GTX680当裁判 PCI-E3.0性能提升度测试

【前言】Ivy Bridge来了！就在全球DIYers期盼的目光中，Ivy Bridge终于向世人揭开了它神秘的面纱。Ivy Bridge相比Sandy Bridge的一大进步就是它将原生支持PCI-E 3.0接口技术，硬件平台可以通过该接口获得更高的传输带宽。PCI-E 3.0对于目前的单显卡，能否在原PCI-E  2.0接口的基础上提供更好的性能表现更是玩家所关心的问题所在。

    但是对于单显卡用户来说，到底有没有必要上到PCI-E 3.0呢？今次，我们将使用到Nvidia目前最为高端的显卡新品Nvidia GeForce GTX680以及Ivy Bridge架构处理器Intel Core i7-3770K和全新Z77主板来测试一下PCI-E 3.0与PCI-E 2.0在运行主流游戏时的性能差距。

    PCI-E 3.0技术规格的提出还要追溯到2007年。由Intel牵头，联合IBM、康柏、AST、惠普等100家公司共同创办的外围部件互联专业组（亦即PCI SIG、：Peripheral Component Interconnect Special Interest Group）意在进行电子部件输入/输出接口的创新。他们针对PCI-E 1.0以及PCI-E 2.0技术进行了多项改进，希望能够在2009年-2010年即推出PCI-E的下一代接口规范即PCI-E3.0。

PCI SIG一直致力于I/O接口技术的创新

    PCI-E 3.0技术相比PCI-E 2.0技术可以提供高达8GT/s的传输带宽，并同时支持对PCI-E 2.x/1.x的向下支持。关于其他的技术改进其实作为普通消费者并不太关心，我们只需要知道，PCI-E 3.0与PCI-E 2.0的关系就好像USB3.0与USB2.0的关系一样、下一代产品总是要比上一代产品更快、更通畅即可。

微星等主板厂商也在自己的主板产品中加入了对PCI-E 3.0的支持

    当然，技术的车轮永远是在不断向前翻滚的，正当PCI-E 3.0尚未全民普及之刻，PCI SIG就已经宣布他们目前正在着手制定PCI-E 4.0的技术规格标准。他们声称PCI-E 4.0的单通道传输速率将达到2GB/s、PCI-E x16插槽的传输速率将会达到32GB/s。按照以前PCI SIG的规格制定时间轴来看，PCI-E 4.0技术即便要现身也要等到2014年了，这东西距离我们还有那么一段时间，我们还是把目光转移到现在的PCI-E 3.0上来吧。

当然，想要体验PCI-E 3.0，你需要一枚Ivy Bridge处理器

    在本次的测试中，我们将会使用到Intel Core i7-3770K+Z77 Chipest芯片组主板+GeForce GTX680分别测试PCI-E 2.0与PCI-E 3.0接口传输速率下进行10项数据测试，其中包括理论性能测试的3DMark系列、天堂测试程序，同时也包括7款目前较为主流的游戏软件。为了能够与Sandy Bridge平台进行对比参考，我们还将引入Intel Core i7-3960x+X79 Chipiest+GeForce GTX680的测试成绩。

测试平台硬件规格对比

    本次测试涉及到两代硬件平台，两种显卡数据传输接口，所以我们需要首先来过目一下本次测试的三组测试基准平台的硬件规格。

    PCI-E 2.0 2组的平台为SNB-E平台，完全跨平台会出现硬件不同的情况，我们将其加入进来也是为了能够让给大家提供一定的数据参考。

    本次测试涉及总共10个测试项目其中包括3个理论性能测试软件与7个主流游戏测试项目。7个游戏当中除了《战地3》我们会采取和以往相同的跑路点的形式进行测试以外，其他测试皆通过游戏自建/第三方脚本进行测试。

    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。

理论性能测试:3DMark Series

　　3DmarkVantage及3Dmark11是Futuremark推出的显卡3D性能测试，两款软件分别针对DirectX 10及DirectX 11显卡。测试成绩主要由显卡测试和CPU测试两部分总和构成，整个测试软件更加偏重整机性能。

3DMark Vantage 测试软件

3DMark 11 测试软件

    3DMark Vantage 测试成绩对比：

三组平台的成绩差别不大，PCI-E 3.0组仅高了160分左右

    3DMark 11测试成绩对比：

3960x更多的核心更多的线程使得PCI-E 2.0 2组的成绩超过其余两组

【小结】3DMark Series作为理论基础性能测试再合适不过。无论是3DMark Vantage还是3DMark 11，他们的测试成绩都成为了不少显卡性能测试的标准。从测试结果上来看，三种方案的跑分结果都相差无几，我们是不是可以将三套方案的测试成绩认做是系统误差呢？3DMark 11测试中，PCI-E 2.0 2组的成绩为评测样本中的最高分，看来i7-3960x更多的线程以及更多的核心在3DMark 11的测试中起到了不小的作用。但是同平台下PCI-E 2.0与PCI- E 3.0两种技术接口的测试成绩并没有完全拉开。

理论性能测试:Heaven 3.0

    《Heaven Benchmark 3.0》是由俄罗斯Unigine游戏公司开发设计的一款Benchmark程序的最新版本，该程序是由Unigine公司自主研发的游戏引擎设计，支持DirectX 9、DirectX 10、DirectX 11与OpenGL 3.2 API，通过数十个场景的测试最终得出显卡的实际效能。

Heaven 3.0 测试软件

Heaven 3.0画面设置

    Heaven 3.0测试成绩对比：

三组成绩相差不超过0.3FPS，基本可以理解为系统误差

【小结】Heaven 3.0相比Heaven 2.5能够在保证输出同样甚至更好的特效的基础上，提高整个测试平台的测试成绩，这在我们以往的评测当中就已经有所体现。本次测试中，三种平台方案的成绩几乎完全相同，也就是说Heanven 3.0排除了CPU/内存/主板对显卡测试的影响。另一方面，几乎相同的成绩也表示了PCI-E 2.0已经完全可以满足Heanven 3.0的数据传输带宽，PCI-E 3.0、PCI-E 2.0下的成绩就已经证明了这一点。

游戏性能测试:Battlefield 3

    《战地3》是DICE于去年10月底推出的战地系列全新力作，其所采用的寒霜2引擎具备诸多先进的DirectX 11特性，拥有完美光照系统带来的单反照片级图形质量，其完美的多人配合游戏部分也得到了广泛的认可和赞誉。

游戏性能测试：Battlefield 3

Battlefield 3 画面设置 

    我们采用游戏第二个任务——碎剑者行动的开始部分作为测试场景，通过fraps软件记录游戏FPS数据，测试时间设置为240秒，此时长为任务开始至剧情发展到第一名队友被狙击手击倒并被我们拖入掩体为止。该段游戏过程包含大量的市内外场景切换，狭窄和开阔地形，激烈交战以及出现在其中的复杂光照系统表现。

    Battlefield 3测试成绩对比：

再一次，三组平台的差距很微小

【小结】《战地3》使用了DICE研制开发的寒霜2游戏引擎，大量的光影特效使得游戏的画面相比《战地2》达到了一个新的高度，甚至在目前来看也鲜有完全击败《战地3》的游戏软件出现。再一次的，三种平台方案的测试结果又是“毫无悬念”的几乎没有任何差距。经历了3DMark Series、Heaven 3.0的测试以及现在的《战地3》游戏测试，我们是不是可以认为，PCI-E 3.0对于单显卡应用所取得的性能提升并不明显呢？

游戏性能测试：LostPlanet 2

   《失落的星球2》背景设在原来第一季的十年后。气候变化融化冰雪覆盖的大陆，创造了新的环境，如丛林。在EDN-3rd的改变下，10年过去了。地球发生了重大改变，冰川已经融化，热带丛林，沙漠冷酷无情。玩家将进入新的环境，与雪贼战斗，以抓住不断变化的地球控制权。玩家将控制他们的英雄跨越6个相互关联的事件，创造一个真正独特的互动体验。有了这个概念，玩家将会有机会从不同的发展角度来动态的改变故事情节。

Lost Planet 2 游戏测试

Lost Planet 2 画面设置

    Lost Planet 2 测试成绩对比：

与上一组对比情况相同，三组平台的成绩几乎没有区别

【小结】《失落的星球2》采用了Capcom自家研制开发的MT Framework框架设计，该框架善于表现爆炸、金属质感。我们的测试采用了《失落的星球2》的Test B关卡进行测试。三种平台方案的测试成绩同样是非常接近。i7-3960x有着更多的线程数以及更多的核心，而i7-3770K却有着更高的主频，但无论他们有多大的差别，PCI-E 2.0/PCI-E 3.0依然没有拉开性能上的差距。

游戏性能测试:Batman 2:Arkham City

    《蝙蝠侠：阿克汉姆之城》仍然建立在《阿克汉姆疯人院》的气氛上，不过这次上升至阿克汉姆之城——高谭市。高谭市内戒备森严，关押了大量暴徒的监狱之中。而且新作还汇集了众多明星参与的配音阵容以及蝙蝠侠中的极度凶残的恶棍，并改进和加强了一游戏特点，让玩家们拥有像《蝙蝠侠：黑暗骑士》一般的终极游戏体验。同时，本作还支持Nvidia PhysX物理特效。

Batman 2:Arkham City 游戏测试

Batman 2:Arkham City 画面设置

    Batman 2:Arkham City测试成绩对比：

在本测试项目中，三组方案终于拉开了差距……

【小结】终于，我们终于看到了一些分值上的差距。《蝙蝠侠：阿甘之城》在发售初期有着比较严重的、影响硬件性能发挥的Bug存在，我们此次使用的版本已经打上了1号修复补丁。同时两套平台在测试时采用的驱动版本不同也为测试数据带来了一些变化。301.24版本驱动看起来为新架构平台提供了更好的表现能力，提升接近10FPS，而在PCI-E 3.0下，提升则进一步被拉大到14FPS。单看PCI-E 3.0与PCI-E 2.0的测试成绩也可以发现它们两者的差距在6FPS，虽然仅6FPS，但相对平均帧数已是较大提升了。

游戏性能测试:Farcry 2

    《孤岛惊魂2》拥有超高自由度的游戏系统，整个游戏世界面积达到50平方公里，玩家可以自由在其中驰骋，而游戏的结局也是开放的。《孤岛惊魂2》的PC版在2009年内上市。本次测试采用的图像引擎为Dx9.0版本。

Farcry 2 游戏测试

Farcry 2 画面设置

     Farcry 2测试成绩对比：

备注：PCI-E 2组成绩为DX10模式 1组以及PCI-E 3.0组成绩为DX9模式

【小结】看到这样的测试成绩请各位不要惊慌出错了。实际上《Farcry2》的测试成绩是在DX10模式下测得，该成绩是此前在进行Nvidia GeForce GTX680性能测试时得出的。而本次测试为了探寻DX9模式下PCI-E 2.0与PCI-E 3.0的成绩是否有所不同，所以我们使用了DX9模式来测试《Farcry2》。如上图所示，PCIE 2.0 和PCI-E 3.0的成绩的确拉开了不少，PCI-E接口为CPU与显卡提供了数据通道，那么从本次的测试成绩来看，《Farcry2》这样的老游戏需要CPU来帮忙处理更多的数据，而PCI-E 3.0则提供了更为通畅的数据传输。也就是说在某些游戏当中，PCI-E 3.0的确可以帮助单显卡硬件平台提升游戏帧数。

游戏性能测试:DiRT 3

    经典越野赛车系列新作《尘埃3》为赛车游戏带来了全新变革。Codemasters声称要打造“有史以来最大型的拉力赛游戏”，《尘埃3》采用与《F1 2010》同样的Ego引擎，拥有更加拟真的天气系统及画面效果。游戏包含冰雪场景、动态天气、YouTube上传、经典的赛车、分屏对战、party模式、开放世界、更多真实世界中的赞助商和车手等特点。《尘埃3》包含从挪威的阿斯彭到蒙特卡罗到非洲平原的超过100条赛道。届时将会让玩家体验到一款全新的赛车盛宴。

DiRT 3游戏测试

DiRT 3画面设置

    DiRT 3测试成绩对比：

Ivy Brige平台比Sandy Brige平台高了10FPS左右

【小结】每一款游戏的开发都是不同的，每一款游戏的硬件需求也都是不同的，《Farcry2》与《DiRT3》就是两个很好的例子。在《DiRT3》的测试项目中，Ivy Bridge平台的测试成绩都高过Sandy Bridge平台10FPS左右。但是回过头来看两组Ivy Bridge平台的测试成绩，我们会发现他们再一次几乎没有差别。

游戏性能测试:S.T.A.L.K.E.R:CoP

    《潜行者：普里皮亚季的召唤》（S.T.A.L.K.E.R.:CallofPripyat）的故事剧情发生在《切尔诺贝利的阴影》的故事之后，Pripyat是乌克兰的一个城镇名字，是切尔诺贝利事件的隔离区，它是一座被废弃的城市，具体在乌克兰首都基辅以北的区域，民间有“鬼城”之称，现时Pripyat市已经成为了一个旅游景点。显然，新版S.T.A.L.K.E.R.游戏的舞台就在这里搭建。

S.T.A.L.K.E.R.:Call of Pripyat 游戏测试

S.T.A.L.K.E.R.:Call of Pripyat 画面设置

    S.T.A.L.K.E.R.:Call of Pripyat测试成绩对比：

Ivy Bridge两种接口方案在COP测试项目中成绩相同

【小结】《S.T.A.L.K.E.R:COP》是首款DX11游戏大作，虽然该游戏的游戏画面在目前来看比较“落后”，但该游戏Benchmark测试程序的测试结果依然可以为我们提供有效的性能参考依据。两组Ivy Bridge方案的成绩再次超越Sandy Bridge方案，但他们之间没有任何区别，即便是小数点之后的数字也是如此。

游戏性能测试:Crysis 2

    《孤岛危机2》是《孤岛危机》的续作，游戏采CryENGINE 3引擎所制作，故事发生在距一代3年后的2023年。外星人在地球上的大片区域挑起了战争，各大城市都遭到攻击，人口锐减，玩家将要进行捍卫地球的末日战争。

Crysis2 游戏测试

    我们采用Crysis2 BenchmarkTool来完成测试，场景选择Downtown，测试进行三次，取最高成绩作为最终测试结果。

Crysis2 画面设置

    Crysis2 测试成绩对比：

到了显卡危机2的测试，差距再次被缩小

【小结】显卡危机的名号的确不是白来的，《Crysis2》上市之后几乎是秒掉了所有主流显卡，用它来做硬件性能测试最为合适。与《S.T.A.L.K.E.R:COP》的结果几乎完全一样，Ivy Bridge方案的成绩要比Sandy Bridge平台的成绩更高。PCI-E 3.0方案的成绩比PCI-E 2.0方案的成绩仅高0.2FPS，由于差距实在太小，我们已经可以认为这0.2FPS是系统误差了。看来《Crysis2》在单显卡硬件平台下，对使用PCI-E 3.0还是使用PCI-E 2.0并不敏感。

总结:PCI-E 3.0对单卡提升有限

    从前面10项的测试结果中我们已经可以看出对于单独的一块Nvidia GeForce GTX680来说，PCI-E 3.0在绝大多数游戏中的表现的提升并不明显。只有在《Farcry2》的DX9模式下，PCI-E 3.0对比PCI-E 2.0才体现出了20FPS的优势。

对于单卡来说，PCI-E 3.0的提升并不明显

    2011年7月6日，微星正式发布了世界第一款搭载PCI-E 3.0接口技术的Z68主板，而在那时我们并没有基于Ivy Bridge架构的处理器核心，所以并不能使用搭载了PCI-E 3.0技术的显卡。更者，Nvidia GeForce GTX680是Nvidia首款支持PCI-E 3.0技术的处理器，所以我们也只有在今天真正完成PCI-E 3.0对比PCI-E 2.0的游戏性能测试。

单卡提升较小，那么SLi之后呢？

    此前，中关村在线主板频道已经就PCI-E 3.0/2.0做过了底层延展性测试，实际的成绩和我们今日所进行的游戏测试结果所印证的结论仍然相同，那就是在目前来看，对于单显卡来说，PCI-E 3.0相比PCI-E 2.0并不能在所有的游戏与应用中都带来较大的性能提升。

我们也期待显卡厂商能够提供更棒的驱动来加强PCI-E 3.0的应用

    当然我们也需要看到这背后所隐含的内容。目前PCI-E 3.0技术尚未普及，诸多游戏厂商乃至应用计算厂商此前所开发的游戏软件都是在PCI-E 2.0技术已经应用得非常成熟的前提下进行开发的。换句话说，我们并不能指望适用于北方人吃的馒头与面条成为南方人的最爱。而且我们此次并没有进行多卡在PCI-E 3.0/2.0的性能测试，也许在多卡平台中，PCI-E 3.0会发挥更大的优势。归根结底，PCI-E 3.0仍然是大势所趋。我们仍要以积极的态度去看待它，正如PCI-E 2.x取代了PCI-E 1.x一样。