Kepler之精髓 技嘉780Ti超频版性能秀

PChome | 编辑: 夏阳 2013-11-21 06:30:00原创 返回原文

这才是真正的开普勒完全体

NVIDIA应该是把最后的杀手锏也亮出来了——GK110完整版GeForce GTX 780Ti,在AMD做出发布新品“动作”之后。如果不是R9 290X的诞生,也许TITAN真的就是神一样的存在到麦克斯韦,当然现在TITAN依然是具备强大的通用计算能力的神话级显卡,而GTX 780Ti则借助全规格称霸桌面显卡,和GT 700以及并存的GT 600一起压制AMD。

GTX780Ti、以及TITAN和GTX780在默认下的性能差不超过15%,这是因为三者的后端单元以及频率基本一致,若GTX 780Ti凭借完整的规格,加以高频设定,它便能突破性能束缚,将Kepler的精髓完美演绎出来。

技嘉向来会第一时间推出基于超频的版本——GV-N78TOC-3GD,特别是在WindForce风之力散热器得到凤凰涅槃般的进化之后,其OC版显卡更是性能惊人。在外观上区分不出自家GTX760V2,GTX770和GTX780的区别,他们均采用极为相似的PCB和完全相同的散热器。

GK110-425-B1为GTX780Ti的核心代号

GK110的核心架构示意图

Kepler家族是NVIDIA近几代唯一出现奇数不对称的工作组设计,GK106和GK110均是如此,其中GK110完整版包括5组GPC即15组SMX,2880SP,240个纹理单元以及48只光栅化操作单元,以及其他对应的配比构成,若AMD给力,GK110才应该是真正的GTX680。

技嘉GV-N78TOC-3GD

它应该是技嘉最高阶的单芯显卡了,预设频率高达1020MHz,相比公版频率几乎提升了20%。我们都知道Kepler架构的显卡有丝毫的频率提升就可获得井喷式的性能回馈。

GT700家族,技嘉换装了全新的WindForce风之力散热器,其散热能力高达450W之巨,不但追求高频率高性能,同时又能给玩家最好的噪音表现和空间兼容度。

技嘉风之力为什么如此“冷静"

简单的用PS制作了一个示意图,能够说明问题即可:我们看到三根热管所在的就是一个既类似矩形又类似三角形的铝制底座,这就是风之力所谓的全新设计“酷冷三角”,风扇将气流从外接抽入并往下方的鳍片矩阵中吹,会被“酷冷三角“一分为二,由于底部又有散热底板的阻挡(与显存颗粒接触的那块底板)因此气流会乖乖的从鳍片的两边走。

只要科学合理的设计,小风量也可以达到高效的散热,正是因为大部分显卡的散热鳍片和气流作用时间太短,无法进行充分的热交换,导致只能靠大风量来保证散热效果,这样势必会造成满载时风噪过大,同时带动显卡震动也会加大噪音,技嘉这种独特的设计,使空气和鳍片的热交换时间增大了2~4倍(根据鳍片的宽度和鳍片的厚度的比例得来),不用太大的风量也能够将鳍片“吹透”,并且将热气向两边排开,保证新鲜的冷空气和排出的热空气之间没有扰流的现象。

搭载全新风之力的GeForce GTX 780Ti OC版

这一次风格来了一个大改观

另外的一个大改观就是技嘉引以为傲的450W散热能力的散热器,450W是一个什么概念?据技嘉的量化就是可以让GPU的温度和室温保持在50摄氏度之内,也就是说即便室温是在30℃的情况下,显卡依然不会超过80℃,让GPU Boost 2.0彻底释放潜能。

450W的散热概念

根据公式和技嘉的定义 450W的散热器可以让GPU保持在和室温相差50以内

全新升级的风之力散热系统取得450W的散热效能,除了具备三风扇,立体三角和高密度散热鳍片之外,还加入了全新的复合型的热管,并且在数量上也做了加强。传统的6MM热管导热能力理论值为35W,而技嘉透露这款散热所搭配的热管每根都可以达到55~70W的导热能力,整个散热器具备6根热管压入底座,将热迅速而高效的带热鳍片区散走。

GPU Boost是一项动态加速的技术,类似CPU的睿频一样,它可以在一定的程度内自动的提升GPU的频率,从而获得“额外”的性能。GT700已经具备了GPU Boost 2.0(下文简称GB2)的技术,不同于第一代的是,GB2是以温度为主,TDP为辅的检测触发机制,只要散热器足够NX,将GPU温度压制在80~85℃以下,它可以突破NVIDIA官方预设值,额外的一直往上加速,当然考虑到GPU体质以及供电部分的压力,还是会存在一定的TDP限制,也就是说TDP还是会有一定的影响,但主要是以温度为参考值。因此这就意味着GT700时代,各品牌的显卡PK的不仅仅是做工用料,更重要的是散热的效能。 

剖析设计独到之处

技嘉的显卡特别是散热器方面,设计风格和方案严谨合理,充分的提现了工程师巧妙的利用物理法则提高散热器的含金量。

点击可查看原图

这一张是该卡拆解并描述散热的示意图,冷空气由风扇抽入吹向下方的鳍片中,位于GPU核心上面的酷冷三角区,气流被分至两侧,增大热交换时间,并且保证热气是两边排开,和冷空气的进入尽可能的避开干扰。而位于供电上面的鳍片区也是一个重要的散热区域,5根热管把热量迅速高效的带过来,由右侧的风扇吹下的冷空气散去,但此时并不会把空气加热到饱和状态,空气将被透过鳍片,直接给一些敏感的供电元件散热,而且像Mosfet这种元件均有固体硅脂与底座和鳍片相连,都可以享受到来自上方透过的空气。

拆解的时候需要这里的螺丝

热管设计的很有讲究

由于空间的兼容性和成本,同时压近底座6根8mm的热管不太现实,过宽的面积会导致部分热管根本起不到什么效果,因此技嘉设计了4+2的方式,由三角底座伸出的2根粗达8mm的热管采用了这样的位置是非常合理的,因为它们吸热能力高于6mm热管,并且向两边传到的效率是均匀,合理的。

当然,其他3根6mm的热管也是发挥了重要的导热,固定作用,同时采用回流焊接的连接工艺,使得鳍片热管一体,非常牢靠。

螺丝孔位符合力学设计

如若没有另外3只螺丝的固定 稳定性安全性较差

长达29CM的卡体,GPU位于一侧,那么PCB和散热器的连接点都落在了这四颗螺丝和GPU  DIE面上了,这样的坏处就是GPU很容易被来自另外一侧的力导致散热底座将GPU的角硌坏掉,早在PIII和Athlon XP时代经常发生散热器硌坏裸DIE的事故。并且仅有四颗螺丝固定的力度不够,另外一侧容易松动变形。

在巧妙的利用PCB提供的孔位之后,正好在Mosfet和贴片电感的上方加入一块金属被甲,由三角形的螺丝矩阵固定,这样以来就能最大化的增强散热器和PCB的固定效果,而且两端的螺丝到散热器的边缘距离几乎相等,设计细致入微。 

散热设计评定

散热器就如我们刚才所说的,具备450W的散热能力,所有基于该散热器的显卡评测中我们也都有介绍。

长达28.5厘米的卡体

静音大尺寸散热风扇

4+2 6热管导热

扩展散热牢靠 回流焊接

酷冷三角 立体散热技术

技嘉这款显卡的亮点就算在于散热方面,全金属的导流罩,加上固定条和牢靠的散热器本体,等效一体化,酷冷三角的散热原理我们上文已经做过介绍,它是巧妙的将热气分流,并且将热交换的过程由穿过鳍片的厚度变成了长度,单位的气流中提高了热交换效率,而且硕大的底座可以容纳(夹紧)更多的热管。

6根热管其中5根延展至扩展区,负担一部分散热需求,另外一根则伸向底座所在的鳍片区的上方,充分的利用每一寸散热片,回流焊接方式使鳍片和热管的导热效率得到最大化的保证。

在散热部分的评定中,我们给予9.5分的评价。 

板型以及供电设计评定

板型指的是作为高端显卡其线路布局,作为高端显卡,应该具备较长的PCB以安排更多的电器元件,另外多路桥接金手指,和辅助供电也得设计合理贴切。

正面俯瞰

支持四路桥接金手指  支持硬桥

背部特写

板型来说,长度并不出格,四路金手指的设计也非常的合理,导流罩没有影响到连接桥的连接,支持硬桥,需要辅助8+6辅助供电,散热器和辅助供电卡口之间具有一定的高度,细节方面很到位。

在板型设计方面我们给予9分的评价。 

供电方面

采用了8+2相的数字供电,基于公版设计,贴片式电感,钽聚合物电容,均是小体积功高性能料件。

核心供电部分

高压滤波部分

使用的供电设计和TITAN,GTX780的公版均一致,实际上是够用了,不过跟GTX780Ti的单卡旗舰身份,特别是技嘉自家的OC产品来说有点不相符。

在供电设计方面,因沿用公版,我们给予7分的评价。

挡板以及性能评定

挡板的设计,技嘉一贯秉承PCI*2,并且视讯接口不缩水,没有奇形怪状的设计。

固定条

双槽厚度

EMI屏蔽措施

接口仍然是保持了DVI*2+DP+HDMI的组合,支持NVIDIA的原生3+1 Surround联屏,在输出处保留了EMI屏蔽罩,挡板部分设计合理。

在挡板设计的评定中,我们给予8分的评价。

GPU-Z信息

技嘉的OC版显卡性能设定一向都很夸张,根据数据来看,该卡性能要比公版要高出近20%。

GK110-425-B1步进

28nm,代号为GK110的GTX780Ti,不过软件识别和实际芯片信息有些出入,GTX780以及GTX780GE都是GK110-3XX-A1步进,GTX780Ti为B2。不过不要在意这些细节。2880SP,240个纹理单元,48个光栅化单元,6组双通道显存控制器构成384Bit,公版搭载3GB显存,预设1020MHz目标加速至1085MHz,显存保持7GHz。

满载压榨测试

满载压榨测试中,该卡的温度最高保持在77℃,依然是静音运行, 远在安全温度阀值之下,不过也是在基于由于GPU的功耗限制的状态下进行的测试,在运行Furmark软件的时候出现了降频保护状态。跟温度上限无关。

刚刚启动Furmark即发生降频保护

我们观察刚刚使用Furmark压榨软件时,温度还在很低的时候既如此。不过这也许是NVIDIA对特定的软件进行的特定限制,因为我们在后续的性能测试中没有发现性能下降的现象。

在如此庞大的核心下,依然能够保证1020MHz的基准核心频率,在性能的设定中,我们给予9.5分的评价。

根据五大属性,我们汇制雷达图:

五大属性雷达图

由于沿用了公版的供电设计,再加之挡板的接口的原因,其得分会受到一定的影响,而在性能和散热方面的得分是相当的高,因而总分获得了43分,均分8.6的成绩。

性能测试

我们从不同的渠道获得了四片样卡,不过其中一片正是影驰的55片问题卡之一,终因有几率因贴纸而造成背板部分核心电路短路而烧毁,我们未组建四路SLI最强大的性能平台。

GTX780Ti 3路SLI测试平台

我们分别采用两片技嘉GV-N78TOC-3GD和一片来自英伟达中国提供的公版来组建SLI,由于该公版未能稳定工作在1020MHz/7000MHz的频率下,因此索性就以公版频率运行,因此会对另外两片技嘉超频版显卡的性能发挥造成一定的影响。

测试平台采用Core i7 3970X@4.5GHz,英睿达四通道灯条,以及华硕目前最强的X79平台Rampage IV Extreme,PCI-E通道设定为两片技嘉显卡使用PCI-E 2.0 X16,中间公版使用PCI-E 2.0 X8,由硬桥连接,使用331.65版WHQL驱动。

● 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Extreme测试,检验显卡在高负载下的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。

3DMark 11 Performance

3DMark 11 Extreme

● 基于DX11的基准测试:3DMARK Fire Strike

新的3Dmark支援桌面与移动平台的跨平台测试,支援windows、Android、iOS与Windows RT系统平台的测试。(由于针对Android、iOS以及Windows RT三大移动平台的版本需要进一步测试,所以Futuremark先发行了针对桌面平台的windows版本,其他版本择日发行。)

不同负载的场景,FireStrike(专为基于DirectX11显卡的高端产品设计)、CloudGate(支持基于DirectX10的主流硬件)以及IceStorm(为入门级DirectX9设备打造)。
 
新3Dmark取消了E、P、X等等级划分方式,取而代之的是纯数字,而且3DMark没有了统一的总分,而只有四个场景分。

测试参数设定:

运行专用于桌面级DX11测试场景FireStrike Extreme测试,检验显卡在高负载下的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。

 

3DMark Pro FireStrike

● 基于DX11的基准测试:Unigine Heaven4.0

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,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:测试使用1920×1080分辨率,开启AA/AF,运行在DX11模式下,Tessellator(曲面细分)级别设定为Extreme。 

 

Unigine Heaven 4.0

● DX11游戏《科林.麦克雷:尘埃3》测试

尘埃3》完整版是由Codemasters制作并发行的一款赛车竞速游戏,对此前发布的《尘埃3》进行资料上的填充和优化。 更新内容包括: 2个地点的12个新赛道,新车,和大量其他内容。 游戏采用的是Ego引擎,拥有更加拟真的天气系统及画面效果。 游戏拥有着出色的画面,激情的背景音乐,真实的操空性与音效。 一个赛车游戏其操控性是很重要的,而《尘埃3》操作很简单,给人的那种物理感觉很强。

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。

尘埃3

● 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。 

失落的星球2

先说单卡,技嘉GV-N78TOC-3GD的单卡性能几乎是超越了TITAN和R9 290X近15%,部分项目可以达到20%,可见核心频率提升对性能的提升是巨大的,而且在单卡测试的过程中,运行状态一直是相当的安静。

三路的测试中,只有3DMark 11这款经典的理论测试软件是发挥正常的,其他理论测试软件包括游戏几乎只有双路的成绩,当然这也和中间一块公版GTX780Ti拖了性能的后腿也是有关系的,从目前来看,多路效率还是不理想,顶级发烧玩家可以观望或者密切关注驱动的跟进。

技嘉GV-N78TOC-3GD可以说是目前单卡性能王,拥有绝佳的性能,安静的状态,从各方面设计也都是出类拔萃,彰显台系大厂风范。

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