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GTX 1080 Ti顯卡同步評測:像“巴薩”一樣碾壓

昨晚,巴薩足球隊在諾坎普球場上演了一場驚天大逆轉,這是一場超越足球範疇的史詩級比賽,盡顯舍我其誰之王者風範。今晚,NVIDIA旗下的顯卡王者GeForce GTX 1080 Ti將璀璨登場,它能否像“巴薩”一樣萬丈光芒,

上演一場碾壓級別的較量?

在GDC 2017上,NVIDIA正式推出了地表最強的遊戲卡GTX 1080 Ti,採用與Titan X Pascal一樣的GP102核心,3584個CUDA核心,搭配352bit 11Gbps GDDR5X顯存,整體規格幾乎一致,但是核心頻率有所提升,浮點性能估計會超越Titan X。最大驚喜是,NVIDIA官方宣佈GTX 1080 Ti只要699美元,價格幾乎只有Titan X Pascal的3/5,性價比爆棚。

GP102-350核心架構

GTX 1080 Ti採用的GP102-350核心源自於Titan X Pascal上的GP102-400,共有6組GPC單元,原本每組GPC單元應該是由5組SMs單元,合計30組SMs單元,但GP102核心也並非是完整規格,只有28組SMs單元,因此共擁有28*128=3584個CUDA核心,224個紋理單元,88個ROPs光柵單元,224個TMUs紋理單元。

頻率方面,GTX 1080 Ti設定在1480MHz,高於Titan X的1431MHz,boost頻率可達1582MHz,但按照我們測試經驗來看,Pascal架構顯卡在實際遊戲時,boost頻率還有大約300MHz的上升空間,非常嚇人。

浮點性能上,由於GTX 1080 Ti主頻較高,不僅彌補了部分硬體縮減,浮點性能比起Titan X Pascal還要高上一些。但是目前不知道NVIDIA有沒有對GTX 1080 Ti的單精確度、雙精度單元進行修改。

顯存方面,這也是NVIDIA本次大力宣傳的方向,

將會成為NVIDIA有史以來第三款使用GDDR5X顯存的顯卡。顯存位寬由Titan X的384bit縮減到352bit,顯存容量也減少1GB到11GB,與Titian X形成差異化,不過相應地GDDR5X顯存提升至前所未有的11Gbps,這應該是與美光合作的新型號顯存。

功耗方面,從Maxwell、Pascal架構開始,NVIDIA開始對顯卡功耗進行大刀闊斧地進行改革,功耗以及發熱都有不同程度降低。GTX 1080 Ti TDP設定在250W,與上一代GTX 980 Ti持平,比GTX 1080 180W要多。因此GTX 1080 Ti需要6+8 Pin外接供電,以滿足250W<(75+75+150)供電需求。

顯示介面方面,與以往留有DL-DVI介面不同,

GTX 1080 Ti上僅僅保留一個HDMI 2.0b、三個DisplayPort 1.4介面。將來非公版GTX 1080 Ti有可能會補充一個DL-DVI介面。

價格方面,NVIDIA選擇GTX 1080降價100美元為其讓路,GTX 1080 Ti售價僅為699美元,作為規格相近的參考物件Titan X Pascal售價高達1200美元。GTX 1080 Ti對於追求極致性能的玩家來說性價比極高。

GTX 1080 Ti一圖流,丟完就跑

GTX 1080 Ti也並非完全只是由Titan X Pascal削減硬體規格而來,

它在多個方面對遊戲市場進行了相應的優化及創新。我們都熟知GDDR5X顯存是NVIDIA與美光聯合研發的成果,並且供NVIDIA獨家使用,首發於Titan X Pascal以及GTX 1080上,能夠提供遠超當時顯存頻率的10Gbps,使得資料傳輸速率大幅度提升,有利於減少對大容量顯存的需求。

現在NVIDIA與美光繼續將GDDR5X發揚光大,推出了頻率高達11Gbps的GDDR5X顯存,並首次應用在GTX 1080 Ti上。顯存頻率11Gbps,配合上352Bit顯存位寬,能提供484GB/s,比Titan X Pascal還要高出4GB/s,配合上高壓縮無損緩存壓縮演算法,效率提高不少。

NVIDIA給我們展示了GDDR5X在傳輸碼元的眼圖,什麼是眼圖呢?眼圖常見於通信領域中,它包含了豐富的資訊,從眼圖上可以觀察出碼間串擾和雜訊的影響,體現了數位信號整體的特徵,從而估計系統優劣程度。通信學中常常把眼圖中間的圈稱之為“眼睛”,眼睛張開程度越大並且越規整,證明碼間串擾越小,系統性能越好。

左邊是原本的11Gbps的GDDR5X顯存眼圖,右邊是改進的GDDR5X顯存眼圖

NVIDIA為了讓GTX 1080 Ti適應玩家對超頻的追求,特意使用了7相GPU核心供電,而且每相供電由一上一下橋組成,因此最大供電電流達到了250A。

由於公版的GTX 1080 Ti同樣是採用渦輪散熱,其實效率以及噪音控制並不好。NVIDIA重新設計了新的真空均熱腔散熱底座,散熱面積比以往擴大一倍,同等噪音情況下溫度降低5℃,同等溫度情況下噪音降低2.5dBA。

每相供電使用了雙MosFET,不僅可以均分通過的大電流,減少器件發熱,而且還可以有效地增加能源效率。

從Maxwell開始,NVIDIA就啟用如右圖所示的圖像區塊渲染技術,以此提升渲染畫面的品質以及渲染速度。

它的原理其實非常簡單,甚至與JPG圖像演算法有點類似。首先將整個畫面劃分為4*4 16個區塊(區塊大小劃分是可以調整的),然後對每一個圖像區塊進行光柵化處理,然後交由GPU對動態地分析整個畫面中的每一個圖像區塊大小,並且可以根據畫面複雜程度隨時調整。不過之前的渲染資料時放在DRAM中,存儲速度相比L2緩存還是慢得多,因此NVIDIA開發了平鋪緩存。

平鋪緩存就是將圖像區域化後的渲染資料直接放入到L2快取記憶體中,不僅避免了在海量的DRAM中大海撈針,還能加快存儲速度,一舉兩得,渲染速度與品質都有著不同程度的提高。而且這種區塊式渲染非常符合GPU這種並行運行架構,每個區塊之間的渲染都可以是獨立完成。

在11Gbps的GDDR5X、平鋪緩存技術、無損高壓縮率顯存壓縮演算法三大|法寶加持下,GTX 1080 Ti的等效顯存頻寬可以高達1200GB/s,甚至勝於雙顆粒HBM2顯存的顯卡(嗯?NVIDIA你說的是AMD Radeon RX Vega嗎?) 。

在GTX 1080 TI顯卡下,4K遊戲障礙已經基本掃清,性能以及規格更加強大的GTX 1080 Ti,它到底適用于那些應用場合呢?NVIDIA給出了官方答案,那就是使用5K解析度體驗超高清遊戲的魅力,這是官方首次提及關於5K解析度遊戲體驗,畢竟5K解析度渲染壓力也急劇增加,當然需要更加強大的顯卡作為支持,GTX 1080 Ti就是其中一員。

官方提及了《看門狗2》、《殺出重圍:人類分裂》兩部大作

下面來欣賞一下先行發售的信仰版GTX 1080 Ti Founders Edition。

GTX 1080 Ti“猶抱琵琶半遮面”

其實小編第一眼看到這張GTX 1080 Ti Founders Edition是懵逼的,因為除了表明身份的型號以外,這和GTX 1080 Founders Edition沒什麼兩樣啊!而且感覺散熱器導風罩就是從GTX 1080 Founders Edition上直接改過來的,因為我們可以明顯看到GTX 1080 Ti的字樣並沒有居中,而是靠右的;相比之下,GTX 1080字樣則是完全處於居中,這不得不讓人懷疑NVIDIA是否敷衍對待。

GTX 1080 Ti Founders Edition對比上一代公版的GTX 980 Ti變化非常大,畢竟GTX 1080 Ti Founders Edition多了創始人版的名頭嘛。設計方式也由GTX 980 Ti的“板磚”設計,進步到在導風罩上添加更多棱角與線條,使用NVIDIA最近非常喜歡的低多邊形風格,使得顯卡給予人一種簡約、硬朗、的觀感。

此外GTX 1080 Ti顯卡LOGO字體有了細小的調整,從原本黑色變成了鏡面銀色。

如果說GTX 1080 Ti Founders Edition外觀要和Pascal架構的Founders Edition版本作對比的話,很抱歉,小編也找不出有什麼區別,幾乎就是同一個模子出來的。

GTX 1080 Ti Founders Edition尺寸為267*111mm,雙槽設計,而且採用渦輪式散熱設計,對於安裝相容性來說確是一件大好事。不過渦輪散熱效果確是不怎麼樣,但對於雙卡來說有著天然優勢。

GTX 1080 Ti Founders Edition採用6+8 Pin外接供電設計,按照供電標準最高可以提供75+75+150=300W電力,而GTX 1080 Ti Founders Edition TDP僅為250W,還是留有20%餘量。

上:GTX 980 Ti,中:GTX 1080,下:GTX 1080 Ti

介面上,GTX 1080 Ti Founders Edition放棄了在Titan X Pascal上的設計,去掉了DVI-D介面,轉而提供3個Display Port 1.4、1個HDMI 2.0b介面。

左:GTX 980 Ti,中:GTX 1080,右:GTX 1080 Ti

公版GTX 980 Ti上取消的金屬背板,再度回歸,GTX 1080 Ti Founders Edition重新加入了金屬背板設計,而且與上一代公版GTX 980的有明顯不同,增加了“GeForce GTX 1080 Ti”的身份標識。

拆解:

GTX 1080 Ti Founders Edition的泰坦皮散熱器與GTX 1080大致相同,但是當然會為核心略大的GTX 1080 Ti作適當的調整。淺綠色的應該是Larid 賴爾德導熱墊,手感非常軟糯,常見於顯卡顯存、VRM散熱,導熱係數1.2W/mK。

對比GTX 1080 Ti Founders Edition和Titan X Pascal PCB,兩者都是基於PG611公版PCB設計,GTX 1080 Ti由於只有11GB GDDR5X顯存,故只有11顆顯存,去掉了DVI-D介面,7相核心供電MosFET也升級至一上一下的形式,補全了一部分電容。

藍色方框所示的為兩者差異之處

GTX 1080 Ti Founders Edition PCB背面

GTX 1080 Ti Founders Edition為了適應玩家的“折騰”,在Titan X PCB上的空焊都加以補全。

GTX 1080 Ti Founders Edition PCB正面,可點擊放大

GTX 1080 Ti硬體參數與Titan X高度近似,因此應當是採用GP102核心。拆解結果顯示GTX 1080 Ti核心確認為GP102-350-K1-A1,而Titan X則是GP102-400。

在GP102核心四周圍繞著11顆GDDR5X顯存,缺少了右邊倒數第二顆。

顯存肯定是美光出品,獨此一家,別無分號。通過對比我們的GTX 1080橫評,發現這應該是一款全新的GDDR5X顯存,表面的鐳射標記由GTX 1080的D9TXS變更為GTX 1080 Ti上的D9VRL。另一個證據是,GTX 1080的GDDR5X顯存極限超頻只能達到10.5Gbps,而GTX 1080 Ti的GDDR5X原生頻率就是11Gbps,只可能是美光與NVIDIA後續研發的新產品。

NVIDIA在GDC 2017上強調GTX 1080 Ti採用了Dual MosFET供電,即每一相供電都擁有一上一下兩個MosFET,可以均分通過每相的電流,減低工作負荷從而減少發熱量。

MosFET來自美國的Alpha&Omega萬國半導體,AOE6932是一款非對稱雙N溝道MosFET管,參數為30V 55/85A 5mΩ@10V/8mΩ@4.5V。Titan X Pascal上用的是AOE6930。

電容上依然是公版最愛的鋁聚合物電容,電感為超薄型貼片式電感,封裝厚度遠低於其他類型電感。

PWM控制晶片也是老面孔了,臺灣uPI力智的uP9511P在顯卡上出鏡率非常高,8相獨立PWM通道,若果超過8相,則會搭配例如uP1961s帶驅動的倍相晶片完成控制任務。

測試平臺及說明:

今年Intel發佈了第七代Kaby Lake架構酷睿處理器,因此我們的標準測試平臺也一併升級至最新的Intel平臺上。測試平臺採用的配置基於Gigabyte AORUS Z270X-Gaming 7主機板,處理器為遊戲玩家中常見的Intel Core i7-7700K,頻率範圍為4.2-4.5GHz,記憶體升級至G.SKILL DDR4-3200MHz 8GB*2組成雙通道,電源為振華Leadex G 550W。

系統是Microsoft Windows 10 Build 14393;驅動程式方面,使用的是NVIDIA提供的GeForce 378.78WHQL(未知是否為正式版驅動)。

測試項目包括常規的3DMark(Fire Strike、Time Spy)、Heaven 4.0,由於GTX 1080 Ti性能非常強大,已經滿足了VR體驗要求,加入了VRMark測試。此外還有12款涵蓋性能要求、遊戲類型不同的遊戲,鑒於GTX 1080 Ti實力非凡,因此將會分別測試在1080P以及4K解析度下遊戲成績。

基準測試:

基準測試包括了以下項目:3DMark(Fire Strike、Time Spy)、Heaven4.0、VRMark。

從3DMark Fire Strike三個規格的測試成績來看,三張顯卡之間剛好形成階梯,之間差距都在35%左右。在越嚴苛的測試條件下,GTX 1080 Ti Founders Edition成績領先得越多。

3DMark DX12項目Time Spy測試結果來看,GTX 1080 Ti領先GTX 980 Ti 89%,而GTX 1080 Ti領先GTX 1080 30%,DX 12性能提升巨大。

以細分曲面見長的測試項目Unigine Heaven 4.0中,這一直是NVIDIA強勢項目,因此GTX 1080 Ti領先GTX 1080幅度縮小,兩個解析度下各領先15%、30%。

官方在宣傳GTX 1080 Ti提及到可以提供優秀VR體驗,因為我們首次加入了VRMark測試項目。VRMark的Orange Room要求比較低,渲染解析度只有2264*1348,因此三張顯卡都跑出不錯成績,都遠超109fps目標幀數,因此GTX 1080 Ti與GTX 1080成績幾乎沒有差別,應該已經到達了測試專案瓶頸,GTX 1080 Ti即便是擁有更好的硬體規格,性能也發揮不出來。

而Blue Room對顯卡CPU要求就高得多了,渲染解析度5120*2880,就連目前GTX 1080 Ti也未能跑出109fps目標幀數,但是已經領先GTX 980 Ti 85%、GTX 1080 35%。

DirectX 11測試:

《地鐵:最後的曙光》是一個很老的測試項目,因此在1080P下也不能發揮出GTX 1080 Ti硬體優勢,只領先GTX 1080 7%,但是在要求更高的4K解析度下領先幅度提升至27.5%。

《巫師3》中,三張顯卡之間的差距非常大,GTX 1080 Ti領先GTX 1080 32%,領先GTX 980 Ti 88%,性能提升幅度非常誇張。4K解析度下依然有57幀,畫面非常細膩、動人,而且沒有卡頓感,但畫面撕裂依然避免不了。

《GTA5》依然是一個受眾面極廣的遊戲,GTX 1080 Ti依舊一騎絕塵,4K分辨率領先幅度更大。

《守望先鋒》作為攬獲多個遊戲大獎的作品,其入門級性能需求其實並不高,即便是在最高畫質之下,大多數顯卡都能很好完成任務。而GTX 1080 Ti獲得了278幀,而GTX 1080也有276幀,同樣是到達了一個遊戲優化的瓶頸。如果你只想好好玩下《守望先鋒》,GTX 1080 Ti已經遠超性能需求。

《文明6》由於使用DX12模式會崩潰,只好退而求其次用DX11模式進行測試。4K分辨下,GTX 1080 Ti領先優勢更明顯。

《榮耀戰魂》作為一個剛發售沒多久的遊戲,遊戲優化非常不錯,GTX 1080 Ti領先幅度處於DX11遊戲中的平均水準。

《幽靈行動》作為剛剛發售的遊戲,NVIDIA並沒有放出新的優化驅動,小編也是突發奇想測試一下,結果出乎意料。GTX 1080 Ti在1080P、4K解析度,反復測試成績都落後於GTX 1080,這裡就有一個大大的問題?驅動沒針對GTX 1080 Ti進行優化?

DirectX 12測試:

講到DirectX 12遊戲測試,NVIDIA一直在DirectX 12上吃大虧,原本GTX 1060可以領先於AMD RX 480,也隨著DirectX 12遊戲越來越多,GTX 1060優勢瞬間被RX 480扳平。NVIDIA發佈GTX 1080 Ti同時,還正式公佈GameWorks DX12專案,意在增強NVIDIA旗下遊戲顯卡在DX12遊戲下性能,不過目前仍未放出相應的優化驅動,我們只能用著378.78測試。

從上面四款遊戲來看,GTX 1080 Ti在DirectX 12遊戲項目依舊保持領先GTX 1080 35%,領先GTX 980 Ti 80%左右,不過在《殺手6》中4K解析度,領先幅度比較少。

《奇點灰燼》作為AMD御用測試項目,NVIDIA顯卡基本上都翻車了,本次測試中,複現了《幽靈行動》測試結果,GTX 1080 Ti成績還不如GTX 1080,確實是一大怪事,因為這是反復測試的結果,後續我們將跟進這個問題。

測試成績匯總:

本次測試成績匯總如下表格。

本次測試中,所有的遊戲都是無論是1080P還是4K解析度均設置為最高畫質,因此對於顯卡性能需求都非常高,可以很好地測試出高端顯卡的真實水準。

如果除去GTX 1080 Ti成績不正常的項目(奇點灰燼、幽靈行動),在4K解析度下,GTX 1080 Ti的性能領先優勢在增加,對比GTX 1080,領先幅度由1080P的27%增加38%左右。這和當年的GTX 980 Ti表現如出一轍,看來NVIDIA對於產品性能提升把控非常到位。而對比上一代的GTX 980 Ti,整體遊戲性能提升有70%之多。

功耗測試:

通過我們專門購置的顯卡功耗測試儀器,可以分別精確地測量顯卡PCI-E、外接電源介面瓦特數,顯卡最大功耗在3DMark Fire Strike壓力測試中獲得,待機功耗則是在進入系統後記錄15分鐘取平均值。應廣大讀者要求,我們再次加上了整機功耗測試項目,整機最大功耗是在《古墓麗影:崛起》Benchmark中獲得。

從單獨顯卡功耗測試結果看到,NVIDIA在顯卡能耗比上的進步卓見成效,GTX 1080 Ti待機狀態下功耗僅為17.45W,比起上一代的Maxwell的GTX 980 Ti的20.69W表現更為優秀。

滿載下,三款顯卡功耗都超越TDP標稱值,GTX 1080 Ti Founders Edition功耗峰值在302.125W。不過別用擔心,因為這只是顯卡功耗的峰值,只是有那麼幾瞬間才會達到如此之高的功率,而且所有顯卡都在PCIE及外接供電介面標準範圍內,無需擔心供電不足問題。

此外,我們特意將GTX 1080 Ti Founders Edition在功耗測試其中3分鐘的功耗變化做成折線圖,從這裡就可以很清楚看到待機功耗在17.45W附近,滿載功耗在200-300W之間波動,平均滿載功耗為254.33W。

溫度測試:

在溫度測試過程中,測試時全程進行封箱處理,測試環境溫度約為24攝氏度。待機溫度是開機以後15分鐘記錄,滿載溫度則是完成3DMark Fire Strike壓力測試後記錄下。

GTX 1080 Ti Founders Edition採用了非公版顯卡非常少見的渦輪散熱,而且信仰泰坦皮將整個顯卡包裹得嚴嚴實實,只能從PCI擋板位置出風散發熱量,因此一般Founders Edition版本顯卡溫度都會較非公版熱。不過這次NVIDIA重新設計了新的真空均熱腔散熱底座,散熱能力有所提升,讓我們一測見真知。

系統待機情況下,GTX 1080 Ti Founders Edition和GTX 1080 Founders Edition表現一模一樣,待機溫度30℃,風扇轉速1100RPM,不僅比起GTX 980 Ti還要低上2度,還安靜些。

當使用3DMark Fire Strike壓力測試時,GPU核心基本處於滿載狀態,不存在降頻情況,因此可以很好考驗顯卡散熱能力。滿載情況下GTX 1080 Ti Founders Edition溫度為85℃,比GTX 1080 Founders Edition和GTX 980 Ti高1℃,在電晶體數量大幅度提升下,如此表現證明NVIDIA的輔助措施確實行之有效。

同樣記錄了GTX 1080 Ti Founders Edition 15分鐘測試過程中溫度變化並生成折線圖,這樣讓大家更清楚看到顯卡溫度變化過程。待機狀態下,基本在30℃附近徘徊,偶爾有個34℃的小高峰;滿載情況是,這是在拷機測試的3分鐘內迅速攀升至85℃,並且達到一個平衡狀態,因此可以推測NVIDIA為GTX 1080 Ti Founders Edition設置的溫度保護溫度為85℃。

超頻測試:

NVIDIA在本代Pascal架構顯卡上核心頻率設定非常極限,平均頻率提升在40%,而且上大部分顯卡Boost頻率都能在風冷條件下輕鬆突破2GHz,如此之高的頻率讓玩家們欣喜若狂。不過在這種“預官方”超頻下,留給玩家的超頻空間就十分有限了。幸好GTX 1080 Ti Founders Edition核心頻率雖然要比Titan X Pascal高,但也只有1480MHz,相信還有不少超頻空間。

超頻測試中,測試採用3DMark Fire Strike Ultra。超頻軟體使用大家耳熟能詳的微星超頻軟體MSI Afterburner,超頻前將溫度控制、功耗上限均拉至最高。通過NVIDIA驅動自帶的nvsmi查詢,GTX 1080 Ti Founders Edition功耗限制在250W以內,最高可調整至120%,即300W。

通過不斷嘗試,將GPU核心頻率不斷上調,直到該頻率不能通過3DMark Fire Strike測試為止,記錄前一個可通過測試的超頻頻率。

在功耗牆、溫度牆的嚴密限制下,超頻至一個瓶頸值後,即便是通過了3DMark Fire Strike Ultra測試,但成績不升反降。最終我們在核心頻率+160MHz,顯存+250MHz情況下通過3DMark Fire Strike Ultra測試,並獲得顯卡分數最高成績7504,比默認的6891提升8.26%,此時Boost頻率已經高達2050MHz,GDDR5X顯存頻率提升至11556MHz。

可以預見將來的非公版的GTX 1080 Ti上2GHz將會成為常態。

可點擊放大

總結:GTX 1080 Ti其實就是遊戲版的Titan X

GTX 1080 Ti在大家千呼萬喚的期待中橫空出世,說句大實話,GTX 1080 Ti的規格非常強大。在前期的各種消息中,我們也只猜對了使用Titan X Pascal的GP102核心,但是沒有想到的是,削減的硬體規格非常小,CUDA數目保持不變,僅僅是ROPs單元、顯存容量、位元寬的小規模削減,但相應地提升了核心頻率,因此GTX 1080 Ti性能上媲美Titan X Pascal是毫無疑問的,這也延續了GTX 980 Ti媲美Titan X Maxwell的傳統。

性能上,1080P解析度下,GTX 1080 Ti領先GTX 1080 27%;4K分辨率領先幅度增至38%。而對比上一代的GTX 980 Ti,整體遊戲性能提升有70%之多。GTX 1080 Ti更多的是面對將來大範圍普及的4K甚至是5K解析度的遊戲,或者是在對畫面輸出延遲上有苛刻要求的VR上大展身手。

GTX 1080 Ti在功耗以及溫度上的控制依舊沒讓大家失望,整卡日常遊戲功耗不超過254W,溫度稍微差一點點,維持在85℃,但多風扇的非公版GTX 1080 Ti肯定能做得更好。

價格上,GTX 1080 Ti Founders Edition國行售價5699元堪稱良心,由於Pascal顯卡售價對比Maxwell顯卡售價都有所提升,GTX 1080 Founders Edition售價就已經高達5200元,NVIDIA在發佈GTX 1080 Ti同時宣佈GTX 1080降價100美元為其讓路。因此只要5699元就能體驗到9699元的Titan X Pascal性能,你們說值不值?

對於有4K、VR遊戲體驗需求的你們,在Titan X Pascal高昂售價面前望而卻步的你們,5699元的GTX 1080 Ti無疑是最佳選擇。

NVIDIA推出GTX 1080 Ti或許更多的是鞏固自家在高端顯卡上的優勢,畢竟AMD過去的一年多裡拿不出與之媲美的產品。傳聞Radeon RX Vega第二季度發售,但也有可能拿不出如此高性能的表現,而且Vega發佈尚需時日,對於高性能顯卡有需求的你們現在就可以選擇GTX 1080 Ti,它的性能絕對不會讓你失望。

效率提高不少。

NVIDIA給我們展示了GDDR5X在傳輸碼元的眼圖,什麼是眼圖呢?眼圖常見於通信領域中,它包含了豐富的資訊,從眼圖上可以觀察出碼間串擾和雜訊的影響,體現了數位信號整體的特徵,從而估計系統優劣程度。通信學中常常把眼圖中間的圈稱之為“眼睛”,眼睛張開程度越大並且越規整,證明碼間串擾越小,系統性能越好。

左邊是原本的11Gbps的GDDR5X顯存眼圖,右邊是改進的GDDR5X顯存眼圖

NVIDIA為了讓GTX 1080 Ti適應玩家對超頻的追求,特意使用了7相GPU核心供電,而且每相供電由一上一下橋組成,因此最大供電電流達到了250A。

由於公版的GTX 1080 Ti同樣是採用渦輪散熱,其實效率以及噪音控制並不好。NVIDIA重新設計了新的真空均熱腔散熱底座,散熱面積比以往擴大一倍,同等噪音情況下溫度降低5℃,同等溫度情況下噪音降低2.5dBA。

每相供電使用了雙MosFET,不僅可以均分通過的大電流,減少器件發熱,而且還可以有效地增加能源效率。

從Maxwell開始,NVIDIA就啟用如右圖所示的圖像區塊渲染技術,以此提升渲染畫面的品質以及渲染速度。

它的原理其實非常簡單,甚至與JPG圖像演算法有點類似。首先將整個畫面劃分為4*4 16個區塊(區塊大小劃分是可以調整的),然後對每一個圖像區塊進行光柵化處理,然後交由GPU對動態地分析整個畫面中的每一個圖像區塊大小,並且可以根據畫面複雜程度隨時調整。不過之前的渲染資料時放在DRAM中,存儲速度相比L2緩存還是慢得多,因此NVIDIA開發了平鋪緩存。

平鋪緩存就是將圖像區域化後的渲染資料直接放入到L2快取記憶體中,不僅避免了在海量的DRAM中大海撈針,還能加快存儲速度,一舉兩得,渲染速度與品質都有著不同程度的提高。而且這種區塊式渲染非常符合GPU這種並行運行架構,每個區塊之間的渲染都可以是獨立完成。

在11Gbps的GDDR5X、平鋪緩存技術、無損高壓縮率顯存壓縮演算法三大|法寶加持下,GTX 1080 Ti的等效顯存頻寬可以高達1200GB/s,甚至勝於雙顆粒HBM2顯存的顯卡(嗯?NVIDIA你說的是AMD Radeon RX Vega嗎?) 。

在GTX 1080 TI顯卡下,4K遊戲障礙已經基本掃清,性能以及規格更加強大的GTX 1080 Ti,它到底適用于那些應用場合呢?NVIDIA給出了官方答案,那就是使用5K解析度體驗超高清遊戲的魅力,這是官方首次提及關於5K解析度遊戲體驗,畢竟5K解析度渲染壓力也急劇增加,當然需要更加強大的顯卡作為支持,GTX 1080 Ti就是其中一員。

官方提及了《看門狗2》、《殺出重圍:人類分裂》兩部大作

下面來欣賞一下先行發售的信仰版GTX 1080 Ti Founders Edition。

GTX 1080 Ti“猶抱琵琶半遮面”

其實小編第一眼看到這張GTX 1080 Ti Founders Edition是懵逼的,因為除了表明身份的型號以外,這和GTX 1080 Founders Edition沒什麼兩樣啊!而且感覺散熱器導風罩就是從GTX 1080 Founders Edition上直接改過來的,因為我們可以明顯看到GTX 1080 Ti的字樣並沒有居中,而是靠右的;相比之下,GTX 1080字樣則是完全處於居中,這不得不讓人懷疑NVIDIA是否敷衍對待。

GTX 1080 Ti Founders Edition對比上一代公版的GTX 980 Ti變化非常大,畢竟GTX 1080 Ti Founders Edition多了創始人版的名頭嘛。設計方式也由GTX 980 Ti的“板磚”設計,進步到在導風罩上添加更多棱角與線條,使用NVIDIA最近非常喜歡的低多邊形風格,使得顯卡給予人一種簡約、硬朗、的觀感。

此外GTX 1080 Ti顯卡LOGO字體有了細小的調整,從原本黑色變成了鏡面銀色。

如果說GTX 1080 Ti Founders Edition外觀要和Pascal架構的Founders Edition版本作對比的話,很抱歉,小編也找不出有什麼區別,幾乎就是同一個模子出來的。

GTX 1080 Ti Founders Edition尺寸為267*111mm,雙槽設計,而且採用渦輪式散熱設計,對於安裝相容性來說確是一件大好事。不過渦輪散熱效果確是不怎麼樣,但對於雙卡來說有著天然優勢。

GTX 1080 Ti Founders Edition採用6+8 Pin外接供電設計,按照供電標準最高可以提供75+75+150=300W電力,而GTX 1080 Ti Founders Edition TDP僅為250W,還是留有20%餘量。

上:GTX 980 Ti,中:GTX 1080,下:GTX 1080 Ti

介面上,GTX 1080 Ti Founders Edition放棄了在Titan X Pascal上的設計,去掉了DVI-D介面,轉而提供3個Display Port 1.4、1個HDMI 2.0b介面。

左:GTX 980 Ti,中:GTX 1080,右:GTX 1080 Ti

公版GTX 980 Ti上取消的金屬背板,再度回歸,GTX 1080 Ti Founders Edition重新加入了金屬背板設計,而且與上一代公版GTX 980的有明顯不同,增加了“GeForce GTX 1080 Ti”的身份標識。

拆解:

GTX 1080 Ti Founders Edition的泰坦皮散熱器與GTX 1080大致相同,但是當然會為核心略大的GTX 1080 Ti作適當的調整。淺綠色的應該是Larid 賴爾德導熱墊,手感非常軟糯,常見於顯卡顯存、VRM散熱,導熱係數1.2W/mK。

對比GTX 1080 Ti Founders Edition和Titan X Pascal PCB,兩者都是基於PG611公版PCB設計,GTX 1080 Ti由於只有11GB GDDR5X顯存,故只有11顆顯存,去掉了DVI-D介面,7相核心供電MosFET也升級至一上一下的形式,補全了一部分電容。

藍色方框所示的為兩者差異之處

GTX 1080 Ti Founders Edition PCB背面

GTX 1080 Ti Founders Edition為了適應玩家的“折騰”,在Titan X PCB上的空焊都加以補全。

GTX 1080 Ti Founders Edition PCB正面,可點擊放大

GTX 1080 Ti硬體參數與Titan X高度近似,因此應當是採用GP102核心。拆解結果顯示GTX 1080 Ti核心確認為GP102-350-K1-A1,而Titan X則是GP102-400。

在GP102核心四周圍繞著11顆GDDR5X顯存,缺少了右邊倒數第二顆。

顯存肯定是美光出品,獨此一家,別無分號。通過對比我們的GTX 1080橫評,發現這應該是一款全新的GDDR5X顯存,表面的鐳射標記由GTX 1080的D9TXS變更為GTX 1080 Ti上的D9VRL。另一個證據是,GTX 1080的GDDR5X顯存極限超頻只能達到10.5Gbps,而GTX 1080 Ti的GDDR5X原生頻率就是11Gbps,只可能是美光與NVIDIA後續研發的新產品。

NVIDIA在GDC 2017上強調GTX 1080 Ti採用了Dual MosFET供電,即每一相供電都擁有一上一下兩個MosFET,可以均分通過每相的電流,減低工作負荷從而減少發熱量。

MosFET來自美國的Alpha&Omega萬國半導體,AOE6932是一款非對稱雙N溝道MosFET管,參數為30V 55/85A 5mΩ@10V/8mΩ@4.5V。Titan X Pascal上用的是AOE6930。

電容上依然是公版最愛的鋁聚合物電容,電感為超薄型貼片式電感,封裝厚度遠低於其他類型電感。

PWM控制晶片也是老面孔了,臺灣uPI力智的uP9511P在顯卡上出鏡率非常高,8相獨立PWM通道,若果超過8相,則會搭配例如uP1961s帶驅動的倍相晶片完成控制任務。

測試平臺及說明:

今年Intel發佈了第七代Kaby Lake架構酷睿處理器,因此我們的標準測試平臺也一併升級至最新的Intel平臺上。測試平臺採用的配置基於Gigabyte AORUS Z270X-Gaming 7主機板,處理器為遊戲玩家中常見的Intel Core i7-7700K,頻率範圍為4.2-4.5GHz,記憶體升級至G.SKILL DDR4-3200MHz 8GB*2組成雙通道,電源為振華Leadex G 550W。

系統是Microsoft Windows 10 Build 14393;驅動程式方面,使用的是NVIDIA提供的GeForce 378.78WHQL(未知是否為正式版驅動)。

測試項目包括常規的3DMark(Fire Strike、Time Spy)、Heaven 4.0,由於GTX 1080 Ti性能非常強大,已經滿足了VR體驗要求,加入了VRMark測試。此外還有12款涵蓋性能要求、遊戲類型不同的遊戲,鑒於GTX 1080 Ti實力非凡,因此將會分別測試在1080P以及4K解析度下遊戲成績。

基準測試:

基準測試包括了以下項目:3DMark(Fire Strike、Time Spy)、Heaven4.0、VRMark。

從3DMark Fire Strike三個規格的測試成績來看,三張顯卡之間剛好形成階梯,之間差距都在35%左右。在越嚴苛的測試條件下,GTX 1080 Ti Founders Edition成績領先得越多。

3DMark DX12項目Time Spy測試結果來看,GTX 1080 Ti領先GTX 980 Ti 89%,而GTX 1080 Ti領先GTX 1080 30%,DX 12性能提升巨大。

以細分曲面見長的測試項目Unigine Heaven 4.0中,這一直是NVIDIA強勢項目,因此GTX 1080 Ti領先GTX 1080幅度縮小,兩個解析度下各領先15%、30%。

官方在宣傳GTX 1080 Ti提及到可以提供優秀VR體驗,因為我們首次加入了VRMark測試項目。VRMark的Orange Room要求比較低,渲染解析度只有2264*1348,因此三張顯卡都跑出不錯成績,都遠超109fps目標幀數,因此GTX 1080 Ti與GTX 1080成績幾乎沒有差別,應該已經到達了測試專案瓶頸,GTX 1080 Ti即便是擁有更好的硬體規格,性能也發揮不出來。

而Blue Room對顯卡CPU要求就高得多了,渲染解析度5120*2880,就連目前GTX 1080 Ti也未能跑出109fps目標幀數,但是已經領先GTX 980 Ti 85%、GTX 1080 35%。

DirectX 11測試:

《地鐵:最後的曙光》是一個很老的測試項目,因此在1080P下也不能發揮出GTX 1080 Ti硬體優勢,只領先GTX 1080 7%,但是在要求更高的4K解析度下領先幅度提升至27.5%。

《巫師3》中,三張顯卡之間的差距非常大,GTX 1080 Ti領先GTX 1080 32%,領先GTX 980 Ti 88%,性能提升幅度非常誇張。4K解析度下依然有57幀,畫面非常細膩、動人,而且沒有卡頓感,但畫面撕裂依然避免不了。

《GTA5》依然是一個受眾面極廣的遊戲,GTX 1080 Ti依舊一騎絕塵,4K分辨率領先幅度更大。

《守望先鋒》作為攬獲多個遊戲大獎的作品,其入門級性能需求其實並不高,即便是在最高畫質之下,大多數顯卡都能很好完成任務。而GTX 1080 Ti獲得了278幀,而GTX 1080也有276幀,同樣是到達了一個遊戲優化的瓶頸。如果你只想好好玩下《守望先鋒》,GTX 1080 Ti已經遠超性能需求。

《文明6》由於使用DX12模式會崩潰,只好退而求其次用DX11模式進行測試。4K分辨下,GTX 1080 Ti領先優勢更明顯。

《榮耀戰魂》作為一個剛發售沒多久的遊戲,遊戲優化非常不錯,GTX 1080 Ti領先幅度處於DX11遊戲中的平均水準。

《幽靈行動》作為剛剛發售的遊戲,NVIDIA並沒有放出新的優化驅動,小編也是突發奇想測試一下,結果出乎意料。GTX 1080 Ti在1080P、4K解析度,反復測試成績都落後於GTX 1080,這裡就有一個大大的問題?驅動沒針對GTX 1080 Ti進行優化?

DirectX 12測試:

講到DirectX 12遊戲測試,NVIDIA一直在DirectX 12上吃大虧,原本GTX 1060可以領先於AMD RX 480,也隨著DirectX 12遊戲越來越多,GTX 1060優勢瞬間被RX 480扳平。NVIDIA發佈GTX 1080 Ti同時,還正式公佈GameWorks DX12專案,意在增強NVIDIA旗下遊戲顯卡在DX12遊戲下性能,不過目前仍未放出相應的優化驅動,我們只能用著378.78測試。

從上面四款遊戲來看,GTX 1080 Ti在DirectX 12遊戲項目依舊保持領先GTX 1080 35%,領先GTX 980 Ti 80%左右,不過在《殺手6》中4K解析度,領先幅度比較少。

《奇點灰燼》作為AMD御用測試項目,NVIDIA顯卡基本上都翻車了,本次測試中,複現了《幽靈行動》測試結果,GTX 1080 Ti成績還不如GTX 1080,確實是一大怪事,因為這是反復測試的結果,後續我們將跟進這個問題。

測試成績匯總:

本次測試成績匯總如下表格。

本次測試中,所有的遊戲都是無論是1080P還是4K解析度均設置為最高畫質,因此對於顯卡性能需求都非常高,可以很好地測試出高端顯卡的真實水準。

如果除去GTX 1080 Ti成績不正常的項目(奇點灰燼、幽靈行動),在4K解析度下,GTX 1080 Ti的性能領先優勢在增加,對比GTX 1080,領先幅度由1080P的27%增加38%左右。這和當年的GTX 980 Ti表現如出一轍,看來NVIDIA對於產品性能提升把控非常到位。而對比上一代的GTX 980 Ti,整體遊戲性能提升有70%之多。

功耗測試:

通過我們專門購置的顯卡功耗測試儀器,可以分別精確地測量顯卡PCI-E、外接電源介面瓦特數,顯卡最大功耗在3DMark Fire Strike壓力測試中獲得,待機功耗則是在進入系統後記錄15分鐘取平均值。應廣大讀者要求,我們再次加上了整機功耗測試項目,整機最大功耗是在《古墓麗影:崛起》Benchmark中獲得。

從單獨顯卡功耗測試結果看到,NVIDIA在顯卡能耗比上的進步卓見成效,GTX 1080 Ti待機狀態下功耗僅為17.45W,比起上一代的Maxwell的GTX 980 Ti的20.69W表現更為優秀。

滿載下,三款顯卡功耗都超越TDP標稱值,GTX 1080 Ti Founders Edition功耗峰值在302.125W。不過別用擔心,因為這只是顯卡功耗的峰值,只是有那麼幾瞬間才會達到如此之高的功率,而且所有顯卡都在PCIE及外接供電介面標準範圍內,無需擔心供電不足問題。

此外,我們特意將GTX 1080 Ti Founders Edition在功耗測試其中3分鐘的功耗變化做成折線圖,從這裡就可以很清楚看到待機功耗在17.45W附近,滿載功耗在200-300W之間波動,平均滿載功耗為254.33W。

溫度測試:

在溫度測試過程中,測試時全程進行封箱處理,測試環境溫度約為24攝氏度。待機溫度是開機以後15分鐘記錄,滿載溫度則是完成3DMark Fire Strike壓力測試後記錄下。

GTX 1080 Ti Founders Edition採用了非公版顯卡非常少見的渦輪散熱,而且信仰泰坦皮將整個顯卡包裹得嚴嚴實實,只能從PCI擋板位置出風散發熱量,因此一般Founders Edition版本顯卡溫度都會較非公版熱。不過這次NVIDIA重新設計了新的真空均熱腔散熱底座,散熱能力有所提升,讓我們一測見真知。

系統待機情況下,GTX 1080 Ti Founders Edition和GTX 1080 Founders Edition表現一模一樣,待機溫度30℃,風扇轉速1100RPM,不僅比起GTX 980 Ti還要低上2度,還安靜些。

當使用3DMark Fire Strike壓力測試時,GPU核心基本處於滿載狀態,不存在降頻情況,因此可以很好考驗顯卡散熱能力。滿載情況下GTX 1080 Ti Founders Edition溫度為85℃,比GTX 1080 Founders Edition和GTX 980 Ti高1℃,在電晶體數量大幅度提升下,如此表現證明NVIDIA的輔助措施確實行之有效。

同樣記錄了GTX 1080 Ti Founders Edition 15分鐘測試過程中溫度變化並生成折線圖,這樣讓大家更清楚看到顯卡溫度變化過程。待機狀態下,基本在30℃附近徘徊,偶爾有個34℃的小高峰;滿載情況是,這是在拷機測試的3分鐘內迅速攀升至85℃,並且達到一個平衡狀態,因此可以推測NVIDIA為GTX 1080 Ti Founders Edition設置的溫度保護溫度為85℃。

超頻測試:

NVIDIA在本代Pascal架構顯卡上核心頻率設定非常極限,平均頻率提升在40%,而且上大部分顯卡Boost頻率都能在風冷條件下輕鬆突破2GHz,如此之高的頻率讓玩家們欣喜若狂。不過在這種“預官方”超頻下,留給玩家的超頻空間就十分有限了。幸好GTX 1080 Ti Founders Edition核心頻率雖然要比Titan X Pascal高,但也只有1480MHz,相信還有不少超頻空間。

超頻測試中,測試採用3DMark Fire Strike Ultra。超頻軟體使用大家耳熟能詳的微星超頻軟體MSI Afterburner,超頻前將溫度控制、功耗上限均拉至最高。通過NVIDIA驅動自帶的nvsmi查詢,GTX 1080 Ti Founders Edition功耗限制在250W以內,最高可調整至120%,即300W。

通過不斷嘗試,將GPU核心頻率不斷上調,直到該頻率不能通過3DMark Fire Strike測試為止,記錄前一個可通過測試的超頻頻率。

在功耗牆、溫度牆的嚴密限制下,超頻至一個瓶頸值後,即便是通過了3DMark Fire Strike Ultra測試,但成績不升反降。最終我們在核心頻率+160MHz,顯存+250MHz情況下通過3DMark Fire Strike Ultra測試,並獲得顯卡分數最高成績7504,比默認的6891提升8.26%,此時Boost頻率已經高達2050MHz,GDDR5X顯存頻率提升至11556MHz。

可以預見將來的非公版的GTX 1080 Ti上2GHz將會成為常態。

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總結:GTX 1080 Ti其實就是遊戲版的Titan X

GTX 1080 Ti在大家千呼萬喚的期待中橫空出世,說句大實話,GTX 1080 Ti的規格非常強大。在前期的各種消息中,我們也只猜對了使用Titan X Pascal的GP102核心,但是沒有想到的是,削減的硬體規格非常小,CUDA數目保持不變,僅僅是ROPs單元、顯存容量、位元寬的小規模削減,但相應地提升了核心頻率,因此GTX 1080 Ti性能上媲美Titan X Pascal是毫無疑問的,這也延續了GTX 980 Ti媲美Titan X Maxwell的傳統。

性能上,1080P解析度下,GTX 1080 Ti領先GTX 1080 27%;4K分辨率領先幅度增至38%。而對比上一代的GTX 980 Ti,整體遊戲性能提升有70%之多。GTX 1080 Ti更多的是面對將來大範圍普及的4K甚至是5K解析度的遊戲,或者是在對畫面輸出延遲上有苛刻要求的VR上大展身手。

GTX 1080 Ti在功耗以及溫度上的控制依舊沒讓大家失望,整卡日常遊戲功耗不超過254W,溫度稍微差一點點,維持在85℃,但多風扇的非公版GTX 1080 Ti肯定能做得更好。

價格上,GTX 1080 Ti Founders Edition國行售價5699元堪稱良心,由於Pascal顯卡售價對比Maxwell顯卡售價都有所提升,GTX 1080 Founders Edition售價就已經高達5200元,NVIDIA在發佈GTX 1080 Ti同時宣佈GTX 1080降價100美元為其讓路。因此只要5699元就能體驗到9699元的Titan X Pascal性能,你們說值不值?

對於有4K、VR遊戲體驗需求的你們,在Titan X Pascal高昂售價面前望而卻步的你們,5699元的GTX 1080 Ti無疑是最佳選擇。

NVIDIA推出GTX 1080 Ti或許更多的是鞏固自家在高端顯卡上的優勢,畢竟AMD過去的一年多裡拿不出與之媲美的產品。傳聞Radeon RX Vega第二季度發售,但也有可能拿不出如此高性能的表現,而且Vega發佈尚需時日,對於高性能顯卡有需求的你們現在就可以選擇GTX 1080 Ti,它的性能絕對不會讓你失望。