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NVIDIA歷代甜點顯卡性能提升大比拼

NVIDIA最近幾年在顯卡上的發展一直都在按部就班地進行,每年更新一代產品推向市場,而且全面覆蓋高中低三檔市場,其銷售策略堪稱無敵,而且其市場份額牢牢地佔據50%以上。不過其中最為核心的產品莫過於“GTX _60”產品,其作為NVIDIA一貫以來的甜點級別顯卡,一直有個逢“6”必火魔咒,不俗的性能配合上適中價格,一直為很多玩家所鍾愛,成為市場的中流砥柱,在玩家手中的保有量極多。我們也十分好奇,在進入DirectX 11時代以後的產品,到底每一代產品的性能提升有多少,你手中的老卡是否還能“戰三年”?因此我們做了一點微小的測試,看看從GTX 460到GTX 1060這六年,NVIDIA顯卡性能有何長進?

我們之所以選擇“GTX _60”這一檔甜點級顯卡作為跨年度顯卡對比的原因很簡單,因為其性能及價格比較適中,在玩家手中保有量極大,“GTX _80”旗艦級別顯卡佔有量較少,不能真實反映玩家手中顯卡性能提升幅度。因此我們選擇了開啟了DirectX 11時代的GTX 460為起點,止于上年的GTX 1060最為對比測試顯卡,橫跨六代甜點卡。

你們都知道歷代公版長什麼樣嗎?

GTX 460:全新的DirectX 11

GTX 460基於當時Fermi架構的GF104核心打造,是NVIDIA邁入DX11時代的重要棋子,GF104-325核心共擁有2組GPC,7個SM單元,每個SM單元又包含了48個CUDA core,共擁有336個CUDA流處理器。由於當時N卡GPU核心還沒具有頻率boost功能,還要區分核心、Shader頻率。不過NVIDIA為了刻意打造多產品,GTX 460擁有兩種不同的規格,高配版本搭載1GB GDDR5顯存,顯存位寬256bit,ROP為32個;低配版本則搭載768MB GDDR5顯存,顯存位寬縮至192bit,ROP減少至24個。本次我們測試的採用GTX 460 1GB顯存版本,TDP為160W,而且帶有WHDI功能。

GTX 560:二代Fermi馬甲疑雲

從規格上來看,我們很清楚看到GTX 460與GTX 560之間僅有核心、Shader頻率之差,其餘規格幾乎一模一樣,這不由得讓我們想起NVIDIA曾經的“馬甲”戰術把大家耍得團團轉的經歷。其後NVIDIA在GTX 560上開放了非公版設計,而且主推“官方超頻“產品,這樣的做法無疑是此地無銀三百兩,大家都知道是怎麼一回事。

GTX 660:Kepler引領時代變革

Fermi架構擠了一年牙膏,NVIDIA終於迎來新的變革——Kepler架構,GTX 660採用了GK106-400擁有3組GPC單元共5組SMX單元,那麼總計有960個CUDA單元、80個紋理單元、20個ROPs,對比上兩代產品來說簡直就是(嗶~)式進步,而且顯存頻率也提升到等效6Gbps水準,支持Kepler架構引以為豪的第一代GPU Boost技術,因此這一代性能提升幅度之大是可以預知的。

GTX 760:GK104核心竟然有六款產品?因為性能很強

GTX 760的GK104-225核心就是基於GTX 670的GK104繼續遮罩SMX單元而來,擁有1152個流處理器,96個紋理單元,但是ROP單元保持在32個,顯存位寬256bit。顯然GTX 760無論是核心規格還是頻率上都要好於GTX 660,屬於上代產品遮罩硬體並優化產品。

GTX 960:硬體參數下降,但性能更強大

GTX 960的核心架構又一次發生了重大變動,換上了當時最新的Maxwell架構,GTX 960所採用的GM206-300核心降為2組GPC單元共8組SMM單元(沒錯,NVIDIA給原來的SMX單元改名了),每組128個CUDA核心,總計1024個CUDA核心,而且顯存位寬也從256bit降低到了128bit,這讓人摸不著頭腦,所有參數都要弱於上一代GTX 760,儘管核心、Boost頻率均有所提升,也讓人擔心性能提升幅度。不過歷史證明了它的實力,因為Maxwell架構就是NVIDIA近些年開始注重顯卡產品功耗、發熱量的先行者,保持性能增長同時降低顯卡功耗和發熱量著實不易。

GTX 1060:40%的核心頻率提升

GTX 1060是Pascal架構的第三款顯卡產品,而且為了針對AMD的RX 470,因此GTX 1060也衍生出兩款產品:GTX 1060-6GB以及GTX 1060-3GB,它們之間並非縮減顯存容量那麼簡單。GTX 1060-6GB所採用的GP106-400核心共1280個CUDA單元和80個紋理單元。而GTX 1060-3GB減少了一組SM單元(嗯,NVIDIA又又改名了),只有1152個CUDA單元和72個紋理單元,其餘保持一致。得益於新工藝加持下,核心頻率比起上代提升40%,在非公版中boost頻率甚至可以達到2Gbps。採用了16nm FinFET工藝的Pascal架構顯卡無論在性能和功耗上都表現得極其出色,並以性能接近GTX 980而成為一段佳話。本次測試採用了GTX 1060-6GB版本。

測試平臺:

在本次測試中,我們採用了一套比較接近大眾玩家的平臺,採用了Intel Core i7-6700處理器,頻率為GHz,配套了2根8GB 2400MHz DDR4記憶體。驅動採用當時最新的NVIDIA GeForce 376.33 WHQL,測試項目選用了10款經典遊戲。為了照顧像GTX 460/560這種誕生多年的顯卡,從流處理器數量來說就不足以支援先進的遊戲大作,而且部分顯卡不支援DirectX 12 API,因此測試時畫質都儘量選在中檔附近並全部採用DirectX 11 API進行測試,確保它們能發揮出正常成績,而不是被過分壓榨導致成績偏低,而且經過我們的測試經驗來看,NVIDIA顯卡在DirectX 12和DirectX 11 API下遊戲幀數差距非常小,不足以影響全域觀。

遊戲性能測試結果:

由於某些遊戲的Benchmark沒有提供最小幀數,像《全境封鎖》、《文明6》這樣的遊戲,我們只展示其平均幀數以及性能提升百分比(以GTX 460成績為100%參考基準),其餘遊戲都會展示最低幀數、平均幀數、性能提升百分比。

在《全境封鎖》中,我們可以看到從GTX 460到GTX 1060其性能都在穩步增長,不過鑒於《全境封鎖》是一款團隊合作型FPS遊戲,對於遊戲畫面達到流暢的幀數要求是比較高,而且這只是中畫質情況下。如果你沉迷於這款遊戲,建議GTX 660及以下等級顯卡都應該好好升級一番。從天藍色的性能提升百分比折線圖來看,GTX 460到GTX 960其提升都是近乎線性的,而GTX 1060有一個68%躍變式進步。

《全境封鎖》測試成績

很多玩家認為《文明6》作為一個策略性☆禁☆遊☆禁☆戲,並不對顯卡性能要求有多高,請別忘了遊戲後期滿螢幕的戰鬥、生產單元的各種動畫效果,這些都會對顯卡性能造成壓力。從性能提升百分比折線圖來看,GTX 460到GTX 960其提升還是近乎線性的,而GTX 1060對比GTX 960幾乎有了翻倍的性能提升。

《文明6》測試成績

《蝙蝠俠:阿卡姆騎士》是一款2015年6月發佈的遊戲,當其時對於顯卡性能要求還是非常高的,GTX 460以及GTX 560“翻船”是必然的。

《蝙蝠俠:阿卡姆騎士》測試成績

《殺出重圍:人類分裂》測試結果中,結果依然與前面的一致GTX 460到GTX 960其提升還是近乎線性的,而GTX 1060對比GTX 960有著高達70%的性能提升。

《殺出重圍:人類分裂》測試成績

不過在《GTA 5》中測試結果就比較奇怪了,GTX 460到GTX 560有21%提升,GTX 660到GTX 760仍有31%,但是GTX 760到GTX 960卻只有2%性能提升,這是反復測試的結果,仍未能查找出原因所在,而GTX 960到GTX 1060性能提升就一下子躍進到42%。

《GTA 5》測試成績

對於大家十分熱衷的《守望先鋒》複現了《GTA 5》測試結果,GTX 760、GTX 960兩者性能差距不大,不過GTX 560提升幅度遠超於此前測試平均水準。GTX 1060在低畫質、100%渲染情況下能獲得滿300幀,並建議獨顯用戶適當提供畫質,不要白白浪費60幀以上的性能,當然你擁有高刷新率以及G-SYNC顯示器情況例外,需要注意GTX 660及以上的顯卡才支援G-SYNC技術。

《守望先鋒》測試成績

此前經過我們的對於顯存需求測試表明,《殺手6》是一個對顯存要求甚高的遊戲,因此只有1GB顯存的GTX 460、GTX 560就非常吃虧了,GTX 760又再一次與GTX 660拉開31%性能差距,擁有4GB顯存的GTX 960就成功地與此前性能相當2GB顯存的GTX 760拉開身位,可見大顯存無用的謠言不攻自破。

《殺手6》測試成績

《古墓麗影:崛起》情況與《殺手6》基本差不多,不過GTX 1060對比GTX 960提升幅度高達66%。

《古墓麗影:崛起》測試成績

《地鐵:最後曙光》在這十個測試項目中屬於比較舊的遊戲,主要是確認老舊遊戲對於當時的顯卡支持度是否更高,不過看起來情況與總體水準保持一致。

《地鐵:最後曙光》測試成績

最後是《巫師3》,這款遊戲優化十分不錯,因此GTX 460到GTX 1060的最低幀數都很接近平均幀數,遊戲體驗更流暢。GTX 460到GTX 560性能提升依舊有限,GTX 560到GTX 960近似為線性,GTX 960到GTX 1060有著巨大提升。

《巫師3》測試成績

將10個測試項目成績綜合做平均後,我們可以更加客觀地看到每一代甜點卡之間的性能差距有幾何。GTX 460到GTX 960的性能提升都是一步一腳印的穩步提升,不過最新的Pascal架構GTX 1060給了大家一個莫大驚喜,對比上一代有著60%以上提升,幅度是近6年來最大的,確實也是最值得大家選購的。

功耗測試結果:

由於我們選用的絕大部分都是非公版的顯卡,它們的功耗設計與廠商設定有關,頻率、TDP上限都會影響到顯卡功耗變化,因此這個測試結果僅供大家參考。

待機功耗是在系統待機狀態下測定,而滿載功耗則是運行3DMark Fire Strick壓力測試,使用我們專用的顯卡功耗測量儀器記錄3分鐘功耗變化。

待機情況下,GTX 460待機功耗高達39W,而優化改進後的GTX 560功耗就明顯降低至21W,其後GTX 660/960/1060功耗都在16W附近徘徊,不過GTX 760因為採用的是影馳名人堂產品,待機功耗比較高是正常現象,平常的GTX 760功耗應該達不到這個水準的。

GTX 460-1060待機功耗對比

3DMark Fire Strick壓力測試滿載下,結果與待機情況差不多,影馳名人堂的GTX 760因為較高的TDP設定使得滿載功耗也提升到200W水準,40nm工藝但只有332個CUDA流處理器的GTX 460功耗居然高達160W,頻率更高的GTX 560功耗為178W,而最新的Pascal架構GTX 1060滿載功耗147W,性能更強的同時降低了功耗,其能耗比確實非常驚人。

GTX 460-1060滿載功耗對比

歷代甜點卡GTX _60售價對比

總結:

從性能上來看,歷經GTX 460到GTX 1060一共6代產品,NVIDIA在甜點級顯卡性能上大約提升了5倍,尤其是最新的Pascal一代中,提升幅度高達60%確實史無前例。給予玩家升級到Pascal架構顯卡的理由又多了一個,畢竟花更少的錢獲得更高的性能都是大家所期待的。

從售價來說除了2015年發佈的GTX 960售價有所下降,其實甜點卡的售價都在逐步上漲,漲幅在10%-20%不等。

如果要從顯存容量來看,從GTX 460的768MB到GTX 1060的6GB顯存,甜點級顯卡顯存增長了8倍,不過在1080P解析度下進行遊戲,2GB顯存已經是最低要求了,4GB能更好滿足顯卡性能發揮,如果你要多戰幾年的話,6GB顯存已經是跑不了的事實。

最後是關於功耗的問題,NVIDIA對於顯卡低功耗有著非一般執著的追求,每一代顯卡都期望能提升性能同時降低功耗,因此從顯卡架構調整(大幅度削減遊戲中用不上的雙精度單元比例)以及核心製造工藝兩方面下手,雙輔雙成地打造能耗比極佳的產品。按照NVIDIA每年公佈的GPU發展線路圖能耗比展示,結合上我們的測試結果,可以看到NVIDIA確確實實做到了,而並非一紙PPT敷衍了事,而且我們看到下一代的Volta能耗比提升更加驚人,讓我們熱烈期待今年的NVIDIA新作表現吧。