1四代NVIDIA单芯旗舰汇聚一堂
TITAN，伟大的巨人神袛，希腊神话中曾经统治世界的古老神族，这个家族是天穹之神乌拉诺斯和大地女神盖娅的子女。他们曾经主宰着这个世界，至今仍然象征着巨大、宏伟以及不朽的力量。现在，他回来了，带着令人窒息的强大力量回来了。他的目的只有一个，就是再次统治人类的桌面级显卡业界，而且很明显的，他已经办到了。
北京时间2013年2月19日22时，NVIDIA全球同步发布了最新的桌面级显卡产品——GeForce GTX TITAN。这款基于Kepler GK110架构的桌面级显卡不仅拥有震撼人心的强大性能以及“震撼人心”的不菲售价，同时还将Kepler架构的完整特性首次地展现在世人面前。
去年发布的GeForce GTX 680是NVIDIA在Kepler架构上的第一次突袭，他以比竞争对手更小更凉的核心提供了超越Radeon HD7970的性能，这种优势持续了将近一年之久。现在，GeForce GTX TITAN成功地延续了这样的震撼，他的“性能功耗比”被提升到了新的高度，他的游戏性能让任何一款单芯显卡都无法企及，他甚至没有任何数字的编号，这代表NVIDIA常规的产品线数字代号已经无法容纳他的位置。
单芯旗舰成功易主
从Fermi GF100到Kepler GK110，我们经历了GeForce GTX 480、GTX 580、GTX 680、GTX TITAN四代单芯旗舰。每代产品不仅带给玩家卓越的性能，更是将NVIDIA在架构上的优势展现的淋漓尽致。在GeForce GTX TITAN已经到来之时，我们需要回首，回首这些曾经陪伴过我们的顶级产品，在性能上究竟带来了多少改变。
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2四代NVIDIA单芯旗舰规格对比
★ 四代GeForce GTX单芯旗舰规格对比
虽然从GeForce GTX 480到GeForce GTX TITAN，我们经历了四代单芯旗舰，但在核心架构上，也仅仅是从Fermi到Kepler的改变。但仅仅是这两代架构，在旗舰产品的规格上，却带来了实质性的变化，究竟有多大的变化，下面就让我们来简单看一下：
四代GeForce GTX单芯旗舰显卡规格对比表 显卡型号 GeForce
GTX TITANGeForce
GTX 680GeForce
GTX 580GeForce
GTX 480市场定价 7999 元 3999 元 3999 元 3888 元 GPU代号 GK110 GK104 GF110 GF100 GPU工艺 28 nm 28 nm 40 nm 40 nm GPU晶体管 71 亿 35.5 亿 30 亿 30 亿 着色器数量 2688 1536 512 480 着色器组织 1D×2688 1D×1536 1D×512 1D×480 ROPs数量 48 32 48 48 纹理单元数量 224 128 64 60 核心频率 837 MHz 1006 MHz 772 MHz 700 MHz 着色器频率 837 MHz 1006 MHz 1544 MHz 1401 MHz 理论计算能力 4.5 TFLOPs 3.09 TFLOPs 2.37 TFLOPs 2.02 TFLOPs 等效内存频率 6008 MHz 6008 MHz 4008 MHz 3696 MHz 内存位宽 384 bit 256 bit 384 bit 384 bit 内存带宽 288.4 GB/s 192.3 GB/s 192.4 GB/s 177.4 GB/s 内存类型 GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5 内存容量 6144 MB 2048 MB 1536 MB 1536 MB DX版本支持 11.1 11.1 11 11 HD视频技术 PureVideo HD
NVENC PureVideo HD
NVENC PureVideo HD PureVideo HD 通用计算接口 CUDA CUDA CUDA CUDA
GeForce GTX 480所采用的GF100-375-A3图形核心是由台积电（TSMC）40nm制程工艺制造，共有30亿晶体管，是当时最庞大的图形处理核心。GF100图形核心拥有480个流处理器、48个ROPs单元和60个纹理单元，同时标配384Bit显存控制器。
GF100-375-A3图形核心
GeForce GTX 580所采用的GF110-375-A1图形核心同样是由台积电（TSMC）40nm制程工艺制造，共有30亿晶体管，拥有512个流处理器、48个ROPs单元和64个纹理单元，标配384Bit显存控制器，从表面上看与GTX 480相比仅在流处理器上有着显著的提高。
GF110-375-A1图形核心
与GeForce GTX 480/580的Fermi架构不同，GeForce GTX 680采用全新Kepler架构GK104图形核心，拥有超过35亿的晶体管规模，核心面积294平方毫米。与Fermi架构相比，其运算资源总量提升到1536个ALU，Texture Filter Unit由64个增加到128个，构成后端的ROPs则下降为32个。同时，GTX 680采用全新的MC结构，4个64Bit双通道显存控制器组合成为全新的256Bit显存控制单元，显存容量达到2048MB。
GK104-400-A2图形核心
而GeForce GTX TITAN与我们之前见过的Kepler架构存在巨大的规模差异。他拥有71亿的晶体管规模，核心面积达到573.4平方毫米。与GeForce GTX 680相比，其运算资源总量从1536个ALU上升到2688个ALU，Texture Filter Unit由128个上升到224个，构成后端的ROPs则从32个提升到48个。GTX TITAN拥有Kepler架构中最庞大的MC结构，6个64Bit双通道显存控制器组合形成384Bit显存控制单元，显存容量高达6144MB。
GK110-400-A1图形核心
不过，即使再多的架构改变，再多的技术变迁，显卡的实际作用还是与性能息息相关。旗舰显卡的性能更是受到玩家们的普遍关注。那么在GeForce GTX TITAN发布之际，GeForce GTX 480、GTX 580、GTX 680三代“老单芯旗舰”与GTX TITAN之前的性能差距究竟如何呢，下面就开始我们今天的测试。
3测试平台软硬件环境一览
● 测试平台硬件环境一览
为保证测试能够发挥显卡的最佳性能，本次测试平台由Intel 酷睿i7 3970X处理器、X79芯片组主板、芝奇16GB DDR3-1600四通道内存组建而成。详细硬件规格如下表所示：
测 试 平 台 硬 件 环 境 | |
 | 中 央 处 理 器 |
Intel Core i7-3970X | |
（6核/12线程/3.5GHz/15MB L3） | |
 | 散 热 器 |
Intel RTS2011LC | |
（原厂水冷散热器 / 选配件） | |
 | 内 存 模 组 |
G.SKILL RipjawsX DDR3-1600 16GB | |
（SPD：11-11-11-28-1T） | |
 | 主 板 |
ASUS RAMPAGE IV EXTREME/BF3 | |
（Intel X79 Chipset） | |
 | 硬 盘 |
Seagate Barracuda 1TB | |
（1TB/7200RPM/32MB缓存/SATA3） | |
 | 电 源 |
NERMAX 白金冰核 1500W | |
（CSCI Platinum 80Plus/ 1500W） | |
 | 显 示 器 |
DELL Ultra Sharp 3008WFP | |
（30英寸LCD / 2560×1600分辨率） | |
● 测试平台软件环境一览
为保证系统平台具有最佳稳定性，本次产品测试所使用的操作系统为Microsoft Windows 7正版授权产品，除关闭自动休眠外，其余设置均保持默认，详细软件环境如下表所示。
操 作 系 统 及 驱 动 | |
 | 操作系统 |
Windows 7 Ultimate RTM SP1 | |
（64bit / 版本号7601） | |
 | 主板芯片组驱动 |
Intel Chipset Device Software | |
（WHQL / 版本号 9.2.3.1022） | |
 | NVIDIA显卡驱动 |
NVIDIA GeForce GTX | |
（WHQL / 版本号 314.07/314.09） | |
 | 桌面环境 |
Windows 7 Ultimate RTM SP1 | |
2560×1600_32bit 60Hz | |
在测试成绩方面，理论性能测试用得分来衡量性能，数值越高越好；游戏性能测试用FPS记录平均帧数来衡量性能，数值同样越高越好。
4理论性能测试：3DMark FireStrike
● 理论性能测试：3DMark FireStrike
于北京时间2013年2月5日推出的新3DMark，采用全新界面设计，除了测试分数，还会展现每个场景测试期间的实时曲线，全程记录帧率、CPU温度、GPU温度、CPU功耗。新3DMark取消了传统的E、P、X模式，取而代之的是根据负载不同所推出的三个场景，其中FireStrike专为基于DirectX 11显卡搭建的高端游戏平台，而CloudGate则支持基于DirectX 10环境的主流硬件，IceStorm则支持入门级DirectX 9设备、手机、平板电脑等等。
3DMark FireStrike
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
通过3DMark理论性能测试可以看出，在FireStrike模式下，GeForce GTX 480的性能不及GeForce GTX 680的一半，更不用跟GeForce GTX TITAN比；在FireStrike Extreme模式下，1.5G显存容量的GeForce GTX 480和GTX 580出现了爆显存的状况，已经不适应大分辨率的使用需要。
5理论性能测试：3DMark 11
● 理论性能测试：3DMark 11
PC游戏随Windows 7的发布进入DirectX 11时代，众多DirectX 11显卡早已摩拳擦掌上阵厮杀，却迟迟没有一个权威性的基准测试软件来衡量游戏显卡DirectX 11性能的高低。终于，DirectX 11时代的3DMark 11来到大家面前。3DMark 11使用原生DirectX 11引擎，测试场景包括Tessellation曲面细分、Compute Shader以及多线程在内的大量DirectX 11特性。
3DMark 11
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
通过3DMark 11理论性能测试可以看出，在Performance模式下，GeForce GTX TITAN遥遥领先于前代单芯旗舰；在Extreme模式中，GeForce GTX 480与GeForce GTX TITAN更是有约62.5%的性能差距，与GeForce GTX 580有大约15%的性能差距。
6DX11性能测试：《天堂4.0》
● DirectX 11性能测试：Heaven Benchmark 4.0
Heaven Benchmark 4.0是一款专门测试DirectX 11效率的软件，由俄罗斯Unigine游戏公司自主研发的引擎设计。该软件拥有类似阿凡达的悬浮岛场景，其中龙雕塑运用了细分曲面技术，抱括岛上的路径和房子的砖块等23个场景的测试得出显卡的最终实际效能，并通过DirectX 11环境带来很强的真实感。
Heaven Benchmark 4.0
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
通过DirectX 11性能测试Heaven Benchmark 4.0可以看出，GeForce GTX 480与GeForce GTX TITAN有大约67%的性能差距，与GeForce GTX 680有大约48%的性能差距，实际测试时的画面流畅度已经惨不忍睹。
7DX11游戏测试：《孤岛危机3》
《孤岛危机3》是《孤岛危机》的最新续作，游戏采CryENGINE 3引擎所制作，其卓越的画面表现以及精彩的剧情相信已无需多言。作为硬件杀手的第三代，只支持DirectX 11的Crysis3 PC版再次将游戏的画面精美程度和硬件需求提升到了新的高度。
《孤岛危机 3》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
想用GeForce GTX 480爽玩《孤岛危机3》？别想了！在1920×1200分辨率下，GeForce GTX 480的平均帧数只有19.43帧，仅有TITAN能够流畅运行游戏；而在2560×1600分辨率下，四代单芯旗舰显卡全军覆没，《孤岛危机3》对图形的性能压榨果然不是吹的。
8DX11游戏测试：《孤岛危机2》
《孤岛危机2》是《孤岛危机》的续作，游戏采用CryENGINE 3引擎制作。《孤岛危机2》在游戏内容上与一代也有很大变化，已经从秘密的丛林作战转向了公开、大规模的现代城市战争。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。
《孤岛危机 2》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
通过《孤岛危机2》游戏测试可以看出，无论在1920×1200分辨率还是2560×1600分辨率下，GeForce GTX 680和GTX TITAN都可以流畅地运行游戏，GeForce GTX 480和GTX 580虽然在1920×1200分辨率下可以较为流畅地运行，但在2560×1600分辨率下就力不从心了。
9DX11游戏测试：《失落星球2》
● DirectX 11游戏测试：《失落星球2》
《失落星球2》采用CAPCOM公司原创引擎MT Framework的最新版VER 2.0进行开发。相比上一代，游戏世界的表现将更加细致和美丽。变化不仅仅是画面上的，《失落星球2》将会在前作玩家要求基础上追加大量全新要素，新场景、新角色、新武器自然不必多说，角色的动作也比前作更加丰富多彩。
《失落星球 2》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
通过《失落星球2》游戏测试可以看出，在1920×1200分辨率下，GeForce GTX 480的性能表现大约是GTX TITAN的一半；而在2560×1600分辨率下，也仅仅是GTX TITAN的45%而矣。在大分辨率下，老旗舰已经进入退休行列。
10DX11游戏测试：《尘埃3》
《尘埃3》是由Codemasters制作发行的一款赛车竞速单机游戏，《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。游戏将包含冰雪场景、动态天气、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》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
通过《尘埃3》测试可以看出，在1920×1200分辨率下，GeForce GTX 480与GTX 580有大约20%的性能差距，与GTX 680有大约43%的性能差距；在2560×1600分辨率下，GeForce GTX 480与GTX TITAN有大约60%的性能差距，属于合理范围内。
11DX11游戏测试：《蝙蝠侠：阿克汉姆之城》
● DirectX 11游戏测试：《蝙蝠侠：阿克汉姆之城》
蝙蝠侠：阿克汉姆之城之城（Batman: Arkham City）是2009年最佳动作游戏《蝙蝠侠：阿甘疯人院》的续作，由华纳兄弟出品，该作由Rocksteady工作室负责开发，世界架构仍然建立在《阿克汉姆疯人院》的气氛上，不过这次上升至阿克汉姆之城——高谭市内戒备森严的，关押了大量暴徒的监狱之中。新作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。
《蝙蝠侠：阿克汉姆之城》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
通过《蝙蝠侠：阿克汉姆之城》游戏测试可以看出，在1920×1200分辨率下，GeForce GTX 480的表现要略微好些，与GTX TITAN的性能差距缩短至50%以内；不过在大分辨率中显存不足的劣势再次体现，56%的性能差距，不算少了。
12DX11游戏测试：《使命召唤：现代战争3》
● DirectX 11游戏测试：《使命召唤：现代战争3》
《使命召唤：现代战争3》是美国动视暴雪旗下“现代战争”系列的第三部作品。该游戏由Sledgehammer Games、Infinity Ward、Raven Software联手制作。《现代战争3》是《现代战争2》的续篇，本作将会揭晓“现代战争”系列主角的去向与秘密。全新角色、新科技冷武器、更加浩大的战争场面，《使命召唤：现代战争3》将会带领玩家体验到更加真实的现代战争。
《使命召唤：现代战争3》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
《使命召唤》系列真是哪一代的引擎“都一样”，通过该游戏测试可以看出，GeForce GTX 480无论在1920×1200分辨率还是2560×1600分辨率下的平均帧数均超过60帧，看来玩《使命召唤》系列游戏，前三代旗舰显卡足矣。
13DX11游戏测试：《地铁2033》
● DirectX 11游戏测试：《地铁2033》
《地铁2033》由乌克兰4A游戏工作室开发，采用4A游戏引擎，PC版支持NVIDIA PhysX物理特效。2013年，由于大面积的核战，导致几乎所有的人类都被消灭，而且地面已经被污染无法生存，极少数幸存者存活在莫斯科的深度地下避难所，人类文明进入新的黑暗时代。直至2033年，整整一代人出生并在地下成长，他们长期被困在“地铁站”的城市。
《地铁2033》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
开了DOF的《地铁2033》游戏测试，没有哪款显卡能逃过一劫，在关闭DOF的前提下，在1920×1200分辨率下四代单芯旗舰都可以流畅运行游戏，而在2560×1200分辨率下，只有GTX TITAN能搞得定了。
14DX11游戏测试：《杀手5：赦免》
● DirectX 11游戏测试：《杀手5：赦免》
《杀手5：赦免》采用IO Interactive自主研发的冰川2（Glacier 2）引擎制作，游戏内容都是在引擎下实时进行反馈的，所有动作都是即时生成的。新作主要场景发生在芝加哥，名为代号47的主角在本作中将更加灵活，更好控制。他将可以攀在悬崖边，还可以保持平衡，游戏融入了掩护系统，挟持人持的功能回归。
《杀手5：赦免》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
《杀手5》同样比较压榨图形性能，通过该游戏测试可以看出，GeForce GTX 480在1920×1200分辨率下都不能流畅运行游戏；在2560×1600分辨率下呢？看来前三代单芯旗舰都搞不定。
15DX11游戏测试：《无主之地2》
《无主之地》为一款RPG风格合作FPS游戏，作为《无主之地》的续作，这款卡通渲染风格的二代游戏可以让玩家仍然扮演来自前作的自定义英雄，同时引入了名为“圣安德列斯风格”的升级系统。并且该作取消在线多人模式，支持合作模式。
《无主之地 2》
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
GeForce GTX四代单芯旗舰性能对比
《无主之地2》对图形性能就没有什么太高的要求了，GeForce GTX 480在1920×1200和2560×1600分辨率下的表现都还不错，与GTX TITAN的性能差距也没有之前那么夸张，作为本次最后一项游戏测试，也是收了个好尾。
16总结:游戏显卡未来是否还会存在?
● 与前三代单芯旗舰相比，TITAN不仅仅只有游戏性能
至此，四代GeForce GTX单芯旗舰的性能对比测试就告一段落。通过前面的基准测试和游戏测试还有之前推出过的首发测试文章可以看出，GeForce GTX 580较GTX 480有平均20%左右的性能提升；而GeForce GTX 680较GTX 580有平均25%左右的性能提升；TITAN似乎并没有遵循这样的规律，高于公版GTX 680四成以上的性能提升说明了一切。不过我们还是要记住竞争对手的那句话——“这东西（TITAN）压根就不是显卡”。
GeForce GTX 480还能坚持多久？
在首发测试中已经说明，与GeForce GTX 480/580/680不同的是，GeForce GTX TITAN的双精度浮点运算能力是可以手动开启或关闭的。在开启时，TITAN将会运行在Tesla K20X的默认频率上，也就是说TITAN与前三代单芯旗舰显卡最大的不同之外在于，他既是目前性能最强的单芯旗舰卡，也是一块可以媲美Tesla K20X的通用计算卡。
GeForce GTX 580性能仍然可以满足主流3D游戏
● GTX TITAN已经打破前代旗舰性能功耗比的规律
尽管不同的逻辑结构会带来不同的性能功耗比表现，但在“给多少电就干多少活”的半导体工业，同代工艺下双方的同功耗性能差距应该不会过于巨大。消耗同样的功耗，某个逻辑结构竟然可以输出比同档次竞争结构多一半以上的性能，这甚至是连错代工艺都极难实现。
TITAN令旗舰显卡“性能功耗比”上升到新的台阶
即便是CPU领域的推土机 VS SNB-E，也没有表现出这样程度的差距。如果我们无法接受“TITAN以及AMD自身依旧存在太多问题从而导致了现在的局面”这种结论的话，那也就只能以“这东西（TITAN）压根就不是当显卡设计的”来作为解释TITAN性能的理由了。
● 难道TITAN的潜力只有性能这么简单？
通过前面的测试，我们已经了解了NVIDIA四代GeForce GTX单芯旗舰显卡的性能差距。那么考量NVIDIA单芯旗舰显卡的变迁就只有这些么，答案当然是否定的。在未来的文章中，我们还会针对“性能价格比”和“性能功耗比”作详细的测试，还有在首发测试中提到的GPU Boost 2.0技术，相信可以带给读者更多的惊喜。
17NVIDIA GeForce GTX Titan详细参数
NVIDIA已经发布到最新一代的GeForce GTX Titan，它相比上一代GeForce GTX 680有40%以上的性能提升。那么在DirectX 11时代，NVIDIA四款顶级单芯显卡，又有何提升呢？本文将为您揭开谜底。
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