实践出真知！ GTX970显存占用深度评测

    NVIDIA全新一代Maxwell架构旗舰级显卡凭借其颠覆性的性能功耗比，自发布之初就受到了广大玩家的青睐。相对于Maxwell家族“大哥”GeForce GTX 980的风光无限，“二哥”GeForce GTX 970近期日子过的却不怎么舒坦，尤其是关于其显存容量的问题流言不断。那么这些流言究竟是谣言还是事实？让我们从头说起！

    整个事件最早要追述至国外的NVIDIA和Guru3D论坛，在论坛中有不少玩家声称在《孤岛惊魂4》、《中土世界》等游戏中无法完全利用到“标配”的4GB显存，最多只能用到3.5GB，而与此同时在一些监测软件中显示游戏的显存占用更是连3GB都达不到。尽管后来来自国外的中立媒体对此问题进行了测试并澄清，但仍然无法打消一些玩家的怀疑。

GTX 970 

    一波未平一波又起！几天后NVIDIA发表了一篇官方声明，表示由于Maxwell构架的显存控制器结构相比之前作出了较大改进，并且拥有13组SMM的GeForce GTX 970和拥有16组SMM的GeForce GTX 980在显存对应上又稍有差异，被分为了3.5GB和0.5GB两个部分。此举最终引发了玩家对此种机制是否会影响到游戏性能的讨论。带着这一疑问我们也开始了本次的验证。

    除了每一代构架的巨大革新之外，NVIDIA在显存控制器方面也在进行着不断的优化，不过行为略显低调，以至于令玩家产生质疑。实际上本次GeForce GTX 970事件与之前GeForce GTX 660所使用的“非对称显存”事件如出一辙，均是玩家对于NVIDIA显卡所使用的“非常规”显存技术不够理解，进而产生对性能影响的怀疑。而本次争议的焦点就在于GeForce GTX 970中所使用的新技术——Memory Crossbar内存交叉。

Kepler对比Maxwell架构设计

    与之前的Kepler构架中只能完全禁用整个L2和MC分区不同，Maxwell可以独立的禁用分区中的L2和MC单元，相对于单纯分区的开与关提供了第三种可能——部分关闭的L2和MC分区。以往常观点来看，每个L2和MC分区对应的是一个整体的内存主控单元，因此当“部分开启”的状态下所对应的显存主控单元会被关闭。

显存设计

    那么问题就来了，禁用了部分L2和MC单元之后就会显而易见的导致显存主控单元分布不均衡，所以NVIDIA在GeForce GTX 970中引入了玩家前所未见的Crossbar技术将显存进行了分区。上图就是GeForce GTX 970中Crossbar的布局，GTX970有13个SMM，SMM通过Crossbar与L2连接，然后L2再连接MC，GTX980有8个L2与MC连接，但GTX970只有7个L2与MC连接，最后2个MC共用一个L2。

新功能示意图

    Maxwell还引用了另外一个与Crossbar相关的新功能，这个功能只有在像GeForce GTX 970中包含部分关闭的L2和MC分区时才会激活——L2之间的Link。理论上每个L2单元都需要1个接口连接到Crossbar中，同时还需要1个Link连接到它的显存控制器通道中。GeForce GTX 970禁用了一组L2单元，L2之间的Link发挥了作用，让只有一半L2的显存主控保持激活状态。总之，正是这个Link使得在缺少了1组L2单元之后还能使用完整256bit位宽成为了可能。

Maxwell新架构芯片

    GeForce GTX 970是首个采用Crossbar技术的产品，那么Crossbar技术的引入是否会对游戏性能产生影响呢？

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、ANTEC H1200水冷散热器、技嘉X79芯片组主板、威刚4GB DDR3-1600×4四通道内存、ANTEC HCP-1300电源组建而成。详细硬件规格如下表所示：

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。

    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；游戏性能测试用游戏自带Benchmark来衡量性能，数值同样越高越好。

    我们的测试思路为利用相同Maxwell架构下以及相同4GB 256bit 7GHz显存规格的GeForce GTX 970与GeForce GTX 980进行对比，通过测试在不同显存占用量下的性能变化来观察Crossbar技术对游戏性能的影响，本次的测试游戏为《刺客信条4：黑旗》、《孤岛惊魂4》、《使命召唤11：高级战争》以及《中土世界：暗影摩多》

    首先是《刺客信条4：黑旗》游戏中，在所有画质均设为最高，同时将反锯齿设置为4X MSAA时，两款显卡的显存占用率低于3.5GB，此时GTX 980和GTX 970的帧率分别为20.6和18.7帧。

反锯齿设置为4X MSAA GTX970画面

反锯齿设置为4X MSAA GTX980画面

4XMSAA抗锯齿下成绩

8X MSAA GTX970画面

8X MSAA GTX980画面

8XMSAA抗锯齿下成绩

    而在将反锯齿进一步开至8X MSAA时，随着游戏过程的深入，显存占用都可以达到3.5GB以上。此时两款显卡的帧率分别跌至15.2帧和13.7帧，跌幅分别为26%和27%，两者性能下降均非常正常。下面再来看看其他游戏的表现。

    《孤岛惊魂4》对显存的占用也非常恐怖，首先在2560x1440 Medium画质下，GTX 980和GTX 970的帧率分别为87.8帧和82.8帧。显存占用均在2600MB左右。

2560x1440 Medium画质GTX970画面

2560x1440 Medium画质GTX980画面

2560*1440 Medium画质成绩

3840x2160 Ultra GTX970画面

3840x2160 Ultra GTX980画面

3840x2160 Ultra画质成绩

    将分辨率调至3840x2160 Ultra同时开启4X MSAA时，两款显卡的显存占用都达到了3800MB以上，此时两款显卡的帧率分别为20.6帧和18.4帧，跌幅分别为77%和78%，程度非常正常。

    在《使命召唤：高级战争》中，在3840x2160分辨率中等画质并开启电影级SMAA2TX下，两款显卡的帧率均在3500MB之下，帧率分别为86.9帧和77.4帧。

3840x2160中等画质SMAA2TX GTX970画面

3840x2160中等画质SMAA2TX GTX980画面

3840x2160中等画质SMAA2TX成绩

4X SSAA GTX970画面

4X SSAA GTX980画面

3840x2160 中等画质 SMAA2TX 4XSSAA成绩

    而在此基础上开启4X SSAA，两款显卡的帧率均大幅下滑至23.1帧和20.2帧，同时两款显卡的显存占用都已经达到3900MB以上，但跌幅分别为73%和74%。

    在《中土世界：暗影摩多》中，在2688x1512分辨率VeryHigh画质设定下，实际游戏中，两款显卡的显存占用均在3GB以下，此时帧率分别为70.4帧和64.1帧。

2688x1512分辨率VeryHigh GTX970画面

2688x1512分辨率VeryHigh GTX980画面

2688x1512分辨率VeryHigh成绩

3840x2160分辨率和Ultra GTX970画面

3840x2160分辨率和Ultra GTX980画面

3840x2160分辨率和Ultra成绩

    开启3840x2160分辨率和Ultra画质下，实际游戏中显存占用都超过3.5GB，此时帧率分别为33帧和30.6帧，跌幅53%和52%，GTX 970的跌幅反而小些，可认为是误差。暗影魔多中970的跌幅反而比980少一些，因为这是打斗场景，需要截下即时的显存占用，所以会有少许误差。 

    通过此次多款游戏的测试不难看出，GeForce GTX 970的显存使用并无异常的表现：1. 显存可以使用到3.5GB~4GB；2. 与GeForce GTX 980的性能进行对比，无论是在3.5GB-4GB之间占用还是在4GB显存占用时，性能下降均处于较为相当的水平。以此得出结论与之前GeForce GTX 660所使用的非对称显存技术相同，GeForce GTX 970所使用的创新Crossbar技术并不会对游戏性能产生任何不良影响。

    通过此次多款游戏的测试不难看出，GeForce GTX 970的显存使用并无异常的表现：

    1. 显存可以使用到3.5GB~4GB，GTX 970具备4GB/256bit显存准确无误；

    2. 与GeForce GTX 980的性能进行对比，当提升游戏画质设定，显存占用超过3.5GB之后，二者游戏流畅度下降均处于一致水平，表明GeForce GTX 970所使用的创新Crossbar技术并不会对游戏性能产生任何不良影响。

GM204显示核心

    如果没有此次的显存风波，恐怕也不会让Crossbar这项全新技术浮出水面，并且我相信Crossbar仅仅只是NVIDIA未大肆宣扬“黑科技”中的冰山一角。因此不管你是否认为GeForce GTX 970所引入的Crossbar技术坑爹，你都要面对这样一个事实——Maxwell架构是目前NVIDIA最强大的GPU，同时也是目前市售产品中能通提供综合素质最好的架构，它成就了NVIDIA最强大的GPU，而这其中，GTX 970无论是画质、绝对性能还是游戏体验，都是这个价位上最值得选择的产品。如果你想选择一款搭配4K显示器的高端游戏显卡，Maxwell架构GTX 970绝对是仅次于GTX 980的最好选择。