的城市。
测试参数设定：
这款游戏没有自带Benchmark程序，人工测试场景选择第一关从爬梯子开始直到消灭三个怪物后拉铁门结束，使用Fraps软件记录游戏帧率。七款参测显卡运行在DX11最高画质设定下，测试使用1920×1080分辨率，开启AA/AF。
DX11游戏测试：《异形大战铁血战士》
● DX11游戏《异形大战铁血战士》测试
《异形大战铁血战士》是一款由Rebellion公司开发的FPS游戏，本作的游戏舞台设定为名叫BG-386的行星，殖民采掘集团在该星球发现了古代金字塔，围绕该金字塔隐藏的巨大秘密异形、铁血战士以及人类3种族再次展开激烈的战斗。游戏的单机游戏模式中玩家可以分别扮演三种种族进行各种族的故事模式，挑战完成种族各自的目的。联机模式中则可以扮演三种族进行对战，扮演不同种族时其视点以及攻击方式都将发生变化。
如果你选择的是海军陆战队，你将体验到前所未有的黑暗幽闭的恐怖，一丝丝光线都会让你激动不已。海军陆战队是人类最后的抵抗阵线，他们被各种尖端装备武装到牙齿。如果你选择的是铁血战士，那么你会以敏捷的身手在高空穿行，从高处伏击你的敌人。尽管铁血战士的装备也非常先进，但都是近战武器，所以你需要与敌人近距离争斗。如果你选择的是宇宙中最致命的物种异形，你最致命的武器就是你捕兽夹一般的嘴和刀刃一般的触手。
测试参数设定：
使用专为这款游戏开发的Benchmark程序，使用Fraps记录游戏帧率，七款显卡运行在DX11最高画质设定下，测试使用1920×1080分辨率，开启AA/AF。
DX11游戏测试：《失落的星球2》
● DX11游戏 《失落的星球2》测试
《失落的星球 2》承袭前作内容第3人称射击，针对多人连线部分加以强化,并加入4人Co-op连线合作共同对抗巨大异形怪兽“艾克里德（Akrid）”崭新玩法,玩家不只是要正面对抗艾克里德，甚至还要爬上AK小山般的庞大身躯展开攻击。
游戏采用 CAPCOM 独自研发并进一步强化的“MT-Framework 2.0”游戏引擎，呈现比前作更为细致绚丽的画面，使用该引擎的还有《鬼泣4》和《生化危机5》。
测试参数设定：
所有显卡运行在DX11最高画质设定下，测试使用游戏自带的Benchmark程序，分辨率设定为1920×1080，开启AA/AF。
DX11游戏测试：《战地：叛逆连队2》
● DX11游戏《战地：叛逆连队2》测试
《战地：叛逆连队2》（Battlefield: Bad Company 2），是EA DICE开发的一款第一人称射击游戏。游戏开发商美国艺电确定2010年3月2日为游戏Xbox 360、PS3、PC版的首发日期。该游戏是EA DICE开发的第9款“战地”系列作品，也是《战地：叛逆连队》的直接续作，在继承前作特性的基础上，强化了多人联机载具对战和团队合作元素的设定。游戏使用加强版的寒霜引擎，加入了建筑物框架破坏和物体分块破坏的支持。
测试参数设定：
这款游戏没有自带Benchmark程序，选择第二关“Cold war”刚开始时长达两分钟的自动过场剧情，使用Fraps软件记录游戏帧率。七款显卡运行在DX11最高画质设定下，测试使用1920×1080分辨率，开启AA/AF。
DX11游戏测试：《鹰击长空2》
● DX11游戏 《汤姆克兰西之鹰击长空2》测试
由育碧布加勒斯特开发的《汤姆克兰西之鹰击长空2》在2010年9月面市，新作中玩家将扮演精英飞行员，驾驶世界上最先进的飞机，担任一系列的战斗任务。
《鹰击长空2》新增了许多新特性和玩法，包括自控起降、无人侦察机、4人合作等，另外在画面特效上也有很大的改善，尤其在地貌效果上采用最新的DX11技术，来自GeoEye的商业级高分辨率卫星地图能确保游戏营造出令人震撼的逼真程度
测试参数设定：
使用游戏自带Benchmark程序，七款显卡运行在DX11最高画质设定下，测试使用1920×1080分辨率，开启AA/AF。
DX10游戏测试：《孤岛危机》
● DX10游戏《孤岛危机》测试
《孤岛危机》（Crysis）是一款科幻题材的第一人称射击游戏，此游戏由德国游戏开发商Crytek制作开发，在由美国艺电发行，是孤岛危机三部曲的第一部。《孤岛危机》的背景发生在一群外星机器的船舰在地底被发现，玩家扮演三角洲特种部队中暴龙小队的成员──诺曼（Nomad）进行搜索和撤离的任务。这款游戏对硬件配置尤其是显卡的要求极高，发售没几天便获得“硬件杀手”的称号。
测试参数设定：
使用游戏自带Benchmark程序，所有参测显卡运行在DX10最高画质设定下，测试使用1920×1080分辨率，开启AA/AF。
DX10游戏测试：《使命召唤：黑暗行动》
● DX10游戏 《使命召唤：黑色行动》测试
《使命召唤》系列在3D游戏爱好者中几乎是家喻户晓的，即便你不是一个FPS游戏玩家，你也至少听说过这个名字，它从第一代开始铸就的经典实在令人难以忘怀。从那以后，《使命召唤》系列一直保持着将近一年一部新作的发布频率，如今大家翘首企盼的系列第七部《使命召唤：黑色行动》终于面世，无论各游戏机构的评价如何，它都将是炙手可热的作品。
测试参数设定：
游戏没有自带Benchmark程序，选择第五关“S.O.G.”刚开始时长达两分钟的自动过场剧情，使用Fraps软件记录游戏帧率。所有参测显卡运行在DX10最高画质设定下，开启AA/AF。
DX10游戏测试：《生化危机5》
● DX10游戏 《生化危机5》测试
《生化危机》，这个不朽的名字几乎任何80年后出生的男孩都知道。早在12年前这款游戏就已存在，并就此开创了AVG（冒险解谜类）游戏的先河。时至今日，《生化危机》系列已推出第五代作品，官方正式登陆PC平台，这次主人公要前往非洲无名小镇完成任务。相比第四代作品，《生化危机5》上的射击类游戏特征似乎更加明显。
测试参数设定：
使用游戏自带Benchmark程序，所有参测显卡运行在DX10最高画质设定下，测试使用1920×1080分辨率，开启AA/AF。
DX9.0C游戏测试：《星际争霸2》
● DX9.0C游戏 《星际争霸2：自由之翼》测试
《星际争霸》是个该载入电脑文化发展史册的绝世之作，它的第一部作品于1998年诞生于美国暴雪娱乐，奠定了“暴雪出品必定精品”格言。可能就连当时的制作者也不曾料到它会成为迄今为止最成功的即时战略游戏，就在这款游戏发售12年后的今天，世界各地仍然在开展这款游戏的比赛，孕育出无数令人敬仰的电竞明星。
游戏界赋予《星际争霸》的评价越高，对其续作《星际争霸2》的压力就越大，暴雪多年积累的口碑让“二代不如一代”变成对它的亵渎。于是竟然时隔12年之久，我们才有幸体验到《星际争霸2》的Beta试玩版，而正式发售日期更是无法预料。这款游戏支持DX10 API，游戏画面发生翻天覆地的变化，再也不是那个“无论多烂配置”都能流畅运行的游戏了。
测试参数设定：
《星际争霸2》没有自带的Benchmark程序，需要通过Fraps测试回放的replay来计算帧数，笔者在replay中选择了一个让显卡负载较高的固定场景和固定时间段用于测试。测试中所有参测显卡运行在“Ultra”画质设定下，分辨率为1920×1080，AA/AF开启。
PhysX游戏测试：《黑手党2》
● PhysX游戏 《黑手党2》
由2K Czech开发的PC/PS3/Xbox 360黑帮游戏《黑手党2》（Mafia II），带领玩家进入1940年至1950年虚构的地下世界，就像好莱坞电影般的游戏世界，玩家可在拟真的城市中冒险。2在《黑手党》受到全球超过200万玩家欢迎的基础上，2K Czech开始制作描述无情黑帮社会的《黑手党2》，游戏采用2K Czech专为《黑手党2》打造的次世代游戏引擎和NVIDIA PhysX物理加速引擎，带领玩家在细致的游戏画面中、深入不为人知的黑帮世界，为了生存而必须进行残酷的争斗。
测试参数设定：
所有显卡运行在最高画质设定下，参测的NVIDIA显卡运行在PhysX最高画质设定下，AMD显卡可以运行游戏但不能使用GPU为PhysX加速。测试使用游戏自带的Benchmark程序，设定1920×1080分辨率，开启AA/AF。
玩命跑Furmark 旗舰双核温度功耗测试
当今公版显卡，无论单核还是双核，中端还是旗舰，对待机时的温度和功耗控制的都比较出色，这可算是设计显卡的基本功。因此由于时间有限，在功耗、散热测试阶段，我们仅做最重要的满载状态测试。
注意：由于GTX590与HD6990都有两颗GPU，以下柱状图中显示的是它们二者的平均温度。
● 显卡GPU满载温度测试对比
在这项关乎显卡安全性和使用寿命的测试中，NVIDIA保守的频率设定展现出它冷静理智的一面，满载时显卡双核平均温度竟然只比GTX580高了1℃，这还可能只是误差而已，可见GTX590将是一代实用性相当出色的NVIDIA旗舰产品。相反AMD的HD6990就显得有些激进了，毕竟高频产生的热量是无法回避的，温度超过了有“电炉”之称的GTX480。
● 显卡满载整机功耗测试对比
我们都知道GTX580/570上的电流监管设计能在CPU处于纯理论满载测试下抑制电流，双核的GTX590没理由不加入这项设计，所以以GTX580为参照，第二颗GPU增加的的功耗只有100W左右，这还不包括电源因转换效率损耗的误差。AMD的情况则与它的温度测试类似，第二颗核心增加的功耗略高。
一锤定音：“最强单卡”回归NVIDIA
要说针对A卡和N卡优化完全平衡的游戏，恐怕现实中并不存在，所以我们所选择的这11款游戏从双方的擅长性方面而言各有偏颇。性能测试及散热功耗测试刚才告一段落，下面我们将GTX590与HD6990这两个本文主角的所有测试成绩汇总，观察它们的性能对比格局。（下列表格中，获胜的一方用白色粗体字提示）
● GTX590与HD6990测试结果对比统计
● “单卡最高性能”称号再次回归NVIDIA
这两款双核旗舰显卡的售价有近2000元之差，按照NVIDIA自持图形芯片领航者的惯有姿态稍贵一些也不足为奇。总体而言，NVIDIA的GTX590在较多测试项目中胜过AMD的HD6990，但若仔细观察比分格局和领先幅度，没有形成GTX580对HD6970那种摧枯拉朽之势，倒和GTX570对HD6970相仿。
这不难理解，就像本文开头提到的那样，受到双核功耗和发热的限制，为确保安全，NVIDIA只为GTX590设定了较保守的频率，而HD6990虽也有降频但基本保持了原有水准，这无形中就拉近了一些差距。而在功耗和发热压力相对不大的单核旗舰中，各方面均达到极致的GTX580必然对HD6970有压倒性优势。
无论如何，经过对GF100的改进后，GF110的功耗和发热控制确实颇见成效，NVIDIA一举实现了久违的双核旗舰，将“单卡最高性能”的称号再次收入囊中。
完善后再兵戎相见 后续测试有伏笔
● 后续评测伏笔
新显卡发布时的Beta版驱动难免会不够完善，这次NVIDIA提供用于测试267.71亦是如此，最大的遗憾是暂未开放对GTX590SLI的支持。待正式版驱动更新之后，我们将与读者一起分享双GTX590组建Quad SLI的极致体验。
AMD的HD6990上有个十分有趣的地方，在靠近交火端口处贴着一张封条。封条上写着的英文告诉用户阅读说明书后才能撕掉它。在封条下面是AMD为极致发烧友准备的第二份高频BIOS切换开关，高频率将核心提升至880MHz（与HD6970一样），而显存则维持不变，免去了很多人刷新双核BIOS的繁琐与风险。不过AMD官方说明使用此功能后显卡将失去质保，这是十分奇怪的事。难道提高的50MHz能让它胜过GTX590？谜底将在随后不久的文中揭晓。
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