旗舰级显卡争霸战! 谁才是新一代卡皇

    进入到DX11时代，NVIDIA似乎并不急于推出双核心产品，而是不断对核心构架以及工艺进行优化调整，以便进一步提升DX11游戏的运行效率。3月25日，NVIDIA发布了首款DX11双核心产品——GTX590，作为NVIDIA目前最顶级的型号，GTX590在硬件配备方面可以看成是将两片标准规格GTX580合二为一，搭载了两颗GF110显示核心，显存规格也是GTX580的两倍，达到3GB容量，流处理器则达到1024个。 

NVIDIA 60亿晶体管双芯卡皇降临

    一般来说，NVIDIA的高端产品一般都会搭载一款全覆式散热器，并使用涡轮风扇进行散热，而在GTX590上，一颗9扇叶风扇取代了涡轮风扇被安置在两颗显示核心中间，同时帮助两颗显示核心完成散热工作，黑色导流罩覆盖整个卡身部分，两端开有出风口，一部分热气流会被直接排出机箱，另一部分则会留在机箱内通过机箱风道自然流出。

    以往我们总认为普通风扇会由于空气湍流问题在散热效能方面没有涡轮式风扇好，而这次NVIDIA恰恰在最顶级型号上采用了普通风扇，其散热效能我们将在后面的满载温度测试中进行验证。

    散热风扇两侧的显示核心上方各有一块真空腔均热板，铝制鳍片直接焊接在均热板上，做工看起来相当不错，这样一来，散热效率便更多取决于风扇效率。

    拆掉散热器可以看到整齐排列在黑色PCB上的各种元件，最显眼的就是那两颗GF110显示核心了，每块显示核心周围的PCB正反两面各有6颗三星GDDR5显存颗粒，合计共有3072MB显存容量，默认核心/显存/Shader频率为608/3416/1215MHz，设定比GTX580稍低，这是充分考虑到散热和供电能力的做法，即便如此GTX590的功耗也达到365W，需要由两个8Pin口辅助供电。

    为了同时支持两颗GF110显示核心运作，GTX590在供电模块共配备10相供电，并且使用了大量贴片元件，显卡背面可以看到众多钽电容和多层陶瓷电容，高品质用料保证了显卡工作稳定性。

    供电部分旁边有一棵芯片非常显眼，这就是著名的NF200芯片，主要为两颗GF110显示核心提供SLI服务，到此为止，解决了供电、散热、协同工作等问题后，两颗GF110显示核心顺利完成合体。

    上图中是显卡背面的元件分布，NVIDIA为左右两侧的核心与显存部分配备了金属背板，起到保护作用，同时辅助显存散热。显卡提供一个SLI接口，支持四路SLI。 

    相对GTX580，GTX590在接口方面增加了一个DVI口，形成三个DVI加一个Mini DP接口的规格，可以支持3屏显示以及3D立体幻境。

测试平台及测试项目介绍

    为了让测试平台与今天测试的主角NVIDIA GTX590显卡相配，我们特意选择了目前比较高端的硬件配置与之搭配，确保能够最大化发挥出GTX590的实际性能，测试平台使用了Intel Core i7 2600K、共8GB DDR3 1600内存和一块来自华硕的P67主板，下面是具体配置和测试项目。

    为了能够直观的体现出目前各个高端双核心显卡的性能，本次测试还加入了AMD两种频率的HD6990对比测试，软件环境方面，本次测试依然采用windows7 x64操作系统，下面我们就一起来看看GTX590在游戏性能方面的表现！

《Heaven 2.1》：专注Tessellation

    Tessellation如此重要，所以首款DX11测试程序——Heaven Benchmark中，几乎所有的场景都是由Tessellation技术动态生成的，地图中央的飞龙，和周围凹凸不平的砖墙、石阶和瓦片给人留下了深刻的印象。

    Unigine Engine率先发布了首款DX11测试/演示程序——Heaven Benchmark，其中大量运用了DX11新增的技术和指令，在DMark11面世之前，Heaven曾经是DX11性能测试的最佳选择。 

Heaven Benchmark 1.0和2.0的Tessellation细分程度对比

    在这幅图中，大家注意观察左侧的墙壁（以及凸出石块的阴影）、右侧的台阶和下方的鹅卵石路，Tessellation技术生成的是实实在在的顶点和曲面，所有的岩石、台阶和石块都是独立存在，而不再是平面上的虚拟贴图而已。

    画面设置：2.1版本进一步强化了Tessellation技术的应用，细分精度更高，画面更上一层楼。

    通过测试成绩统计可以看到，两款双芯片解决方案的对比中，GTX590却仅与HD6990持平，又是内部SLI效率在作祟。

《石巨人》：DX11专业测试软件

    游戏介绍：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，但DOF仔细看也有不小的画质提升，所以我们这里将Tesselation和DOF都开启进行测试。

    测试方法：游戏自带Benchmark。

    这项测试与《Heaven Benchmark》一样，主要针对显卡Tessellation能力进行测试，在这个测试中玩家可以根据不同设置直观体验Tessellation技术为游戏画面带来的变化，测试中NVIDIA GTX590借助于传统性能优势相对竞争产品取得了超过30%领先幅度。

《科林麦克雷》：DX11经典游戏

    游戏介绍：《科林麦克雷》系列游戏是为纪念去世的英国拉力赛车手科林·麦克雷(Colin McRae)而制作的，因此在游戏过程中不难见到许多麦克雷过往的身影。与一年一款的极品系列赛车游戏不同，DiRT2距离前作已经两年之久，目前《科林麦克雷：尘埃2》主机版早已上市，几乎登陆所有的主机和掌机平台、好评如潮，而PC版由于支持DX11的缘故，所以被延期数月。

    画面设置：DIRT2堪称DX11游戏代表作，DX11的五大关键特性在这款游戏中都有体现，但却没有得到大范围的应用，都是点到为止。比如Tessellation主要体现在水洼和旗帜上，而赛车过程中也就那么几处采用了该技术，因此这款DX11的要求并不高，特效全开的话中端显卡都能跑动。

    测试方法：游戏自带Benchmark程序，会自动跑完一个固定的赛道，非常接近于真正玩游戏的模式。

    参与测试的显卡性能都比较强悍，都能取得每秒100帧以上的成绩，事实上，这样的帧速对玩家来说已经感觉不到什么差异，但就性能来讲，GTX590在这款游戏中当仁不让成为冠军。

《战地:叛逆联队2》：画面堪称精美

    《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。开发商EA已经于本月2日正式同步发售了Xbox 360、PS3、PC版。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。

    测试方法：游戏不带Benchmark，笔者选取了单人任务模式下的一段无需手动干涉的过场动画进行测试，其中包括大量激烈的轰炸爆破激战场面，完全可以反映真实的游戏性能。

    《叛逆联队2》虽然是款DX11游戏，霜寒引擎也是备受期待的DX11引擎，曾被ATI用来做Tessellation的技术展示。不过最新版本的对DX11的支持非常有限，仅仅是采用新指令集渲染HBAO特效而已，因此对于显卡的性能要求并不是很高。

《地铁2033》：新显卡危机

    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。

    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。

    测试方法：选用第三方Benchmark程序，这是一小段地铁隧道中的战斗场景，场面复杂战斗激烈，对显卡提出了严峻考验。

    游戏打造出了一个阴暗、充满危险的地下世界，复杂的环境让这款游戏在高画质下对显卡性能提出了极高要求，即便像GTX590这样的双芯显卡也只能取得每秒40帧左右的成绩，高画质下甚至达不到流畅运行的标准，而HD6990也面临同样的尴尬，两者成绩不相上下。

《失落的星球2》：N卡御用游戏

    游戏介绍：《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：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/8AA选择B场景的BOSS战，非常激烈过瘾。

    NVIDIA的显卡在这款游戏中表现出了极为过硬的实力，GTX590则凭借更加强悍的性能再次领先，即便在大分辨率下也毫不疲软。

《H.A.W.X.2》：畅快的空中决斗

    《H.A.W.X.2》是一款结合了拟真与空战要素而成的模拟飞行游戏，玩家可驾驶多种高性能战机，在高空中进行巡逻、护航、轰炸等任务。值得一提的是，游戏中的地面场景乃参考GeoEye卫星空照图所构建而成，这项游戏与现实生活的科技结合，让玩家仿佛置身于战机的驾驶舱内，逼真的地表风貌一览无遗。

    测试中我们将特效开到最高，并开启8xAA和1920x1080分辨率，打开tessellation。

    这款游戏不像普通FPS游戏那样有大量的物体需要渲染，尽管游戏空间非常广阔，但在“高空”时，游戏不需要对地表物体做过于复杂的渲染，所以很多显卡都能够非常流畅的运行游戏，GTX590再次以大比分领先。

《潜行者》：核辐射的阴影

    《潜行者》系列游戏现在已经出到第三部了，其中第二部《晴空》是原作《阴影》的前传，而第三部《普里皮亚季的呼唤》则是原作《阴影》的后传，讲述了在变异区中心被发现后，乌克兰政府决定举行代号“航道”的大规模军事行动，目的则是控制变异区的科技，玩家的冒险也就此展开。

    此前《潜行者：晴空》已经率先支持DX10.1，主要优化了抗锯齿算法、阴影渲染和效率，新版的资料片则首次加入支持DX11，通过Tessellation技术大幅加强了模型细节、纹理和光影，而且通过DirectCompute 11技术改进了算法，提升游戏性能。

    画面设置：游戏提供了DX11、DX10.1、DX10、DX9等多种模式，我们将包括透明抗锯齿在内的所有特效全开最高，考验高端显卡在最高画质下的性能表现。

    我们使用了官方提供的Benchmark包进行测试，和之前的结果相类似，GTX590再次以大比分领先。

通用计算：CUDA转码测试

    随着显卡技术的进步，显卡性能越来越高，如何利用这种比较普遍的性能冗余让显卡能做更多事成为业内研究方向，CUDA是NVIDIA推出的一种通用并行计算架构，让显卡可以从事图形运算以外的目的，在今天的测试中我们就加入了视频转码测试，软件使用了CUDA技术。

软件设置界面，原始视频输出为可用于iPod的480P视频。

正在转换一部720P视频，每秒处理192帧图像，效能惊人。

处理结束，用时23秒。

处理一部1080P蓝光电影，速度为每秒120帧。

    在没有使用CUDA技术的显卡和软件之前，只有专业人员用专业设备才能进行快速视频转码工作，而现在我们只要选择好文件，就可以让显卡帮忙进行视频转码工作，不仅为玩家节省更多时间，也可以让用户在日常应用中获得更多乐趣。

温度、功耗、噪音全面领先对手

    对于在一块PCB上集成了两颗GPU核心的顶级显卡来说，散热、功耗与性能的平衡永远都是个问题，而高端显卡恐怖的发热噪音历来为人诟病，这次双芯旗舰GTX590会不会在刷新性能记录的同时功耗发热失控呢？接下来我们就通过使用Furmark对显卡进行满载来验证一下GTX590的外部特性。

    AMD这次没能延续以往的优势，在两大双芯旗舰对决中，GTX590牺牲了频率，终于换来了清爽！

    不知是刻意为之还是碰巧，NVIDIA GTX590显卡的满载温度和功耗都比HD6990稍低，但从超过500W的平台总功耗依然可以看到这两款显卡都是电老虎，在如此高的功耗下，发热自然也不低，不过GTX590配备的风扇效能似乎比HD6990搭载的涡轮风扇效能更高，满载温度略微领先。

    我们还通过手持噪音仪测试了显卡散热器的噪音，在环境噪音约40dB的情况下，距离散热器10CM进行测试，并取最小值。GTX590风扇表现出色，满载57.4dB，强度比HD6990低了约三分之一（噪音每增加10dB，强度增加3倍）。测试成绩仅供参考。

GTX590性能高 附加价值更高

    由前面我们对于多款时下热门DX11游戏的测试结果中可以看到，NVIDIA新一代旗舰级显卡——GTX590显示出了强大的实力，仅凭607/3416MHz的频率就打败了上代卡皇830/5000MHz的HD6990。由此不难看出GTX590所采用的Fermi架构无疑目前是DX11执行效率的GPU核心！此外NVIDIA GTX590显卡除了在游戏性能上具有优势之外，其附加功能也相当丰富，在最后我们再为大家简单介绍一下GTX590拥有哪些附加功能。

● CUDA通用计算 解决CPU高性能计算难题

    CUDA是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构，该架构使GPU能够解决复杂的计算问题。 它包含了CUDA指令集架构（ISA）以及GPU内部的并行计算引擎。 开发人员现在可以使用C语言来为CUDA架构编写程序，C语言是应用最广泛的一种高级编程语言。所编写出的程序于是就可以在支持CUDA的处理器上以超高性能运行。按照NVIDIA官方的说法，将来还会支持其它语言，包括FORTRAN以及C++。

    简单的理解，CUDA架构就是让之前只能处理图像渲染的GPU通用化处理任何类型的计算，而能够实现任意类型计算的处理器只有CPU，但CPU的计算能力相对于CPU来说很弱，尤其是在处理一些高性能计算的时候CPU的性能明显不足。GPU的通用化可以让需要高性能计算的时候直接调用GPU进行计算，CPU仅仅是处理程序本身的一些工作。

● 内置物理引擎 玩物理游戏无需物理卡

    Ageia靠着物理加速卡一夜走红，NVIDIA见势将Ageia高价收入囊中。当然，NVIDIA看中的是Ageia的物理引擎技术，他们要实现的宏图霸业就是在NVIDIA显卡上计算物理场景，而不是需要一块单独的物理加速卡。这对于用户来说玩游戏不再需要话费高价购买一份专门的物理卡，对于NVIDIA来说可以使得其自家GPU的销量大涨。在这一步上，NVIDIA成功了，现在NVIDIA旗下的所有显卡（DX10之后）都支持直接使用GPU物理加速。

    其实，物理加速只所以能够在非常快的时间内应用到NVIDIA的显卡上，得归功于前一页我们介绍的CUDA架构。正是因为CUDA架构的通用性，才使得原本只能使用PPU计算的物理引擎，可以很方便的使用GPU进行计算。现在看来，NVIDIA这一步棋真是非常成功。

● 3D立体幻镜：立体图像彻底实现平民化 

    NVIDIA面向全球发布的3D Vision技术，通过一种较低成本的方式实现了更好的3D视觉，用户完全可以在自己家里实现3D家庭影院，当然最主要的作用是用作玩3D游戏。但是，这套系统需要一个120MHz刷新率的显示器和一个NVIDIA特制的3D眼镜，算下来价格也不便宜，但这项技术却为后来的普及奠定了基础。

    由于成本较高，3D Vision没有办法普及，但NVIDIA似乎早就料到了这一点，去年打出了0成本的3D Vision解决方案——给用户赠送红蓝眼镜。按照NVIDIA官方的说法，这套0成本的3D Vision解决方案是一个预览版本。通过这个眼镜，用户可以在自己的电脑上观看到3D效果，而且不需要购买昂贵的显示器，市面上所有的显示器都可以支持。当然前提是你需要购买NVIDIA的显卡才能够使用此功能。