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号称提升20% 两代各选4款显卡论证
去年年底，NVIDIA DX11系列显卡终于迎来久违的升级，称之为Fermi2.0，即第二代Fermi架构，所代表的产品为GT500系列，首发型号为定位单核旗舰的GTX580和定位高端的GTX570。比较上一代旗舰型号GTX480，GTX580最引人瞩目的成就是拥有GF100完整的架构规格，芯片代号也更新为GF110。当然要达成这个目标其背后的支柱是工艺制程的改进促使热功耗下降和良率提升。
第二代Fermi旗舰发布的几个月之后，同样的事情在大众用户所关心的中高端定位上再次发生。GTX560Ti的GF114芯片也具备上一代GTX460的GF104所没有的完整规格，使它的性能几乎超越了此定位的传统需求，与高端产品非常接近，以至于竞争对手AMD方面至今无任何型号可与GTX560Ti做同级别对抗。
纵观两代Fermi芯片，在架构设计和运行机制方面没有任何区别，从某种角度上而言，GF100就是GF110，GF104就是GF114。尽管第一代Fermi芯片饱受功耗和良率问题困扰，但不否认Fermi架构本身是很出色的，所以NVIDIA对第二代所作的改进主要集中在改良工艺和组成方式方面，并宣称GT500较GT400每一个定位上都有不低于20%的性能提升。本文的主线是就相同定位的两代Fermi显卡做细致分析对比，验证NVIDIA的承诺是否成立。
◎ 旗舰定位
◎ 高端定位
◎ 中高端定位
以上是将要描述的GT400和GT500四个定位共八款产品，下面笔者将从架构规格和性能实测两个角度深入分析。
旗舰定位两代显卡规格对比分析
● 旗舰定位：GTX480与GTX580
GTX480是NVIDIA DX11显卡中的首款产品，尽管当时它还不是十分完善，但不能掩盖其里程碑意义。由于当时40nm工艺用于实现拥有超过30亿晶体管的巨大芯片还是比较吃力，功耗和发热成为它的主要问题，从而不得不关闭了其中一组SM，因此GTX480作为旗舰型号却未能拥有旗舰芯片的完整规格。
【上图】第一代Fermi旗舰Geforce GTX480
【上图】第二代Fermi旗舰Geforce GTX580
经过对40nm工艺制程的改进，以及NVIDIA对芯片组成方式的调整，与GTX480对应的第二代DX11旗舰GTX580基本克服了之前的种种顽疾，新芯片不但全部16个SM共512个流处理器均能可靠运转，良率的攀升也使它的频率能力更上一个台阶。
GTX580比GTX480多了32个流处理器，架构规格提升了6.6%；GTX580官方核心频率设定为772MHz，比GTX480提升了10.3%；GTX580官方显存频率设定为4008MHz，比GTX480提升了8.4%。这些进步最终换来多少性能提升，且看测试对比。
旗舰定位两代显卡性能实测对比
● GTX580对比GTX480四款大型3D游戏测试结果
《科林.麦克雷：尘埃2》性能提升25.1%
《地铁2033》性能提升22.7%
《失落的星球2》性能提升23%
《战地：叛逆连队2》性能提升60.8%
随机抽取的四款大型3D游戏测试中，GTX580相比GTX480性能提升都超过了20%，提升最显著的为《叛逆连队2》。
高端定位两代显卡规格对比分析
● 高端定位：GTX470与GTX570
旗舰规格已确定，接下来高端的事儿就好办了，无非是删删减减。GTX470就是GTX480关闭了一定的计算单元得来，它们都使用GF100芯片，前者再次减少了一组SM单元，共有448个流处理器，此外ROPs和显存位宽也各关闭了一个模块。
【上图】第一代Fermi高端Geforce GTX470
【上图】GTX470架构规格示意图
同理，GTX570的架构规格与GTX580不无关系。既然GTX580是完美无缺的GF110芯片，那么GTX570便关闭了一组SM，这与GTX480十分相似，但也有所区别。
【上图】第二代Fermi高端Geforce GTX570
【上图】GTX570架构规格示意图
GTX480关闭一组SM是因为功耗、发热和良率原因迫不得已，而GTX570仅仅是为了划分定位。此外与GTX580相比，GTX480只是关闭了一组SM，其它再无差异，而GTX570除了关闭一组SM之外还关闭了一组ROPs和64bit显存位宽。
最后总结来看，与GTX470相比，GTX570的流处理器数量为480个，提升7.1%；GTX570的官方核心频率为732MHz，提升20.6%；官方显存频率为3800MHz，提升13.5%。相较GTX580比GTX480的提升，GTX570比GTX470提升的幅度更大，下面看性能实测结果。
高端定位两代显卡性能实测对比
● GTX570对比GTX470四款大型3D游戏测试结果
《科林.麦克雷：尘埃2》性能提升31.6%
《地铁2033》性能提升30.6%
《失落的星球2》性能提升39.4%
《战地：叛逆连队2》性能提升52.9%
经过四款大型3D游戏测试，GTX570比GTX470的性能提升幅度超过20%很多，前三款游戏提升幅度甚至高于GTX580与GTX480的对比，《叛逆连队2》提升幅度则比后者略少一点。
中高端定位两代显卡规格对比分析
● 中高端定位：GTX460与GTX560Ti、GTX560
旗舰和高端显卡可以使用同一款芯片，可往下的中高端产品便不能再如法炮制。顶级芯片的产能难以应付中高端市场的需求量，频率过多的计算单元会使产品性价比降低，徒增功耗和发热。所以NVIDIA必须为中高端市场设计专门重新设计一款原生芯片，在第一代Fermi产品中，它便是GF104，即GTX460。
与GF100相比，几个月之后诞生的GF104功耗、发热都改善颇多，当然这其中也有晶体管规模的因素，可不知为何，作为使用这款芯片的最高级产品，GTX460依然像GTX480那样关闭了一组SM，共有336个流处理器。
【上图】第一代Fermi中高端Geforce GTX460
在关注中高端的玩家们知晓了GF104的架构之后就一直憧憬着完整规格的产品出现，结果NVIDIA不负重望：第二代Fermi系列的中高端显卡GTX560Ti以完美的姿态诞生了，当然芯片名称更新为GF114。让人欣喜的是，它不但拥有意料中全部的384个流处理器，且根据NVIDIA的说法，就像GF110那样，工艺水平也有所进步，因此具备更高的良率和频率能力。
【上图】第二代Fermi中高端Geforce GTX560Ti
中高端定位中只有一款产品显然远远不够。规格完整，性能强劲的GF114芯片有相当大的型号扩展空间。于是NVIDIA根据以往的习惯，将GF114关闭了一组流处理器阵列之后推出GTX560显卡，芯片也以后缀GF114-325加以区分（GTX560Ti为GF114-400）。尽管这个做法是顺理成章的事，可尴尬的是GTX560与GTX460重叠了，两者的架构规格完全相同，GTX560不可避免地被用户认为是GTX460的马甲。
【上图】第二代Fermi中高端Geforce GTX560（无公版设定）
既然架构相同，规格也相同，GTX560真的与GTX460吗一模一样？严格地来将，此观点没有什么问题，不过既然GTX560的GPU与GTX560Ti的GPU是同一代芯片，那么它应该也继承了后者改进后的制造工艺。考虑到GTX560的流处理器少一些，受木桶效应影响较小，它应该拥有比GTX560Ti还强的频率潜力。这从GTX460和GTX560以及GTX560Ti的从频率设定上可看出一些端倪。
与GTX460相比，GTX560Ti的流处理器数量增加了14.3%；官方核心频率增加了21.9%，官方显存频率增加了11.3%。
与GTX460相比，GTX560的流处理器数量不变，官方核心频率增加了25.9%；官方显存频率也增加了11.3%。
由之前的经验判断，GTX560Ti的规格和频率比GTX460都有提升，实际性能超过20%是无悬念的。至于GTX560，规格与GTX460，只是频率提升的更多一些，是否也符合NVIDIA宣称全面提升20%的承诺呢，且看最后的性能测试对比。
中高端定位两代显卡性能实测对比
● GTX560Ti、GTX560对比GTX460四款大型3D游戏测试结果
《科林.麦克雷：尘埃》GTX560性能提升17%
《失落的星球2》GTX560性能提升22.4%
《孤岛惊魂2》GTX560性能提升18.1%
《生化危机5》GTX560性能提升23.2%
拥有完整规格的GTX560Ti要超过GTX460的20%自然无悬念，那么看看GTX560的结果。四款游戏测试中有两款提升超过了20%，另外两款接近20%，这个性能提升纯粹是由官方频率设定的差异产生的。
后来经过我们对GTX560的进一步深入考察，发现在核心电压默认不变的前提下，大多数GTX560的核心频率都能轻易超频至950MHz，个别产品甚至可达1GHz，而GTX460则很难超过900MHz。这似乎验证了前者工艺改进，体质更优的传言。综合这些因素来看，认为GTX560性能超过GTX460的20%基本是无可厚非的。
通过旗舰、高端、中高端，三个定位，两代Fermi架构八款显卡的比较，最终说明NVIDIA所宣称的第二代Fermi有20%性能提升具备事实根据。
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