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带你装机带你飞—京东最强显卡导购专题(附2015.7最新显卡天梯图)

2018-05-22 20:44 来源:网络 作者:网络

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NVIDIA GTX 980Ti 详细评测,附980Ti鸡血版BIOS下载

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一、显卡各参数讲解

显卡是目前决定个人电脑性能高低的关键配件之一,一块显卡主要由PCB+GPU+显存组成。其实显卡也可以看成是一个小计算机,GPU相当于PC中的CPU,PCB其实就等于主板,显存就等于内存,三者组成了显卡这个相对独立的计算单元。GPU是决定显卡性能的最关键因素,而GPU的性能则取决于GPU架构、流处理器数量、纹理单元数量、光栅化处理单元、频率、显存位宽、显存带宽等等这些方面。

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(1)GPU的架构

GPU的架构历经了多次的更新换代,总的来说可以分为非统一架构时代和统一架构时代。20世纪末的绝大多数显示加速芯片都不能称之为完整意义上的GPU,因为它们仅仅只有像素填充和纹理贴图的基本功能,因此当时的显卡很多时候被称为“3D加速卡”。而NVIDIA公司在1999年所发布的GeForce 256图形处理芯片上首次提出了GPU的概念。GPU所采用的核心技术有硬件T&L(Transform and Lighting,多边形转换与光源处理)、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等,而硬件T&L技术可以说是GPU问世的标志。从GPU概念被提出到支持DirectX 10 API的显卡诞生前的这段时间,可以称为GPU的非统一架构时代。而在2006年11月Nvidia发布了世界上第一款支持DirectX 10的PC桌面显卡——GeForce 8800GTX,则标志着GPU进入全新的统一渲染架构时代。

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(NVIDIA GeForce 256图形处理芯片)

1、非统一架构时代

早期的显示芯片都是由顶点渲染管线和像素渲染管线组成,生成图像的过程都是先由顶点渲染管线中的Vertex Shader(顶点着色器)生成基础的几何图形骨架(由三角形构成),然后再由像素渲染管线中的Pixel Shader(像素着色器)进行填色,最后才是像素渲染管线中的纹理单元进行贴图。3D物体的几何形状、光亮和阴影的控制是由Vertex Shader来实现的,而Pixel Shader是对象素资料进行操作运算的指令程序,其中包括了像素的色彩、深度坐标等资料。在非统一架构时代,Pixel Shader和 Vetex Shader这两个参数非常重要,这两个部分的多少完全决定了显卡的性能表现,N卡和A卡双方都为了提升Pixel Shader和Vetex Shader的数量而想尽一切办法。

而在实际的应用中,由于各个游戏的风格与侧重点不同,对Vertex Shader和Pixel Shader的要求也不同。例如《帝国时代》等即时战略游戏对顶点处理性能要求比较高,会耗费非常多的Vertex Shader资源,而Pixel Shader却经常闲置。而《极品飞车》等赛车类游戏则对像素性能要求比较高,会耗费非常多的Pixel Shader资源,Vetex Shader却总是处于闲置状态。因此相同的一个显卡,在运行不同风格的游戏时性能差别可能会很大。这是早期GPU的最大不足之处。

2、统一架构时代

为了提高显卡的工作效率,微软在DirectX 10中提出了统一渲染架构,这是GPU架构设计上的一场大变革。它的核心思想是:把原有的Vetex Shader单元和Pixel Shader单元统一起来,统称为Shader运算单元,这也就是我们所说的流处理器(Stream Processor,简称SP)。它将同时负责顶点着色和像素着色,避免了附载不均衡的情况。统一渲染架构中还增加了Geometry Shader(GS单元就是几何着色器)。

流处理单元直接影响GPU的处理能力,流处理单元个数越多则处理能力越强,一般成正比关系,但这仅限于NVIDIA自家的核心或者AMD自家的核心比较范畴。不同核心的GPU之间,流处理器数量不存在可比性。

(2)ROPs和TMU

另外,影响GPU性能的还有ROPs(Raster Operations Units)和TMU(纹理单元)。ROPs即光栅化处理单元。ROPs主要负责游戏中的光线和反射运算,兼顾AA(抗锯齿)、高分辨率、烟雾、火焰等效果。游戏里的AA抗锯齿和光影效果越厉害,对ROPs的性能要求也就越高。需要注意的是,AMD显卡和NVIDIA显卡在ROPs的设计上是有区别的,N卡的ROPs单元和流处理器是“捆绑”的,即置于SIMD之内,所以倘若消减N卡的流处理数量,其ROPs单元也随之消减;而A卡则不一样,其ROPs单元和流处理器单元是没有关联的。NVIDIA在开普勒以及麦斯威尔的新架构设计上,取消了ROPs单元和流处理器是之间的“捆绑”。

TMU 纹理单元则主要负责处理纹理和阴影贴图、屏幕空间环境光遮蔽等图形后期处理,其数量的多少也会影响到GPU的性能。

(3)GPU的各个频率

显卡的频率是决定显卡性能的重要指标,显卡的频率一般包括了GPU核心频率和显存频率。在NVIDIA的G80、G92、GT200、Fermi等核心的GPU上,除了GPU核心外还有一个流处理器的Shader频率。不过在新的开普勒、麦克斯韦核心GPU上,Shader频率与GPU核心频率得到了统一。而新引入的Boost超频频率,其实只是一个自动动态超频的GPU核心频率而已。在AMD显卡方面,GPU核心频率与Shader频率一直是统一的,因此无需单独列出Shader频率。在Tahiti核心以后的中高端显卡上,AMD也引入了Boost超频频率。

GPU Boost作为一种显卡自动超频技术,其设计的目的就是为了在严格控制功率的基础上更好的提高显卡的性能,进而提高显卡的性耗比。在目前的很多实际应用中,显卡其实并没有达到满负载运行状态,实际功率也低于TDP功率。GPU Boost技术能够让处于该状态下的显卡自动提升工作频率,使显卡的实际功率接近或者达到TDP功率,防止显卡“偷懒”。而一旦GPU的功率达到TDP上限或者GPU核心温度达到警戒温度时,GPU就会自动降频,以达到控制功率和核心温度、防止显卡损坏的目的。因此,在支持Boost动态超频的显卡上,GPU的Boost动态超频频率对显卡性能的影响,要远远大于GPU的基础频率。

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(4)显存频率、显存位宽与显存带宽

我们经常在显卡规格列表上看到的另外三个参数是显存频率、显存位宽与显存带宽。目前主流显卡使用的均为GDDR5显存。对于GDDR5显存,显存频率=GPU-Z标出的相应频率×4。

显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位数越大则瞬间所能传输的数据量越大。显存带宽是指显示芯片与显存之间的数据传输速率,它以字节/秒为单位。显存位宽与显存带宽都是决定显卡性能和速度的关键因素。显存带宽=显存频率X显存位宽/8,那么在显存频率相当的情况下,显存位宽将决定显存带宽的大小。

与前面说过的流处理器和ROPs等参数同理,显存位宽和显存带宽只能用于相同核心的显卡之间进行对比才有实际意义。例如基于GM206核心的GTX 960显存频率为7012MHz,但是显存位宽只有128bit,而基于GK104核心的GTX 760显存频率为6000MHz,但是显存位宽却达到256bit,从显存带宽来讲GTX 760是明显高于GTX 960的,但是实际性能上GTX 760却明显不如GTX 960。

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(显存位宽与显存带宽)


二、楚汉争霸——AMD与NVIDIA间的那些战争

如果说在非统一架构时代,图形显示芯片厂家是处于群雄逐鹿局面的话,那么到了统一架构时代之后,就只剩下AMD和NVIDIA两家楚汉争霸了。最强显卡王者的宝座在AMD和NVIDIA双雄手上几度易主,任何一方都没有绝对的优势把对手打倒。而AMD在本方旗舰显卡处于劣势时,还往往采用“田忌赛马”的策略,适当降低价格去拼杀NVIDIA的低一级别显卡,蚕食对手的市场份额。

在NVIDIA推出开普勒架构系列显卡之后,NVIDIA显卡无论在性能还是性耗比上,均明显领先于对手,但随着比特币价格疯涨而引发的“挖矿潮”却帮助AMD显卡持续热卖而让AMD得到喘息并卷土重来的契机。

随后NVIDIA推出了基于麦克斯韦架构完整GM200核心的GTX TitanX,性能上的全面压制已经让AMD的旗舰显卡毫无还手之力。今年六月,在众多A饭的热切期盼下,AMD新一代的旗舰显卡AMD R9 FuryX终于正式发布。AMD R9 FuryX带给我们最大的亮点就是使用了HBM显存。HBM即High Bandwidth Memory(高带宽显存),是为了解决传统GDDR5显存无法继续有效提升位宽和带宽问题而设计的。AMD和海力士合作开发的这一代HBM只需四颗就能提供4096-bit的超高位宽,因此即便有效频率只有1GHz,带宽也高达512GB/s,十分惊人。虽然AMD R9 FuryX依然无法在性能上与GTX TitanX抗衡,但也紧紧的咬住对手,使得楚汉争霸的局面得以延续。

下面就让我们来例数AMD和NVIDIA的历代旗舰显卡:

★第一款DirectX 10的显卡——GeForce 8800GTX

2006年11月Nvidia发布了世界上第一款支持DirectX 10的PC桌面显卡——GeForce 8800GTX,核心代号为G80。作为结束传统显卡管线概念的第一款GPU,8800GTX采用了符合DX10规范的统一渲染架构,引入新的流处理器单元(Steaming-Prozessoren)的概念,这是显卡发展史上一次重大的革新。另外,从8800GTX开始NVIDIA通过CUDA架构将PhysX物理加速技术直接植入到GPU中。也就是说从GeForce 8系列开始,NVIDIA显卡的作用不再局限于图形渲染,其强大的通用计算能力更可以用来解决商业、工业以及科学方面的复杂运算。

 

★第一款使用GDDR5显存的显卡——HD4870

    2008年6月,AMD发布了基于RV770核心的Radeon HD4800系列显卡。抢先上市的中端悍将HD4850就已经能够轻松击败对手的GeForce 9800GTX。稍后上市的高端旗舰HD4870更是里程碑式的是率先使用了GDDR5显存,显存频率达到了3.6GHz,拥有1.2TFlops的浮点运算能力。双核心版本的HD 4870 X2也帮AMD夺回了久违的性能王者宝座。


★GDDR3时代的最后一位王者——GeForce GTX 285

虽然采用GDDR5显存的HD4870给NVIDIA显卡制造了很大的麻烦,但NVIDIA的GT200核心显卡推出后立即挽回颓势。GT200是NVIDIA第二代的DirectX 10产品,采用了第二代的统一渲染架构。NVIDIA并没有盲目的在GT200核心上搭配GDDR5显存,而是沿用延时更低、更成熟的GDDR3显存。事实证明,决定显卡性能的最关键因素不是显存,而是GPU本身。GTX 285毫无争议的成为了当时最强的单芯显卡。不过由于GT200的良品率不高,NVIDIA无法将性能上的压倒性优势转化为市场占有率上的压倒性优势,也为后来HD 5870的雄起买下伏笔。


★首款DirectX 11显卡——HD5870

    2009年9月,AMD为我们带来了首款DirectX 11显卡——HD5870,不仅重新夺回了最强显卡的皇冠,而且把我们带进了DirectX 11新时代。当时NVIDIA的 GT200产能不足,GTX 260/275/285显卡处于缺货状态,而新一代的Fermi核心产品则因为各种原因迟迟未能推出市场。HD5870不仅率先支持DirectX 11,并且在性能上全面领先只支持DirectX 10的GT200系列,功耗控制也要优于GT200,因此产品一上市马上就扭转了AMD在显卡市场的颓势。HD 5870基于RV870核心,集40nm制程与DX11于一身,支持第二代TeraScale引擎,可以说是完全代表了当时显卡的主流发展方向,让AMD在DX11市场领先NVIDIA半年之久。


★NVIDIA的绝地反击——GTX480/580

在被AMD压制了约半年之后,NVIDIA新一代的“费米”核心千呼万唤始出来。Fermi是第二款以大物理学家命名的产品,通用运算理念再一次得到进化。Fermi最核心的流处理器数量大增,还被NVIDIA冠以新的名字——CUDA核心。Fermi加入了多形体引擎以更适应DX11显卡的要求。多形体引擎负责顶点拾取、细分曲面、视口转换、属性设定、流输出等五个方面的处理工作,以符合DX11中最重要的曲面细分(Tessellator)特性。第一代的Fermi旗舰GTX 480轻松干掉老对手AMD的HD5870,但同时也存在发热太大的缺点。第二代旗舰GTX580经过核心的改良,在CUDA核心增加的情况下,其功耗、温度和噪音都得到了较好的控制。

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★GCN来了——HD7970

虽然RV770和RV870核心取得了很大的成功,但是在旗舰产品上依然无法和NVIDIA的第二代费米抗衡。虽然AMD对GPU核心架构又进行了微调,但是HD6970依然不敌GTX 580。因此AMD不得不采用新的显示核心架构——Graphics Core Next(GCN)。GCN架构在最底层的流处理器管理模式上经历了大幅的优化重组,内部组织架构更灵活、更高效。在指令运行方式上,GCN也改变了AMD自R600以来一直沿用的VLIW打包吞吐模式,这个改动幅度可以说是对GPU运算模式基础的变更,对AMD GPU架构发展意义重大。基于GCN架构的Radeon HD7970采用28nm制程的GPU图形芯片,是第一款DX11.1显卡,也是第一款PCI-E 3.0接口显卡。相对于上一代产品,HD7970在架构上有很大的改进、在性能上有巨大的提升。在性能大幅度的同时,功耗与HD6970却基本持平。HD7970顺利打败GTX 580,帮AMD重新登上性能巅峰。GCN架构的显卡更是能够支持AMD的Mantel API以及下一代的DirectX 12。

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★性耗比之王——GTX680

在AMD大力开发GCN架构新显卡的同时,NVIDIA也并没有闲着。在HD 7970发布后不久,NVIDIA全新开普勒架构的旗舰GTX 680就横空出世。基于效能和计算能力方面的考虑,NVIDIA与AMD都不约而同的改变了架构,开普勒虽然还是采用SIMT架构,但也借鉴了AMD“较老”的SIMD架构的作法,降低控制逻辑单元和指令发射器的比例,用较少的逻辑单元去控制更多的CUDA核心。于是一组SM当中容纳了192个核心的壮举就变成了现实。这些改进让GTX 680在性能上超越了HD7970,而且出色的能耗控制让对手汗颜。可以说,开普勒核心的历史意义不仅在于性能的强大,而更在于其出色的性耗比。GTX680是一款真正有设计突破的产品,更符合显卡发展的趋势。

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(GTX 680)



★开普勒架构火力全开——GTX TITAN

GTX 680对比HD7970的性能优势并不明显,因此NVIDIA放出了大招——基于GK110核心的GTX TITAN。GK110的SMX结构和GK104大致相同,但主要计算单元设计却有较大变化。GK110每个SMX中加入了64个双精度浮点单元(DP Unit),以及48KB的只读数据缓存,因此大幅度提升了双精度浮点计算能力。GTX TITAN不仅是一款出色的游戏显卡,同时还适用于复杂的通用运算。

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(GTX TITAN)


★高热的卡皇——R9 290X

    HD7970孤军奋战至筋疲力尽之后,AMD新的卡皇、基于Hawaii核心的AMD R9 290X终于上市。290X依然采用GCN架构,流处理器达到2816个,每秒5.6TFlops运算,显存频率等效6000MHz,但位宽达到了512Bit,所以总的显存带宽高于对手的GK110。但R9 290X不仅无法在性能上战胜GTX 780Ti,而且功耗惊人、发热量很大。

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(R9 290X)


★独孤求败——GTX TITAN X

在GTX 780Ti轻松碾压R9 290X之后,更强大的独孤求败——TITAN X终于上场。虽然同样采用了TITAN的名号,但是TITAN X却是基于更新一代的28nm制造工艺的Maxwell 2.0架构GM200图形核心。TITAN X重新定义了单芯显卡的性能,其性能遥遥领先于目前所有的单芯显卡,在某些测试中的成绩甚至已经超越了之前推出的双芯显卡。


★迷你卡皇的崛起——Radeon R9-FuryX

在NVIDIA不断放出大招之后,AMD R9 290X在性能上已经被对手的旗舰产品抛开了很大的一段距离。2015年6月,基于Fiji核心的AMD新旗舰Radeon R9-FuryX终于降临。“Fury”是罗马神话中的复仇女神,在ATI显卡的早期历史上就曾经出现过,堪称历史经典显卡之一,是众多A饭的美好记忆。由于采用了整合封装的HBM显存,FuryX的PCB电路板面积得到了很好的节约,直接结果就是PCB上基本只要设计好供电和输出电路就差不多了,PCB长度得以缩短到惊人的7.5英寸(19.4厘米),堪称mini卡皇。FuryX在性能上逼近GTX 980Ti,但是在功耗控制上却处于明显的劣势,这也是近两代AMD旗舰的共同软肋。但是目前产品刚刚上市,驱动程序还有很大的改进空间,因此现阶段测得的性能并不代表最终的性能。FuryX与GTX 980Ti的王者之战才刚刚拉开序幕。 


三、主流显卡参数汇总

(1)AMD

1、AMD HD7000系列

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2、AMD Rx-200系列

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3、AMD Rx-300系列

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(2)NVIDIA

1、NVIDIA开普勒低端系列

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2、NVIDIA开普勒中端系列

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3、NVIDIA开普勒高端系列

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4、NVIDIA麦克斯韦系列

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★2015年7月最新版的显卡天梯图

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四、各品牌显卡导购

一、华硕

华硕显卡主要分为ROG玩家国度系列、骑士系列和Mini系列等三个系列。

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1、ROG玩家国度系列:

    目标人群:对显卡有极高要求的玩家,挑战极限超频的玩家。

    ROG玩家国度系列针对高端超频用户和高端游戏玩家而定制,均采用了华硕顶尖显卡生产技术和用料。各种限量版卡王例如ARES等均出自于该系列,当然,该系列的价格同样也是高高在上。

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2、骑士系列:

骑士系列又分为以下几个系列。

①猛禽STRIX系列:针对游戏玩家定制,频率、散热、做工用料均属于高规格,加上华硕的各种独家专利技术,是定位仅次于ROG系列的华硕显卡。

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②DirectCU系列:频率、散热、做工用料均略逊于猛禽STRIX系列,但是价格更加的实惠,性价比更高。针对不同人群的需求,DirectCU系列延伸出多种个性化的规格,是华硕显卡中最具性价比的显卡系列。

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3、Mini系列:

    该系列的特点显而易见,是专门针对小机箱用户专属配置,小身材,大能量。

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二、微星

微星显卡主要分为Lightning系列、GAMING系列、ARMOR系列、公版等四个系列。

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1、Lightning系列

Lightning系列是微星的最强旗舰,目标用户是极限超频玩家。该系列采用了最高规格的PCB设计和用料、最强供电设计,并且采用了GPU和显存分开供电、PLL拥有独立的供电模块,配合微星独家的AfterBurner软件,具备了很强的极限超频能力。

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2、GAMING系列

GAMING系列是微星目前的主打产品,代替之前的HAWK系列,主要针对游戏玩家。该系列采用红黑经典配色,部分NVIDIA纪念版采用了绿黑配色,搭配经典的TwinFrozr 5散热器,具备专利刀锋扇叶、SU超级热管、零噪空间等独特技术,散热器顶部都带有白光龙魂LED灯,兼顾外观、散热和静音。做工用料上均采用超公版PCB设计和第4代军规用料。并且有Gaming App和AfterBurner双重软件支持,功能更加丰富。

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3、ARMOR系列

ARMOR系列属于高性价比产品,是针对性价比用户和网吧用户。该系列采用独特黑白配色、Armor2X散热设计、具备专利刀锋扇叶和空气导流罩,静音低温。做工用料上采用超公版PCB设计加上第4代军规用料,一些型号上还具备“装甲防御技术”,使用3M防护漆,更耐高温,而且防尘防蚀防潮,更适合网吧复杂环境使用。

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三、影驰

    影驰显卡主要分为HOF系列、GAMER系列、将系列等三个系列。

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1、HOF系列

    HOF系列主要面向高端超频玩家,该系列均采用纯白色10层PCB、加倍铜用料和豪华的供电设计,塑料盖用优质压铸铝,背部有阳极氧化铝背板保护元件和PCB,有效防止高温显卡变形。散热器采用3风扇设计、镀镍热管、镀镍纯铜底座的一体化散热,顶部配备LED灯。

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(影驰 GTX980 名人堂)


2、GAMER系列

    GAMER系列面向追求性价比与差异化的游戏玩家。采用了金属外观,全尺寸一体式磨砂铝合金背板不但让显卡更加美观并且有效防止PCB弯曲变形。背板采用防导电处理,增强安全系数。散热方面,采用射手座S散热器,配备了3把8cm PWM风扇,采用镀镍纯铜底座,顶部Gamer铭牌可以拆卸更换,让玩家可以更加个性化的进行改造。

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(影驰 GTX980 GAMER)


3、将系列

    将系列主要面向追求性价比的游戏玩家。做工用料方面采用超公版大面积PCB设计、优于公版的供电方案,使产品的超频更强劲。散热方面采用“天鹰座”和“天鹰座LE”散热器,配备双风扇,通过停转、启用副风扇等方式在不同负载下达成“极静”的使用体验。

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(影驰 GTX970 黑将)



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