全面对决 2011年新生代GPU核心纵向评测

　　● GPU应用全面爆发的2011年

　　如果我们把Fermi架构的发布和AMD改变其经典GPU架构称作是2010年最值得关注的行业技术焦点，那么2011年NVIDIA Geforce GTX500系列和AMD Radeon HD 6000的全面铺货则是一场真正推动市场发展，迎合用户需求的芯片大战。2010年末和2011年全年，两家芯片厂商共计发布了19款全新产品，它们涵盖了顶级、千元级、千元以下和入门级4个分层，无论是顶级科学计算还是办公高清应用，两家厂商的努力让我们感受到一颗独立GPU芯片的地位越来越重要。

　　GPU芯片制造工艺方面，可以说2011年同样是平静的一年，这一年主流GPU生产工艺停止在40nm脚步下，虽然芯片良率有一定提升，但是我们无法充分感受到新工艺在功耗发热方面的新改进。但是换个角度，NVIDIA通过重新布局GPU核心打造了Fermi 2.0一代性能功耗比更高的显卡，AMD通过新思路拉高频率来提供固定单元性能，所以说2011年也是对40nm工艺深度利用的一年。

　　NVIDIA的2011年波澜不惊，Fermi一经问世就足够出色，但是去年没有表现出很好的功耗发热优势，无论是用顶级显卡煎蛋还是冲击100度高温，都让高端用户耿耿于怀，到底能否入手高端NVIDIA显卡？

　　而2011年当GTX590也不过85度高温的时候，一切改进尽在不言中。其千元级优势在GTX460和GTX560的轮番轰炸下已经成功控制大部分市场，几家核心AIC厂商的努力推动也让用户对N卡认知力度增强。

AMD开始并行双图形引擎

　　AMD的2011年有体会有收获，以Barts和Cayman为代表的新架构出现虽然在改进之路上充满艰难，但是走出第一步的勇气将为后市打开新格局。中端Radeon HD 6800和经典Radeon HD 6700系列阻击了NVIDIA的战火，UVD3.0和Eyefinity几项技术也增强了AMD显卡的可玩性。

GPU以3倍于摩尔定律的速度奔跑

　　问题回到了显卡产品本身，2011年无论是紧跟NVIDIA的核心AIC厂商，还是经典的AMD死忠AIB厂商，都抛出了自家最优秀的产品，并且在单一重点芯片方面，不惜投下重金开发5款以上非公版显卡，这种产品的丰富程度在显卡发展历史上前所未有，的确成功的芯片需要充满智慧的板卡厂商来发挥其性能。

　　● 2011年NVIDIA芯片布局主线

　　2011年NVIDIA选择了延续去年的发展路径，当然在速度方面有很大改进，所以我们看到其芯片发布速度还是非常惊人的，通过半年时间基本上完成了从7000元到400元的产品布局，特别是GTX560Ti的发布让我们看到GF114核心在成本有效控制之后，会成为又一经典Ti系列显卡，当然Fermi架构不善于做小芯片的毛病也没有避免。

无工厂半导体厂商与芯片制造厂商协同发展

　　在顶级芯片方面，GF110衍生出3款物美价廉的产品，它们分别是GTX580\GTX570和双核心设计GTX590。这次推出的GF110芯片，正是NVIDIA痛定思痛下决心改进的一颗大芯片，由于选用了业内顶尖的设计团队，基于GF110芯片的Geforce GTX580在开启全部512个流处理器和16个Tessellator之后依然保持了低于Geforce GTX480的功耗和发热，这就是NVIDIA提出的全新EDA设计方案带来的效果。

　　今年属于NVIDIA的第二个亮点就是Ti称号的重新复活。10年前2002年初NVIDIA正式发布了Geforce 4800 Ti，这款产品在当时获得了前所未有的成功，也极大的打击了对手ATI在中高端市场上的火热销售的Radeon 8500、7500系列显卡。2011年Ti再度复活，其核心性能和市场定位尤为引人关注。

4款NVIDIA GTX560Ti显卡

　　产品发布之后我们看到，在补全384个流处理器和8个TMU纹理单元之后，GTX560Ti选择了继续提升频率，我们看到相对与GTX460核心和显存频率分别提升了21%和11%，而综合浮点吞吐能力则提升了38%，可以说在并行度和频率方面的提升为GTX560Ti塑造了一个满意的市场定位，或者说的通俗一些可以卖出更好的价格。

　　在更多消费者能买得起的千元市场方面，NVIDIA芯片设计思路也有重要突破，我们更多可以认为这是在上一代GTS450发布之时就埋好的伏笔，这就是混合显存位宽技术的灵活应用。

混合显存技术

　　在流处理器数量同为192个不变的前提下，GeForce GTX 550 Ti相比GeForce GTS 450不仅仅是显存频率方面的提升，显存位宽也有了50%的提升，这样带来的好处就是98.5GB/s和57.6GB/s的显存带宽差距，71%的显存带宽提升对于GPU性能发挥无疑带来极大帮助。

　　NVDIAI在每个价位段的市场上都提供了风格迥异的GPU显示核心，高端冲击最强性能，中端考虑性能功耗比的最佳平衡，而低端显卡则考虑在达到性能标准的情况下做到最低功耗和最低成本——GT440正是这种思路下的产品。

延续上一代辉煌的GT440显卡诞生

　　GeForce GT 240的经典、DirectX 11功能的需求，促成了GeForce GT 440的诞生。从NVIDIA的宣传里也不难看出，GeForce GT 440可以看作是加了DirectX 11功能的GeForce GT 240。当然我们需要说明的是，GeForce GT 440并非马甲，因为其是严格按照Fermi架构原生制造，这GT440所使用的芯片正是NVIDIA Fermi架构中最小的GF108芯片。

　　● 2011年AMD芯片布局主线

　　2011年AMD需要补充其Radeon HD6000的顶级产品，也需要在高端市场上有一席之地，所以Cayman架构在Barts架构之后发布了。当然AMD这样做的意义不仅在于填补市场空白，更大的意义在于为下一代GPU架构试水，所以希望与风险并存，是其高端产品线的最直白表现。不过中低端市场上AMD延续了以往密布与分层的特性，这种方面往往让NVIDIA很难招架，因为NV再准确的芯片定位也抵不过AMD同时发布密集的GPU核心。

　　从AMD Radeon HD 2000开始，直到Radeon HD 5000最后一款产品发布结束，我们看到的GPU单元核心架构始终是一成不变的——一个UDTP线程分配仲裁器、一个几何单元、每个线程处理器包含5个1D ALU、5个1D ALU以VLIW超长指令字打包方式和外界进行通讯。Cayman的出现改变了两个核心——GPU几何单元和线程处理器。

AMD终于盼来了HD6000顺利发布

　　AMD为Cayman核心放置了两个几何单元，其实这背后牵扯到极其复杂的线程管理问题，这种设计意义非凡。本次在Cayman芯片中所采用的VLIW4线程处理器单元中的ALU阵列减为4个（删除了1个较大的ALU.transcendental单元），ALU阵列数量减少了20%，但是这种设计减少了指令调度和寄存器管理，反而提升了利用率。

　　Barts芯片在2010年10月已经发布，这是2010年行业备受关注的一款显卡，因为它是在GTX460发布之后AMD最有力的回击，也是一次对架构的小幅度改进。在这颗芯片上，AMD在不能有效触碰核心线程处理器的情况下，采取了提升固定单元频率的方式来提升几何性能，同时通过分离UDTP单元的方式加强仲裁管理能力。

　　而我们仔细阅读AMD的注解可以发现，其曲面细分性能提升来自于改进的线程管理（两组DUTP单元），和更高的几何单元频率（前文分析过用TSMC 40nm碱洗工艺提升运行频率），同时第二组DUTP势必带来更多的缓冲存储器，在多方面作用之下Barts核心HD6800系列弥补了一定程度的性能短板。

延续上代Juniper核心的辉煌

　　在800元级别市场，AMD选择了竭尽全力延续上代Juniper核心的辉煌，这颗核心曾服役在Radeon HD 5700产品上，如今加以改进诞生了HD6700系列产品。作为上一代最受用户欢迎的产品，Juniper核心在功耗与发热控制方面做的相当出色，将AMD多年以来倡导的“每瓦性能”做到极致。在2009年它不愧是DX11和40nm的普及主力，而2011年则是AMD继续冲击对手阵营的排头兵。

Turks核心延续性价比思路

　　在500-700元价格段，Turks核心应运而生，这是一颗全新打造了480个流处理器的经济型GPU核心，也是让NVIDIA最感到头疼的一门三杰型产品。Radeon HD 6670标配的Turks核心采用40nm工艺由台积电生产，其由7.16亿晶体管构成。标配核心全规格的480个流处理器、8个光栅单元、24个纹理单元。这是我们之前从未见过的晶体管数量和硬件规格，所以最终分析得出Turks是全新设计的芯片。

　　在最低端AMD没有用集成GPU敷衍，而是为我们带来了3.7亿个晶体管的迷你Caicos图形处理芯片，不过和HD5450形成明显区别的是，这款GPU的流处理器规模原生翻倍达到160个。这款芯片的核心价值在于AMD成功传达了其设计思路：低端核心发展也要遵循摩尔定律，流处理器和相关单元数量需要增加，即使是低端核心也要保证显示功能完整，特别是高清解码和多屏组建。

　　● 2011年驱动程序推陈出新

　　驱动程序意味着什么？对于GPU而言它意味着生存与毁灭。因为大量运算器的调配需要通过软硬件结合来完成，而GPU对底层编码的适应也需要驱动程序来调节，所以无论是修改Bug还是打开GPU的特色功能，驱动程序都是一款图形核心的命门所在。2011年两大巨头从来没有闲着，其新驱动开发也是一步一个脚印。

　　2011年两家厂商的驱动程序主要围绕以下几个核心优化：

　　NVIDIA Fermi架构可配置L2的尺寸控制
　　AMD VLIW4内核性能优化
　　增加了SLI模式和更强大的3D Vision
　　提高《文明5》、《战地3》等热门游戏性能
　　提升Eyefinity技术的支持模式和兼容性

AMD显卡需要催化剂提振性能

　　无论是连续引爆ATI显卡的性能的“雷管”催化剂，还是步步为营的NVIDIA Forceware，它们都是影响甚至是决定GPU实际性能的重要工具，这就是活跃在我们身边的“驱动程序”。这是一个嫁接API与硬件的重要组成部分，特别是在GPU设计领域，设计一款出色的驱动程序可能比堆砌晶体管和功能单元带来的性能提升更为直接。

新版驱动也在改进安装界面

　　设备驱动程序用来将硬件本身的功能告诉操作系统，完成硬件设备电子信号与操作系统及软件的高级编程语言之间的互相翻译。所以简单的说，驱动程序提供了硬件到操作系统的一个接口以及协调二者之间的关系，而因为驱动程序有如此重要的作用。

　　所以用户经常称“驱动程序是硬件的灵魂”、“硬件的主宰”，同时驱动程序也被形象喻为“硬件和系统之间的桥梁”。

驱动程序与API完美嫁接

　　说到驱动风格，两家厂商迥然不同。AMD属于保守派，自ATI以来就按月更新驱动版本，这样做的好处是能够保证A卡用户及时弥补驱动BUG，并通过每款驱动有针对性的软件优化，从而协助A卡快速提高综合性能。NVIDIA则属于激进派，虽然通过WHQL验证的驱动更新缓慢，但是Beta版驱动几乎随时更新，也许两款WHQL版驱动之间会让用户“尝鲜”数款Beta驱动。

　　● GF110芯片占领高端市场

　　在解决了发热这个核心问题之后，打开芯上片的全部512个流处理器和其他功能单元对于NVIDIA再也不是什么难事。GF110为顶级性能而生，其芯片规格值得我们再度回顾。这款核心在NVIDIA手里和AMD的待遇一样，产生了针对顶级性能的GTX580针对高端性价比的GTX570和旗舰双卡GTX590。

40nm工艺的GF110-375-A1核心

　　虽然我们还对第一代Fermi发布之时其顶级产品Geforce GTX480的高发热和高功耗无法忘记，不过NVIDIA只用了一年不到的时间就完全逆转了战局，首先是经过全新设计的GF104核心，然后是对GTX400做了全方位优化特别是EDA设计的GTX500系列产品，2010年末首当其冲发布的Geforce GTX580在性耗比方面就有力回击了舆论的各种质疑。

GF110构架图

　　在规格方面Geforce GTX580可以说弥补了Fermi的所有遗憾。图中我们可以看到GF110的总线接口、GigaThread线程调度器、四个完整的GPC单元、六个内存控制器、六个ROP簇和768KB二级缓存。从发布至今这款芯片依然保持2000元以上售价。

　　价格在2000元附近的GeForce GTX 570使用了GF110-275-A1核心，该款核心是由台积电采用40nm工艺制造，标配480个流处理器、40个光栅处理器和60个纹理单元。该核心完美支持DirectX 11 API，同时在GPU通用计算上也非常卓越，例如针对计算加入的可读写L2、ECC校验等功能。

　　旗舰显卡GeForce GTX 590采用了最新的GF110-351核心代码，包含1024个NVIDIA CUDA架构核心，3GB GDDR5显存，60亿晶体管和超过2200个单个部件，全部集合在11英寸的加载双槽散热器的卡。GeForce GTX 590同时具备32组曲面细分引擎，可以在2560x1600或更高分辨率流畅运行所有DX11游戏。实战游戏，该显卡可独自支持三屏显示器，而无需之前SLI环境，便可实现超宽分辨率和3D显示技术流畅运行。

　　正如发布前的流言一样，GTX590显卡的频率相比GTX580会有较大幅度降低，从GTX580的722/4008MHz到607/3400MHz，但是其他规格尤其在CUDA流处理器与显存规格上保持一致以保证旗舰级别的性能，这样使得单颗GPU的功耗与温度得以较大幅度地下降，与之息息相关的散热设计成本也得到有效地降低。

　　● Cayman芯片拉开改革序幕

　　Cayman是AMD在2010年底发布的一款全新GPU架构。基于Cayman的Radeon HD 6900就在NVIDIA发布GeForce GTX 570一周后发布，这表现出AMD急于改变现状的欲望，同时在Radeon HD6000时代首先发布HD6800再发布HD6900的做法在历史上也从未出现过。

　　毫无疑问这是一款走上了改进之路的芯片，也是一颗AMD必须通过危险尝试才能提升性能的芯片。不过结果依然是令人满意的，单核心方面Radeon HD6970可以和对手的GTX570不相上下，而1GB版本的HD6950则成功抢占了1000-2000元人民币市场，是目前想要获取高端性能的最佳选择。双核心旗舰卡HD6990依然是性能王者，其基准测试成绩让GTX590望其项背。

几何端并行化更加透彻

　　首先Cayman在几何执行端做到了并行处理，这是AMD一直希望自己做到的，也是对当今GPU架构设计最具挑战性的难题。AMD在这颗芯片上使用的双图形引擎设计，不言而喻Tessellation单元将会由此设计倍增，从而更好的适应目前DirectX 11应用。当然加倍的不仅仅是Tessellation单元，在顶点、几何等计算中也会相对老核心架构有双倍提升。

全新的VLIW4线程处理器

　　本次在Cayman芯片中所采用的VLIW4线程处理器单元中的ALU阵列减为4个（删除了1个较大的ALU.transcendental单元），ALU阵列数量减少了20%，但是这种设计减少了指令调度和寄存器管理，反而提升了利用率。由于取消了原本5-WAY VLIW中带ALU.Trans的1D ALU，现在Cayman将通过占用3个1D ALU的资源来完成特殊函数的运算。

　　本次HD6990基于两颗Cayman核心打造，Tessellation单元倍增带来的几何处理能力我们暂且不提，UTDP的仲裁分配能力已经获得了前所未有的提升。因为从R600到R800时代，再到现在的HD6900一直都在使用抢占式多线程分配，而Fermi开始使用了多极多分配式调度单元，表面上看NVIDIA取得了领先，但是NVIDIA忘记了多卡交火模式的特殊需求。

3072个流处理器的卡皇HD6990

　　单芯片UTDP使用抢占式多线程分配，HD6000系列有两个，分配能力就得到了倍增，而HD6990基于两颗Cayman核心打造，分配能力直接提升4倍。UTDP数量的提升直接导致了处于等待状态的线程得到快速分配可以发放给相关的VLIW Core进行运算，这些原本混乱的线程在得到调配能力之后，交火带来的好处体现得淋漓尽致，卡皇每名在这一代产品身上没有一丝变化。

　　● GF114扛鼎新千元市场

　　在Geforce GTX400时代，喜欢NVIDIA显卡的用户总是买到被屏蔽了一点的产品，这种方式对于芯片厂商来说可以有效控制良率，对于板卡厂商来说则可以降低采购价，同时降低因发热和功耗带来的设计难度。不过屏蔽功能单元总不是最好的办法……我们什么时候才可以获得一颗健全的芯片，Fermi架构在千元市场的真实性能到底如何？

　　北京时间2011年1月25日22点，Geforce GTX560 Ti发布了，如果说GTX580补全了GTX480的遗憾，那么GTX560 Ti则大幅度提升了GTX460的性能并带给用户更多选择，虽然价格较高达到2000元人民币，不过产品性能和定位确实带来了芯片厂商、板卡厂商、渠道商的多赢局面。

GF114核心架构图

　　GF114核心的每组SM拥有48个CUDA Cores，GF114每组SM的纹理单元数量为8个。通过架构图能够了解到，GF114核心中拥有2个GPC（Graphics Processing Clusters）、8个SM（Streaming Multiprocessors）和4个MC（Memory Controller）。

GF100/110与GF104/114 SM对比

　　和设计顶级显卡同时兼顾Tesla市场的思路不同，NVIDIA在设计GF104/114时因为晶体管数量所限，减少了SP数量，降低了运算并行度，但是为每个SP配备了更多的纹理和发射端等资源，特别是纹理单元在SM中的翻倍让GPU更加适应当前的图形环境。不过在基于GPU的高性能计算测试中，我们会明显发现GF104/114的这种思路导致性能较幅度下降。

千元级显卡占比快速增加

　　对于千元级显卡的在乎意味着用户终于明白了边际收益效应，同时在选择显卡方面由渠道主导正在转向自主判断。毕竟千元级显卡可以提供接近旗舰级别的性能，而价格只是旗舰的一半甚至三分之一，基于GF114芯片的显卡性价比油然而生。特别是后期的GTX560能够有效控制成本，因此GTX560在不带Ti的情况下才是最符合用户需求的千元级显卡。

GTX560各家非公版产品相对前辈做出实质提升

　　GeForce GTX 560标配由台积电采用40nm工艺指导的GF114-325核心，其由19.5亿晶体管构成，标配非全规格的336个流处理器、32个光栅处理器和56个纹理单元，在显存控制器方面其拥有256bit全规格设定。在板卡厂商确定了GF114芯片的特性之后，千元级别GTX560显卡几乎所有产品都做了大幅度默认超频，这也最直接的导致了显卡性价比提升。

　　● HD6800代表AMD下一步新思路

　　可能很多读者已经发现了，这篇2011年GPU芯片评测文章并非编年体形式，我们是按照价格从高到低，NVIDIA和AMD市场对垒的角度去描述两家芯片厂商产品发展路线。因此现在到了AMD的千元市场，Barts芯片一门三杰即将登台亮相了，它们就是高端HD6870，千元级HD6850和千元以下的HD6790。

　　2010年十月，在HD6000系列产品中，性能为王的HD6870已经给大家留下了深刻印象，它代表了Barts芯片的顶级性能和完整特性，而作为对抗NVIDIA主推产品GTX460的HD6850显卡，在这个时刻使命更加重要，960个流处理器伴随架构升级改进，这款产品已经成为中高端市场上的用户首选，同时众多板卡厂商的鼎力支持繁荣了整个非公版显卡市场，一场在Sweet spot市场端的战役就此打响。

Barts芯片之代表

　　Radeon HD 6800系列对于显卡市场是一颗重磅炸弹，它的推出打乱了NVIDIA GTX400与GTX500产品原有步伐，甚至打乱了AMD对显卡的原有命名规则。之所以做到这些特色，Barts核心的改进之处是所有外在表现的根基。HD6850因此在一定时间内成功控制千元级市场令AMD满意，而后期HD6790的精彩表现也让我们看到256Bit显存位宽的至强优势。

HD6800系列Barts核心前端几何调度单元改进

　　线程控制器分为两组，是HD6800系列Barts核心性能提升的主要因素，两组线程控制器同时工作能够更有效的发挥流处理器的并行计算能力。这一改革让HD6000拥有更丰富的指令缓存和发射端资源，虽然两个UTDP单元还是采用抢占式资源分配模式，但是面对庞大的流处理器阵列时效果会比一个UTDP单元好很多。

    本次HD6800系列Barts核心的另一个重要特点就是额定运行频率较高，其900MHz核心频率在以前的GPU中从未出现过。AMD之所以能够在这颗核心中采取高频策略的重要原因，主要原因是使用了TSMC提供的40nm CMP碱洗工艺。

全新的Eyeifnity宽域技术支持更多模式

　　Radeon HD 6000产品同样集成了这个优秀的Eyeifnity宽域技术，不过在原有的技术、功能基础之上，又有了翻天覆地的变化，而且值得一提的是功能的升级仍然是免费提供给用户。通过前文我们了解了Radeon HD 6800系列产品在接口上的改良，从而能够输出更高带宽的数据吞吐量，所以实现更多种形式的多屏组合方式。

定位精准的HD6790显卡

　　后期产品Radeon HD 6790使用了40nm工艺的Barts核心，其由17亿晶体管构成，这款核心拥有800流处理器、16个光栅单元和40个纹理单元，在显存控制器上Radeon HD 6790保留了完成的256bit设计，从而确保与上一代Radeon HD 5770之间性能差距。而这款显卡也让NVIDIA发布的GTX550Ti显卡显得较为尴尬，毕竟Barts芯片潜能不可轻视。

　　● GF116瞄准高性价比市场

　　和前辈GTS450相比，这一代使用GF116核心的GTX550Ti显卡在多个层面增强了性能，当然它所瞄准的是预算在1000元人民币之内的高性价比市场。不过这颗芯片给我们一些惊喜，特别是在显存位宽方面，市场原以为GF106已经是一颗完整的芯片，但是大家没想到GF106-116也有保留升级功能，就是被影藏的64bit显存控制器。

Geforce GTX 550Ti显卡

　　GeForce GTX 550 Ti默认频率900MHz/1800MHz/4008MHz，其是目前NVIDIA官方发布的GeForce系列产品中核心频率最高的产品。我们通过这一频率策略能够体会出NVIDIA对产品性能的些许无奈，因为上一代GTS450显卡并没有战胜HD5770，所以这一代GTX550Ti必须用高频取胜。

GF116芯片架构图

　　上图是GTX550Ti与GTS450架构图，也就是GF106与GF116通用的芯片架构分析，我们可以看到在整体架构上三者保持了Fermi的完整性，例如GPC→SM→CUDA Core由广到微的等级结构，例如独立的Polymorph Engine和Raster Engine的设计等。而且从GF114和GF116架构图中不难看出，就GPC、SM、CUDA Cores、MC控制器而言，GF106正好均为GF114的一半。

GF116提升频率与位宽

　　混合显存可以使用最少数量的显存颗粒达到1024MB的显存容量，同时符合192Bit显存位宽。对于一款中端产品来说，1024MB显存容量无疑是一个黄金比例，既能满足GPU的性能需求，又不会浪费产品自身成本。根据NVIDIA给出的官方示意图得到，GeForce GTX 550 Ti的1024MB显存容量是由4颗32M*32bit规格显存搭配2颗64M*32bit显存混合搭建。

使用GF116芯片的GTS450显卡

　　后期GF116芯片再次发力，当GTS450型号依然热销但是GF106芯片已没有存货的时候，GF116芯片应用在大量廉价的GTS450显卡中，这一经典型号再次得到升级，而消费者获得新核心的GTS450显卡是完全免费的。

　　● Juniper核心发布两年毫不畏惧

　　如果带有一些个人的主观感情色彩，AMD在Radeon HD 6700产品上的策略的确是新瓶装旧酒，毕竟在其他核心都是新品的前提下拿出一款已经发布将近3年的老核心应对HD6700这个型号，的确有点让人费解。不过Juniper核心的出色表现在当时已经被印证过，所以HD6700系列的诞生还是值得期待的。

HD6770并未打造新核心

　　从图片中我们看到，内含800个流处理器的Juniper核心可以说定位精确，首先是其1.36TFLOPS的运算能力，为达到这种运算能力，Radeon HD6770使用了上代高端卡Radeon HD4870一样的800个流处理器，不同之处在于HD5770的流处理器执行效率更高，频率也更高，同时ROP单元数量和高端卡HD5830一致达到16个，完全满足玩家对高画质下的游戏需求。

Juniper核心

        Juniper核心使用了AMD传统4D+1D的SIMD统一架构设计，全规格核心拥有800流处理器、16个光栅处理器和40个纹理单元，同时标配128bit显存控制器。虽然Juniper核心没有现在的Barts核心和Cayman核心架构成熟。

　　但是对于800流处理器来说单“Ultra-Threaded Dispatch Processor”（超级线程控制器）足以，加上现在驱动仲裁机制效能大幅提高，定位于中低端的Juniper核心显然没有架构瓶颈。

Juniper核心见证AMD传奇经典

　　从芯片规模角度来看，AMD以GPU运算单元的周边资源配置，来添置流处理器数量，最为合适的时代是Juniper核心，因为800个流处理器是AMD在线程调度和固定单元资源方面的“黄金比例”。Juniper核心核心继承了上代成功的RV770核心流处理器规模，也继承了RV870核心支持的DirectX 11标准和众多新技术，自然在发布两年之后依然表现稳健。

　　● GT440转向性能+功能设计

　　相对于Radeon HD 6650的激进设计，NVIDIA肯定不能选择沉默，虽然GF108芯片是在Turks核心发布之前推向市场的，但是NVIDIA在这之前已经了解到AMD的想法，所以基于GF108芯片的所有GT430和GT440显卡没有强大的性能，但是配合CUDA和PhysX等特性，GT440还是一颗非常有卖点的芯片。

　　Fermi架构由于融入了完整的双精度浮点单元和更多的线程调度与控制单元，所以当流处理器数量和频率与上一代完全相同的时候，GPU整体3D性能是落后于G80/G92/GT200芯片的。也正是因为这个原因当GT430发布之时给很多期待500元买到高性能显卡的用户带来了不小的失望情绪。

GF108架构示意图

　　Geforce GT440显卡采用40nm工艺制程的GF108核心，拥有更低的功耗和发热量。核心配备96个统一流处理器单元，全面支持DX11及Shader Model 5.0特效，支持NVIDIA CUDA运算技术，整合PhysX物理引擎。

　　这款GF108核心在例如7.1声道无损音源输出、例如高清硬件解码格式支持数量等周边功能方面要远胜上一代产品，所以NVIDIA在Fermi架构和众多新技术引入之后提倡的“显卡多功能化”已经被各家板卡厂商逐渐实现。

810MHz核心频率加上96个流处理器的规格

　　在DirectX 9.0c和DirectX 10的性能表现中，GeForce GT 440只能说紧随GeForce GT 240的步伐，虽然在流处理器数量上相同，但是由于ROP和TU等其他硬件规格上的先天不足，只能通过频率来弥补。不过就实际性能而言，GeForce GT 440和GeForce GT 240为相同级别。

NVIDIA时代的PhysX 

　　在网络游戏中采用PhysX引擎实现物理特效，目前成为很多游戏开发商愿意尝试并且付诸实践的目标，同时网游的引擎也正在踏上更为真实更为复杂，毕竟网游追求的不但是互动游戏的享受，还有更多尽善尽美的画质体验。

DTS音频输出认证点灯成功

　　在高清输出方面，NVIDIA最初发布的GF104核心中，已经加强了HDMI Audio，支持Bitstreaming Dolby True HD和DTS-HD Master。上图为网友成功点亮功放上面DTS-HD和Dolby TrueHD图标的实拍照片，互联网上也有大量GT440显卡次世代高清源码输出的调试教程，可以说NVIDIA用不懈的努力在高清输出方面已经追平了之前和AMD的差距。

　　● Turks核心带来更强浮点吞吐

　　Turks显示核心的出现让人感到一些惊讶，毕竟我们知道如果将上一代的Redwood核心进行明显的频率提升，也完全可以应对HD6000系列的设计目标，Juniper核心诞生两代产品就是这一思路的杰作。不过AMD还是重新设计了HD6570和HD6670所用的Turks核心。

Turks核心所带来的最终产品

　　HD6570作为基于40nm工艺制程的Turks显示核心，该显卡拥有480个流处理器、24个纹理单元以及8个ROP单元。完美支持DirectX 11、Shader Model 5.0以及Eyefinity和Stream等技术，并支持第二代高清解码技术UVD2以及二代Powerplay节能技术。

Radeon HD 6600系列产品线

　　把以往的产品经验应用在未知的产品上，结果总是出乎意料的，特别是面对AMD的全新思路，我们不得不佩服它如何调配研发能力开发这么多小芯片——原生480个流处理器的Turks核心已经呈现在我们面前。

　　根据AMD的官方资料显示，基于Turks核心的3款产品均有自己的任务。而在对手NVIDIA方面，虽也有对位产品，但是此次AMD对产品性能信心满满，不仅重新设计了低端产品型号，还令低端产品上NVIDIA措手不及。

严格控制面积带来更好成本享受

　　在大量媒体测试中我们发现Radeon HD 6570两款产品性能则正好对位NVIDIA的GeForce GT 440和GeForce GT 430。值得一提的是Radeon HD 6570作为一款低端承上启下的型号，AMD设计了满足大众的全尺寸版本，同时还为HTPC用户设计了Low Profile版本，该版本为高清用户组建HTPC提供最佳选择。

 
Radeon HD 6650拥有两种规格

　　Turks核心的3款产品区分方式非常简单：其中最有性价比的就是Radeon HD 6570，这款显卡具备DDR3和DDR5两个版本，用户选择余地较大。

　　Radeon HD 6570 GDDR5版默认频率为650MHz/4000MHz，相比Radeon HD 6670而言，核心频率大幅下降，同时搭载的显存也没有超频余地，不过就499元而言物有所值。

　　Radeon HD 6570 GDDR3版默认频率为650MHz/1800MHz，由于显存频率上的大幅下滑性能也会有本质的差别。不过GDDR3版将会搭载1GB容量，相比GDDR5版的512MB版本这是它的优势及卖点。

　　● GT520打开入门市场先锋

　　虽然第一个规划出新一代500元以下市场显卡的厂商是AMD，不过随着NVIDIA前期产品的逐渐发放完毕，使用全新GF119核心的GT520显卡终于在2011年5月走向市场，接受真正的消费者检阅。

　　作为芯片级厂商NVIDIA深知这个价格段产品的重要性，做好低端产品可以增加目前的市场占有率和未来潜在用户，所以我们看到很多GT520显卡在核心面积较小的情况下果断采取了被动散热技术，在静音的同时也说明其功耗和发热处于目前显卡中的相对低位。

GT520显卡GF119核心

　　GF119核心是一颗Fermi架构的48个流处理器和64-bit显存位宽的低端显卡专用核心。不但拥有完整的DirectX11特效和完整地高清解码能力，还拥有更高的DirectX11执行效率以及相关功耗和发热控制技术。

GT520显卡的价值所在

　　在当前的低端显卡市场上，热门产品除了GT220、GT430、HD5450之外，此次发布的GT520又加入了战团，让低端显卡也再次引起了业界关注。而且诸如DirectX 11和CUDA等特色技术的支持方面，目前最顶级的集成显卡也无能为力，所以GT520存在的意义也在加强。

低端卡也有完整的CUDA支持

　　如果说中端显卡占到厂商利润的绝大部分，高端产品又是保证形象不可或缺的招牌，那么500级别的低端显卡一定会提升整个品牌的出货量，同时满足那些需要中低端显卡来保证系统流畅运行的用户。GT520在整个NVIDIA产品线中担当的就是这样一个角色。

　　● 入门Caicos核心同样保证性能

　　高端核心带来性能享受，中端核心用性价比占领市场，AMD决定为低端市场，也就是400元人民币级别的入门显卡市场再打造一款全新的核心。AMD在研发之时内部制定了如下规则：

　　1、低端核心发展也要遵循摩尔定律，流处理器和相关单元数量需要增加；
　　2、使用最先进的半导体工艺保证芯片拥有最低的发热和功耗；
　　3、即使是低端核心也要保证显示功能完整，特别是高清解码和多屏组建。

Radeon HD 6450核心大小

　　2011年05月16日，AMD发布了Radeon HD 6000系列最低端产品——Radeon HD 6450，它的发布也说明Radeon HD 6000系列整条产品线布局完毕。这一产品的发布标志着AMD在HD6000产品线上撒下天罗地网，从400-6000元做到了全面覆盖。同时Radeon HD 6450所使用的Caicos核心在上一代从未出现过，这也是一颗全新的GPU核心。

　　Radeon HD 6450定价399元，抢占入门级市场。而且值得一提的是，Radeon HD 6450标配的是一颗全新设计的图形处理芯片。Radeon HD 6450标配代号为Caicos的图形处理芯片，其由台积电使用40nm工艺制造，核心全规格160流处理器、4个光栅处理器、8个纹理单元，同时标配64bit显存控制器。虽然在硬件规格上Radeon HD 6450最低，但是在功能支持上却与高端别无二致，例如DirectX 11 API、Eeyfinity、HD3D、UVD3.0等，样样俱全。

迷你Caicos核心产品特性

　　在显存的搭配方面Radeon HD 6450也能快速跟上潮流标配GDDR5显存颗粒，从而有效增加显存带宽提高显卡性能。其实目前GDDR5与GDDR3已经没有太多的价格差别，同时双倍于上代显存颗粒的预取位让带宽成倍提升，容易达到性能与价格的平衡点。公版产品标配的是SAMSUNG K4G10325FE-HC05颗粒，四颗构成64bit/512MB规格，更多非公版HD 6450显卡显存颗粒多为尔必达（ELPDDA）和南亚（elixir）产品。

UVD引擎升级到3.0版本

　　Radeon HD 6450作为Radeon HD 6000系列的最低端型号，在3D性能方面并不会给用户带来极致的享受，但是在非3D应用方面却与旗舰产品保持一致，曾今在中高端芯片上分析的重点技术如AMD Eyefinity、HD3D和UVD引擎在这款核心上没有做任何删减。

　　HD 6450显卡视频输出接口采用DVI + DisplayPort + D-Sub组合，而没有目前主流的HDMI接口。笔者分析，用DisplayPort替换HDMI接口主要是为了组建AMD Eyefinity宽域技术提供接口保障，同时DisplayPort完全能够实现HDMI的所有功能，例如单线缆影音混合信号输出。

　　● 基准性能测试之3D Mark Vantage

 　　这是每次显卡评测必选的一个DirectX 10基准测试项目。3DmarkVantage是Futuremark推出的一款显卡3D性能测试，该款软件仅支持DirectX 10系统及DirectX 10显卡。测试成绩主要由两个显卡测试和两个CPU测试构成，整个测试软件各家偏重整机性能。

　　作为经典项目，3DmarkVantage可以展现不同GPU核心显卡的线性性能变化趋势，虽然加入了PhysX项目对NVIDIA显卡较为有利，不过整体变化趋势还是非常有参考价值的。

　　通过测试我们发现在Extreme模式下各款显卡特别是高端显卡和双核心显卡的差距明显大于Performance模式，因为除了分辨率和画质设定不通之外，GPU所占的分数权重也不同。

　　● 基准性能测试之3DMark 11

　　3DMark 11是Futuremark在2010年12月07日推出的全新3D性能测试软件，该款软件仅支持DirectX 11系统和DirectX 11显卡。显卡测试主要以产品的DirectX 11效能为主，同时通过基于bullet开放式平台的物理引擎来测试平台的物理加速效能。

　　3DMark 11是目前高端卡决斗的疆场，也是我们考验显卡真实性能的必备软件，通过这次测试我们可以发现双核心HD6990不愧是当今基准测试中的性能王者。特别是在Extreme模式下，AMD显卡加速比极大。

　　● 应用性测试-产品实际功耗考验

　　除了3D性能外，用户现在也非常关心显卡的功耗问题，本环节将针对这点进行有针对性的测试。所有显卡在同一平台进行功耗测试，每次测试间隔20分钟以上以保持合理的电源发热对功耗的影响。

多功能电力监测仪表

    测试方法上，待机环境下的功耗，均为开机后不做任何操作，5-6分钟后，功耗值平稳后记录。而温度和功耗的峰值，则是运行Furmark v1.8.0软件，在运行5分钟后，待温度、噪音和功耗值平稳后记录。

　　满载功耗和待机功耗测试体现了每一款显卡的供电原件质量、效率，同时也考验了显卡的功耗控制能力，这里主要指GPU节能和BIOS控制能力。这项测试中供电原件的效率起到决定作用，不过芯片本身的差异是无法掩盖的。

　　通过测试我们可以看出，由于偏执追求极端性能，导致AMD HD6990显卡功耗极高，而同是双芯卡GTX590表现平稳很多。GF110芯片在测试中整体功耗较高，AMD方面同等级显卡功耗控制更好一些。

　　● 应用性测试-产品温度检验

　　在温度测试中，首先笔者会在系统运行Furmark + GPU-Z程序烤机模式，连续运行20分钟以上待峰值温度恒定后，通过温度监控软件记录恒定后温度，同理在待机状态下记录待机平均温度。

Furmark 1.9.0测试界面

　　温度测试平台未采用整机密闭环境测试，由于测试环境无法保证恒定温度，室温在25°C-27°C之间。由于上述不定因素的存在，所以本环节温度测试仅供参考。

　　温度测试是每次芯片级测试中不可或缺的，我们认为超过90摄氏度的运行温度是无法接受的，不过确实有显卡在本次测试中在90度上下运行。GF114和Barts芯片整体表现优秀，温度控制良好。特别值得一提的是基于Juniper核心的显卡温度控制能力非常出色，这表明这颗核心拥有进一步超频潜质。

　　● 2011年最具性价比芯片点评1

　　在进行了性能和应用性纵向对比之后，我们希望用最精炼的语言为大家总结2011年NVIDIA和AMD发布的最具性价比的GPU芯片。性价比意味着什么？意味着以更少的钱换取更多得性能。性价比是DIY玩家永恒追求的目标，也是DIY最大的魅力之一。

性价比值得深刻思考

　　● GF110芯片打造GTX570显卡

公版GeForce GTX 570

　　我们选择了次顶级显卡GTX570，因为这是一款在性能价格比方面达到平衡的芯片，也是一款对于厂商来说利润较薄的显卡。公版GeForce GTX 570标配480个流处理器、40个光栅处理器和60个纹理单元，在曲面细分单元数量方面为15个，仅次于顶级卡GTX580的16个。

　　供电部分使用了4+2相供电设计，每相供电模组均采用屏蔽式铁素电感、八爪鱼式Mosfet还有HI-C聚合物电容构成。可以说将GTX580稍作精简，GTX570就能获得制造成本的明显下降，而为了增加高端卡出货量，厂商也不得不定出一个较为亲民的价格。

　　● 1GB版本HD6950显卡

1GB版本HD6950意味着至高性价比

　　GTX570因为价格合理受到推荐，那么1GB显存版本的HD6950真的就是现阶段最超值的高端芯片显卡。在大多数人的传统观念中，性价比这个词通常都属于中端左右的产品，我们也确实见过许多性价比优异的中端产品甚至是中高端产品，但通常情况下谁都不会把这个词同旗舰联系在一起。现在，这种传统已经被打破了。

　　基于Cayman构架的HD6900系列显卡也都处在AMD的旗舰产品线之中，用户如果想要获得最好的游戏性能，就要付出最少2000元的代价。而1GB版本普遍价格在1600元附近，这个显存容量足以应对全高清游戏，这是我们推荐它最有力的理由。

　　● 2011年最具性价比芯片点评2

　　本次最具性价比芯片点评部分，除了每人民币换取的性能之外，这些芯片还具备明显的易用性，用户可以更好地驾驭它们并且让系统轻松运行在高性能模式下，不至于温度功耗过高导致难以使用。所以第二部分的点评更加注重中低端显卡，毕竟它们才是市场上出货量最大的主力军。

　　● GTX550Ti用降价换取性价比提升

海外热销的公版GTX550Ti显卡

　　从显卡命名上来看，"GeForce GTX 550Ti”不仅延用了代表经典的”Ti”，同时还在前缀上使用了意味强悍性能的”GTX”，直接表明了GeForce GTX 550 Ti区别于上代的GeForce GTS 450，不仅性能更强而且定位也更加高端。这种在用户心态方面的定位决定了显卡拥有较高的关注度，而后期渠道商推广也会更加轻松。同时NVIDIA明确表示GeForce GTX 550 Ti并非GeForce GTS 450的继任者，二者会共存市场，不存在替代问题。

　　坦率的讲，最初上市的GTX550Ti显卡没有什么竞争优势，动辄999元的售价让用户望而却步，而其性能仅是相比GTS450有一定幅度的提升。不过后期GF116芯片大量上市时，各家板卡厂商的GTX550Ti终于把价格控制在800元以下，这款显卡相对于Barts芯片HD6790自然显现出价值。

　　● HD5750定位下移挤占低端市场

HD6750已不是中端代表

　　HD6770和HD6750从命名方式和参数规格上来看，它们分别是HD5770和HD5750的代替产品。以目前市场中的价格走势来看，HD6770对应竞争对手的GTS450-1GB，而HD6750则对应次级的GTS450-512MB，所以当你再次看到市场上动辄499-599元的HD6750，就不会感到奇怪了。

　　相对于竞争对手更加在乎产品定位和形象，AMD巧妙利用Juniper芯片降低HD6770/HD6750显卡的研发成本，以更平易近人的姿态登场，而目前这款显卡不断降价也挤压了GTS450和GT440的生存空间，性价比并未因为时间因素而降低。马上我们即将跨入2012年，Juniper芯片在诞生3年之后能否继续创造价值奇迹还有待观察。

　　● 写在2011年末的见证与展望

　　当我们接近完成这篇文章的时候，可以发现2011年两大芯片巨头完成了对于40nm工艺的充分使用，也顺利布局了其GTX500和HD6000产品线。而2011年下半年的游戏大作强力发布也增强了对于高性能GPU硬件的应用，让我们不再担心性能过剩的危机会重演。

2012年新工艺将结合新架构齐登场

　　总而言之这一年NVIDIA继续其Tick-Tock路线，用工艺与架构交替更新的脚步完成稳定的产品更新，虽然在GTX500系列显卡布局过程中脚步明显加快，不过板卡厂商和市场的回应告诉我们用户迫切需要Fermi覆盖整个产品线。AMD在今年挑战了其固有的几何端架构和VLIW-5流处理器，而明年即将登场的GNC架构将结合TSMC 28nm工艺一起登场，可谓又是一次不小的挑战。

　　2011年我们面对19款全新产品在市场上竞技，果然是一场精彩对决，2012年NVIDIA开普勒架构或许会完成对DirectX 11最高效的支持；AMD正在全力布局的GCN架构能否带来GPU架构质变，能否为AMD挽回已经被Fermi架构抢走两年的市场份额现在也存在疑问。不过GPU发展的方向正在愈加明晰，那就是准确理解DirectX的真正含义并用灵活的Shader计算实现更多图形特效。

　　● 2011年芯片级测试系统硬件环境

　　性能测试使用的硬件平台由Intel Core i7-870、技嘉P55-UD4 GIGABYTE GA-P55-UD4主板和2GB*2双通道DDR3-1600内存构成。细节及软件 环境设定见下表：

　　我们的硬件评测使用的内存模组由宇瞻（Apacer）中国区总代理佳明国际提供，电源供应器、CPU散热器由华硕（ASUS）玩家国度官方店、利民（Thermalright）的北京总代理，COOLIFE玩家国度俱乐部提供。

　　为保证系统平台具有最佳的稳定性，此次硬件评测中所使用的操作系统均为Microsoft Windows 7 正版授权产品。使用Windows 7正版软件能够获得最好的兼容性以及系统升级更新服务。

　　用户在体验或购买安装Windows 7的操作系统时请认准所装系统是否已经获得正版授权许可！未经授权的非正版软件将无法获得包括更新等功能在内的Windows 7服务。

　　各类合成测试软件和直接测速软件都用得分来衡量性能，数值越高越好，以时间计算的几款测试软件则是用时越少越好。