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玩家之选!微星GTX970GAMING显卡评测

2018-05-17 15:58 来源:京东 作者:京东

泡泡网显卡频道12月17日 GTX970最新的Maxwell核心架构最大优点在于能耗比非常优异,一举打破以往高端显卡高热高能耗的传统,颠覆了人们对旗舰显卡高温大噪音的尴尬印象。技术方面最新的Maxwell显卡同时支持DSR分辨率自适应技术,VXGI全局光照明,VR虚拟设备,MFAA立体点抗锯齿等等最新技术。

微星显卡

       上市一个多月,GTX 970已经成为NVIDIA高端销售最火爆的显卡了,众多厂商都推出了非公版产品,其中来自微星科技的GTX 970 GAMING显卡在众多非公版中尤其受追捧,在京东商城蝉联全品类显卡销量冠军多时!为何消费者对它偏爱如此呢?

在单品测试之前我们首先科普一下GTX970的基本信息。NVIDIA GTX970使用了Maxwell架构的GM204 GPU,Maxwell在流式多处理器(SM)方面采用了一种全新设计,可大幅提高每瓦特性能和每单位面积的性能。虽然Kepler SMX设计在这一代产品中已经相当高效,但是随着它的发展,NVIDIA的GPU架构师再次在能效比利用方面突破了难关。

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Maxwell SM设计实现证明了这一点,控制逻辑分区、负荷均衡、时钟门控粒度、编译器调度、每时钟周期发出指令条数等方面的改进以及其它诸多增强之处让Maxwell SM(亦称“SMM”)能够在效率上远超Kepler SMX。全新的Maxwell SM架构能够在GM107中把SM的数量增至五个(GK107中仅有两个),而芯片面积仅增加25%。下表提供了高级对比,对比双方分别为Maxwell以及上一代GK107 Kepler GPU:

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具体来说,首先Maxwell采用了容量大增的二级高速缓存设计,Maxwell核心架构中二级高速缓存容量为2048KB,而GK107中的容量仅为256KB。由于片上高速缓存容量更大,因此需要向显卡DRAM发送的请求更少,从而降低了整体显卡功耗、提升了性能。

除了上述变化以外,NVIDIA的工程师还雄心勃勃地在晶体管水平上调整了Maxwell GPU中每个单元的实现方式,以便最大限度提高节能性。所有这些努力的最终结果是,采用相同的28纳米制造工艺,Maxwell能够提供相当于Kepler两倍的每瓦特性能!

虽然说起来简单,但事实上这些就意味着Maxwell内部所有单元和横梁结构均得到了重新设计,数据流得到了优化,功率管理实现了大幅改变。

虽然从图形特性的视角来看,第一代Maxwell GPU可提供与Kepler GPU相同的API功能,但从深层来上,Maxwell还在单个GPC(图形处理簇)内实现了多个SM单元,每个SM包含一个多形体引擎(Polymorph Engine)和纹理单元,而每个GPC包含一个光栅引擎(Raster Engine)。ROP依然与二级高速缓存片(L2 Cache Slice)以及显存控制器联系在一起。

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GM204核心架构

GM 204 GPU包含4个GPC、16个Maxwell流式多处理器(SMM)以及4个64位显存控制器(共256位)。这就是这一芯片的完整实现形式,规格大约是GeForce GTX 750Ti中的GM107的3倍。

新一代SMM 处理核架构解析

而现在每个SM分为四个独立的处理块,每个处理块具备自己的指令缓冲区、调度器以及32个CUDA核心。新的划分方法简化了设计与调度逻辑、节省了晶体管与功耗、降低了计算延迟。

总体而言,在这一全新设计上,每个“SM”的尺寸得到大幅缩减,而性能却能够达到一个KeplerSM的90%。更小的晶体管消耗让NVIDIA能够在每颗GPU中实现更多数量的SM。通过对比Kepler和Maxwell SM总数的相关指标可发现,后者的峰值纹理性能比前者高25%,CUDA核心数量多1.7倍,着色器性能大约高2.3倍。

SMM架构显存系统的改进

对GM204来说,要在显存位宽与上一代Kepler架构核心相同的情况下实现性能大幅提升的目标,增强显存系统也同样重要。内部显存系统带宽实现了提升,效率也得到了改善。此外,2MB大容量二级高速缓存配置(比之前的任何GPU设计都大)十分有效地降低了显存带宽需求,确保了DRAM带宽不成为瓶颈。

其他关于Maxwell架构的基本信息,例如通过Giga Thread引擎的主PCI Express接口数据流、Polymorph与Raster单元的基本操作等等过于晦涩的知识这里就不再赘述了。

NVIDIA图形技术:增强PhysX和显存压缩

本次Maxwell发布,NVIDIA同时带来了很多高新图形特效技术,其中DSR和MFAA算是重头戏,但除此之外NVIDIA公布的新技术还有不少,有些更是鲜为人知,下面简单介绍一下。

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和游戏引擎开发团队合作,帮助他们在开发出功能更丰富的产品一直是NVIDIA的重要战略之一,本次NV公布了这一阶段的一些成果。

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PhysX FleX是物理加速的一项技术成果,它能让液体和固体之间的物理碰撞更加接近真实,事实上是将液体和固体模型均粒子化以后复合运算达到真实的效果。

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事实上物理加速的应用非常广泛,在不同平台不同设备上都在加速普及,将来无论是电脑PC还是游戏机或者是手机平板,都会越来越多的采用NVIDIA提供的物理加速解决方案,物理加速是虚拟现实技术不可或缺的重要构成环节,全面普及是大势所趋。

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memory compression(显存压缩)是一种可以大幅节省显存容量和显存带宽的技术,通过算法优化,很多重复的材质和信息可以被压缩存储,这样显存的利用率得到大大提升。

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用这个赛车游戏举例,其实大多数像素的信息都是重复和可被选压缩的

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不同的游戏可压缩的程度有所不同,但从NVIDIA官方披露的数据来看,大家再也不用担心GTX980/970的显存会不够用了!

GameWorks打造《孤岛惊魂4》顶级特效

NVIDIA一向非常重视软件技术的研发,长期以来都有约300位技术工程师忙碌在研发一线,不仅科研成果斐然,实用技术也是遍地开花。

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Farcry系列在游戏玩家中的口碑很不错,其中一个重要原因就是它卓越的游戏代入感。

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在即将发布的Farcry4中,采用了很多最新的特效,可以让游戏画面更加贴近现实。

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HBAO(环境光遮蔽)可以看做是SSAO的升级版,区别在于首先HBAO规定了一个半径为R的空间范围,对于范围外的空间不做渲染;此外对于一些低精度模型,遮蔽会导致错误的产生,HBAO利用半球的角度偏置参数限制来修正这些错误;此外在采样点数量上HBAO也进行了控制,并利用函数解决了遮蔽的衰减问题。

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PCSS是shadow mapping(实时阴影技术)
的改进算法,这种软阴影效果可以让实时阴影更加柔和逼真。

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 TXAA是另一种高效的抗锯齿技术,该模式专为直接集成到游戏引擎中而设计。与CG电影中所采用的技术类似,TXAA集MSAA的强大功能于复杂的解析滤镜于一身,可呈现出更加平滑的图像效果,远远超越了所有同类技术。此外,TXAA还能够对帧之间的整个场景进行抖动采样,以减少闪烁情形,闪烁情形在技术上又称作时间性锯齿。

目前,TXAA有两种模式:TXAA 2X和TXAA 4X。TXAA 2X可提供堪比8X MSAA的视觉保真度,然而所需性能却与2XMSAA相类似;TXAA 4X的图像保真度胜过8XMSAA,所需性能仅仅与4X MSAA相当。

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游戏中,遮光物体被光源照射时,在其周围呈现的光的放射性泄露,称其为GOD RAYS(体积光)。例如太阳照到树上,会从树叶的缝隙中透过形成光柱。之所以称之为体积光,是因为这种特效下的光照相比以往游戏中的光照给人视觉上以空间的感觉。体积光让游戏玩家更真实的感觉。 

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NVIDIA hairworks可以让游戏中的毛发渲染达到极致,达到真正的互动的游戏体验。这一技术可以运用在游戏中的各个运动模型上,使头发/毛皮和其他模型互动,拥有前所未有的真实感。

即将发布的多款重磅游戏大作均将或多或少的采用NVIDIA提供的技术支持,获得更逼真细腻的游戏画面,但鉴于保密协议无法透露更多,所以这里我们只是借助《孤岛惊魂4》说明问题。

微星GTX 970 GAMING显卡做工用料

微星GTX 970 GAMING显卡自发售以来,不仅吸引了DIY玩家的广泛关注,更是赢得了广大游戏玩家的支持。

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微星GTX 970 GAMING的外观设计颇为前卫,大胆突破了传统双风扇显卡的设计桎梏,不对称的导风罩色彩让显卡整体看起来活力四射、个性张扬。 

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微星GTX 970 GAMING显卡采用非公加长版PCB,显存排列也变为正反各四颗。背面还有四颗显存。

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 微星GTX 970 GAMING显卡采用NVIDIA GM204-200核心,拥有1664个流处理器,默认核心频率频率1140MHz,平均Boost频率1279MHz。

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256bit 4GB的GDDR5显存,显存频率1753MHz

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 微星GTX 970 GAMING显卡供电部分由公版的4+1相加到6+2相,核心供电PWM以及倍相器、MOSFET Driver,位于外接供电附近的是INA3221电流监控芯片。

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微星的刀锋系列风扇已经进化到第三代, 新TwinFrozr V散热器依然使用两枚10cm风扇,但是外观有所变化还带来了一些新技术。第三代刀锋扇扇叶呈交替弯折状,这样可以加强风压,并且让气流更加垂直向下,减少向外发散的趋势,另外风扇叶片根部做了强化处理,可在一定程度上避免因为受到撞击等外力而折断。

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Super SU 散热模块S型热管绕布局可以有效提升散热效率,ZeroFrozr  Technology (零噪空间)技术的采用让微星GTX970在低负载时风扇停转,实现了真正的零噪音(晚上睡觉挂机下载,无噪音),这样做也能延长扇叶寿命,减少模块尘垢。

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微星GTX 970 GAMING显卡采用1个DisplayPort接口,一个HDMI接口,一个DVI-I和DVI-D接口,接口配备十分齐全。

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 如果您的机箱支持安装ATX主板,那容纳微星GTX 970 GAMING问题也不大。

测试说明和平台介绍

此次测试所有游戏中开启全部特效,包括4X抗锯齿(AA)和16X各向异性过滤(AF)。虽然很多游戏提供了更高精度的AA,但由于实用价值不高,且没有可对比性,所以不做测试。

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 目前也有部分显示器是(1920x1200),游戏在这种分辨率下的性能表现与1920x1080差不多,FPS稍低一点点,使用这种显示器的朋友依然可以参考我们的测试成绩。

● 测试平台主板:微星Z97 GAMING 3

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微星Z97 GAMING 3主板基于Intel Z97芯片组设计,LGA 1150处理器接口,支持intel 22nm处理器。6相全固态电容供电电路,mosfet部分,还加装了散热片,采用ATX板型设计,为玩家提供了良好的扩展环境。微星Z97 GAMING 3主板内存部分,带有4条DDR 3插槽,支持32GB双通道内存组合。主板配备了Killer网卡和Killer缓存;独家Killer热点对于喜欢手游的玩家来说非常实用。最新Killer Turbo技术可以一键提升30%游戏性能,而音皇技术可以提供更好的游戏音效,专为游戏而生。

● 测试平台电源:Antec HCP1200

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 安钛克Antec HCP1200电源在世界超频大赛中非常常见,通过了80PLUS认证,转换效率高达92.4%,支持4路12V输出,最高电流72A,支持四卡SLI/交火。平均无故障运行时间为10万小时。配备一颗8cm静音风扇,运行噪音极低。

● 测试平台SSD:OCZ Vetrx3 240GB

OCZ的Vertex系列属于它的高端固态硬盘,专门为高端玩家和存储发烧友设计。随着Sandforce控制器大红大紫,OCZ也将Vertex系列升级到了全新的SF1200方案。如今SATA3.0 6Gbps接口大行其道,OCZ推出了基于SF2200系列主控芯片的Vertex 3固态硬盘,涵盖60-480GB容量范围。

最新3D性能基准:《3DMARK》

既然针对平台不同,测试项目自然也相去甚远,三大平台除了PC追求极致性能外,笔记本和平板都受限于电池和移动因素,性能不是很高,因此之前的3Dmark11虽然有三档可选,依然不能准确衡量移动设备的真实性能。

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而这次Futuremark为移动平台量身定做了专有测试方案,新一代3DMark三个场景的画面精细程度以及对配置的要求可谓天差地别。

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 最新的3DMARK软件,最严苛的Fire Strike Extreme模式中,微星GTX 970 GAMING成绩不错,远超GTXTITAN!

DX11基准测试:《3DMark11》

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  3DMark11的测试重点是实时利用DX11 API更新和渲染复杂的游戏世界,通过六个不同测试环节得到一个综合评分,藉此评判一套PC系统的基准性能水平。

3DMark 11的特色与亮点:

1、原生支持DirectX 11:基于原生DX11引擎,全面使用DX11 API的所有新特性,包括曲面细分、计算着色器、多线程。

2、原生支持64bit,保留32bit:原生64位编译程序,独立的32位、64位可执行文件,并支持兼容模式。

3、新测试场景:总计六个测试场景,包括四个图形测试(其实是两个场景)、一个物理测试、一个综合测试,全面衡量GPU、CPU性能。

4、抛弃PhysX,使用Bullet物理引擎:抛弃封闭的NVIDIA PhysX而改用开源的Bullet专业物理库,支持碰撞检测、刚体、软体,根据ZLib授权协议而免费使用。

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3Dmark11大量特效堆砌出来的以假乱真的画面让旗舰显卡也不能完全流畅运行它。本次测试中所有显卡一视同仁开启Extreme模式,高端级和旗舰级性能差距依旧非常明显。这个测试项目和最新的3DMARK软件测试成绩正好相反,N卡在3DMARK11中占据了一定优势。

DX11基准测试:《Unigine Valley》

对于现代显卡测试而言,除了3DMark之外必不可少的项目就是来自俄罗斯的Unigine Heaven(天堂),尤以其高负载、高压榨而知名。现在,新一代3DMark发布之后,Unigine也奉上了全新的显卡测试程序“Valley”(山谷)。

Valley正是Heaven的开发团队一手打造的,可以在最大程度上榨干GPU显卡资源。这次场景来到了一个优美空灵的山谷,群山环绕,郁郁葱葱,白雪皑皑,旭日初升,而且拥有极致的细节,每一片花瓣、每一株小草都清晰可见。

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主要技术特点包括:

— 场景面积达6400万平方米,超高细节
 — 整个场景可以完全自由浏览,并支持鸟瞰、漫步模式
 — 先进视觉技术:动态天空、体积云、阳光散射、景深、环境光遮蔽
    — 所有植被、岩石均为实时渲染,而非贴图
— 用户可控的动态天气
— 支持立体3D、多屏
— 极限硬件稳定性测试
— 基准测试预设
— 监视每一帧画面对应的GPU温度和频率
— 多平台支持:Windows、Linux、Mac OS X
— 支持命令行自动执行
 — CSV格式可定制报告

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 Unigine Valley分为基础版、高级版、专业版三个版本,其中基础版免费,支持测试预设、自定义设置、GPU监视、交互模式,不支持循环测试(也就是拷机模式)、命令行、CSV报告,对于普通用户和一般评测足够用了。

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 Unigine Valley的场景面积达6400万平方米,超高细节,对显卡渲染提出了很大的考验,在未来的游戏中,类似的情况将会越来越多。微星GTX 970 GAMING在极端HD模式下达到57.2FPS,非常流畅!

DX11游戏:《孤岛危机3》

   《孤岛危机3》支持大量的高端图形选项以及高分辨率材质。在游戏中,PC玩家将能看到一系列的选项,包括了游戏效果、物品细节、粒子系统、后置处理、着色器、阴影、水体、各向异性过滤、材质分辨率、动态模糊以及自然光。技术主管Marco Corbetta表示之所以《孤岛危机2》并不包含这么多的选项,是因为开发主机板的开发组实在是搞的太慢了。 

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● 实时体积烟云阴影(Real-Time Volumetric Cloud Shadows)

 实时体积烟云阴影(Real-Time Volumetric Cloud Shadows)是把容积云,烟雾和粒子阴影效果结合起来的一种技术。和之前的类似技术相比,实时体积烟云阴影技术允许动态生成的烟雾拥有体积并且对光线造成影响,和其他物体的纹理渲染互动变化。

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● 像素精度置换贴图(Pixel Accurate Displacement Mapping)

 像素精度置换贴图(Pixel Accurate Displacement Mapping)可以让CryEngine 3引擎无需借助DX11的细分曲面技术即可一次渲染出大量没有明显棱角的多边形。此前crytek曾透露过正在考虑在主机上实现类似PC上需要DX11硬件才能实现的细分曲面效果,看来此言非虚,新型的位移贴图技术来模拟细分曲面的效果。虽然实现原理完全不同,但效果看起来毫不逊色。

● 实时区域光照(Real-Time Area Lights)

 实时区域光照(Real-Time Area Lights)从单纯的模拟点光源照射及投影进化到区域光照的实现,以及可变半阴影(即投影随着距离的拉长出现模糊效果),更准确的模拟真实环境的光照特性。

● 布料植被综合模拟(Integrated Cloth & Vegetation Simulation)

 布料植被综合模拟(Integrated Cloth & Vegetation Simulation)其实在孤岛危机1代中植被已经有了非常不错的物理效果,会因为人物经过而摆动,但是这次crytek更加强化了这方面的效果,还有就是加入了对布料材质的物理模拟,这方面之前只有nvidia的physx做得比较好。

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● 动态体积水反射(Dynamic Water Volume Caustics) 

 动态体积水反射(Dynamic Water Volume Caustics)孤岛危机1和2基本上在水的表现上集中在海水,很少有湖泊和类似大面积积水潭的场景,而这次crytek实现了超远视野的水面动态反射。动态体积水反射可以说是孤岛危机2中的本地实时反射的一个延伸,是结合静态环境采样和动态效果的新的水面反射技术。

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 作为新一代DX11游戏的画质标杆,孤岛危机3相比上一代对显卡提出了更高的要求,而在这款代表着最尖端画质的游戏显卡优化做的非常出色,我们可以看到微星GTX 970 GAMING明显优势领先上一代旗舰产品!

DX11游戏:《古墓丽影9》

这些年我们看到了不少形态各异的劳拉,从丰乳肥臀的动作游戏主角到喜欢探索亚特兰蒂斯文明的睿智贵族。不过我们从未见过这样的劳拉。Crystal Dynamics的《古墓丽影9》让我们看到了一个参加初次探险的年轻劳拉,她遭遇海难被困在刀枪林立的小岛上,必须将自己的智谋和求生欲望提升到极限。

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   剧情介绍:故事从年少时期的劳拉开始,劳拉所乘坐的“坚忍号”仿佛是被宿命所呼唤,在日本海的魔鬼海遭遇到了台风,不幸搁浅。劳拉也被迫到岛上开始自己的求生经历。

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“高”特效的画质已经非常不错了。

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古墓丽影9一开始就对A卡的支持非常到位,而N卡驱动后来也进行了不断的更新,游戏性能得到大幅提升。

DX11游戏:《地铁 2033》

《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。

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 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。

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《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,以至于我们都不敢开启抗锯齿进行测试,只是将游戏内置的效果调至最高。游戏自带Benchmark,这段画战斗场景并不是很宏大,但已经让高端显卡不堪重负了。

如果说是CRYSIS发动了DX10时代的显卡危机,那地铁2033无疑是DX11时代的显卡杀手!地铁2033几乎支持当时可以采用的所有新技术,在画面雕琢上大肆铺张,全然不顾显卡们的感受,和CRYSIS如出一辙。然而CRYSIS靠着特效的堆积和不错的优化,其惊艳绝伦的画面和DX9C游戏拉开了距离,终究赚足了眼球;而地铁则没有这么好运了,画面固然不差,BUG却是很多,招来了大量的非议。

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地铁2033,一款销量惨淡,游戏性被人遗忘但却家喻户晓的游戏,DX11游戏中的奇葩。这款游戏本来是A卡优势项目,但微星GTX 970 GAMING依然表现不俗。

● 评测总结:

1、性能测试:

 待机噪音为45分贝,采用了基于第二代全新Maxwell核心架构的GM204核心,能完美支持最新的DirectX12,以及GAMESTREAM、GAMEWORKS、G-SYNC等多项技术。配备了256bit GDDR5规格的显存,容量高达4GB,甚至超过了上代旗舰产品GTX780Ti的3GB,高核心频率使得它的性能也比公版更强,可以在最高画质下流畅运行最新3D游戏。

2、做工拆解

微星GTX 970 GAMING显卡供电部分由公版的4+1相加到6+2相,核心供电PWM以及倍相器、MOSFET Driver,位于外接供电附近的是INA3221电流监控芯片。刀锋系列风扇已经进化到第三代, 新TwinFrozr V散热器扇叶呈交替弯折状,这样可以加强风压,并且让气流更加垂直向下,减少向外发散的趋势,另外风扇叶片根部做了强化处理,可在一定程度上避免因为受到撞击等外力而折断。

3、编辑印象

GTX 970并非全规格的GM204核心,而是屏蔽了3组SMM,但剩下13组SMM即1664个CUDA核心实力也不容小觑。其他方面GTX 970同样拥有4GB容量的GDDR5显存,所以高频GTX970和全规格的GTX980相比性能差距并不大,但价格上面却便宜了不少。微星GTX 970 GAMING虽然主打的不是顶级奢华做工用料,但从显卡拆解我们可以看到很多值得玩味的地方,比如智能停转的风扇和巧妙设计的扇叶,对于游戏玩家来说这些特色都非常实用

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