Maxwell终极释放 单芯王者Titan X首测

    北京时间2015年3月18日凌晨4时，NVIDIA全球同步发布了一款最新桌面级产品——GeForce GTX TITAN X，这款显卡基于Maxwell架构的GM200图形核心制造，展现了Maxwell架构所有特性的同时，彻底的将单芯显卡在性能方面的表现推向了新的高度。

    伟大神邸TITAN的名字出现在显卡中可能不那么的合适，但不得不承认每一次TITAN的降临都颠覆了当时的显卡业界，本次的GeForce GTX TITAN X同样如此，不仅性能方面强劲，是当之无愧的单芯卡皇，同样保留了GeForce GTX TITAN系列的特性。

GeForce GTX TITAN X

    同以往NVIDIA的产品发布会相同，本次他们为我们带来了相当一部分的新技术，不过从发布会上我们已经能够看到很多的东西，以往的发布会都会更多的进行性能以及规格方面的介绍。不过本次的新品发布能够明显的感受到重点已经在往体验方面倾斜，因为单单的罗列数据已经无法满足目前玩家的需求，只有更好的体验才能够有更好的口碑。

GeForce GTX TITAN X

    我们还依稀记得NVIDIA在1月22日，也就是春节之前发布了Maxwell家族的甜点级显卡，基于GM206图形芯片的GeForce GTX 960显卡。如今，时隔近两个月，NVIDIA又向我们展示了他们最新基于Maxwell架构的最强单芯旗舰，那就是我们今天要说的TITAN X，这款产品相信一直关注着硬件的玩家都有这一些耳闻，关于显卡的讨论在网络上同样也是沸沸扬扬，不过今天我们为大家带来的是货真价实的TITAN X首发性能测试。

GeForce GTX TITAN X规格一览

　　GeForce GTX TITAN X属GM200架构。它采用了GM200-400-A1芯片，晶体管数量为80亿，核心面积为610平方毫米(此为我们实际测量数据)，这款产品同样具备了Maxwell架构显卡高性能功耗比的特性，官方声称在同等性能下GeForce GTX TITAN X的性能功耗比要为上一代Kepler架构的2倍。

    基于Maxwell 2.0架构的GM200-400-A1芯片运算资源总量为3072个ALU，TFU数量为192个，后端的ROPs数量为96个，六个带宽为64bit的双通道显存控制器组成了总量为384bit的显存控制单元，大小为12288MB。

注：市场售价均为官方首发限价

　　我们可以看到GeForce GTX TITAN X的默认核心频率达到了1000MHz，Boost频率为1075MHz，显存带宽为336.5GB/s，这款产品支持即将到来的DirectX 12 API。由于显卡属于旗舰产品，为了保证显卡的品质，仅推出了公版产品，并没有开放非公版的制造权限，如果需要个性化的散热器的话需要玩家自己单独选配。

GM200架构图（点击图片查看大图）

　　1、基于HKMG的TSMC 28nm工艺。

　　2、6单元的宏观并行结构，24组SMM单元被分为6个GPC，每个GPC包含4组SMM。

　　3、24组全新设计的，包含了几何引擎、光栅化引擎以及线程仲裁管理机制的SMM单元。每个SMM单元包含一组负责处理几何任务需求的PolyMorph Engine，同时均下辖四组更基本的SM单元，每个SM单元包含32个负责处理运算任务及Pixel Shader的ALU，每个SMM单元包含8个负责处理材质以及特种运算任务如卷积、快速傅里叶变换等的Texture Array，四组并行的二级线程管理机制以及对应的shared+Unified Cache等缓冲体系。

　　4、重设且更为巨大的Cache体系资源，L1D\$ Cache与Shared彻底分离并与Texture cache完成统一，Shared独立之后容量提升50%，L2 cache的密度则提升至Kepler的4倍。

　　5、改进型的3.0版本PolyMorph Engine，重负载环境下可以实现2倍以上于PolyMorph Engine 2.0的性能。

　　在GeForce GTX TITAN X上，我们看到了基本与其他基于Maxwell 2.0架构显卡基本相同的设计，这就让这款单芯旗舰显卡能够支持所有在GeForce GTX 900系列中的特性，以后使用到这款显卡的玩家能够获得与其他采用基于Maxwell 2.0架构设计的显卡的体验。

VXGI技术解析

    同NVIDIA往常的新品发布会相同，本次NVIDIA又为我们带来了新的技术。VXGI技术早在2014年9月，NVIDIA在上海GAME24中发布GeForce GTX 980/970的时候就已经有提到过了，当时是NVIDIA中国区总经理张建中先生为我们做了一个阿波罗登月的图片展示，让我们初步看到了显卡这项技术的实力。不过我们目前依旧很少能够看到有游戏采用这项技术，毕竟一项技术是需要时间才能够融入到真正的使用当中的。

普通游戏仅仅只有直接光源

    我们目前在游戏中看到的大多数是直接的光源，并没有涉及到光的漫反射，其实游戏画面的真实性正是因为这些漫反射才让我们感觉更为真实，而通常想要让光的漫反射在游戏中呈现出与现实中相差不多的效果的话通常只有两种方法，第一种是环境光遮蔽，这种方法的弊端就在于有着巨大的显卡性能开销，所以一般玩家不会选择开启。第二种则是为了保证游戏的流畅，极大的增加游戏开发人员的工作量，那就是在每一帧画面中添加不同的隐藏光源来达到主要光源的漫反射效果。两种方法虽然有着一定的效果。但对于玩家和开发人员来说多少都有一些不友好，在这种情况下，VXGI就出现了。

    VXGI这项技术正是为了解决上述问题而出现，它能够相当少的占用GPU的资源，能够让玩家在开启VXGI效果的时候依旧相当轻松的进行游戏。在开发层面来说，只要采用了搭载VXGI技术的游戏引擎，开发人员就可以自由的调用这部分代码。剩下所有的部分包括光源漫反射和光源移动等情况全部由VXGI来完成，这样开发人员的工作量同样不会增加。

采用VXGI技术之后光的漫反射变的更为真实

    NVIDIA在发布会中声称搭载VXGI技术的游戏将在2015年大量的涌现在游戏市场之中，届时玩家可以亲自体验VXGI技术所带来的新的游戏体验。NVIDIA同样相信VXGI将会是游戏行业中里程碑式的成功技术。

VR SLI技术解析

    说起SLI技术大家可能都比较熟悉了，SLI技术就是将两块相同芯片的显卡用桥连接进行并行运算的一种方式，通常从理论上来说能够提升一倍的图形性能，不过由于各种应用对于SLI的支持程度不同，我们所能够获得的性能提升就有着一定的差异。我们可以看出SLI算是一种比较简单的提升图形性能的方法，不过对于电源的档次还是有着相当程度的要求。

    我们在安装了两块相同芯片的NVIDIA显卡之后，就能够在NVIDIA控制面板当中轻松的设置SLI的选项。目前的SLI只分为两种，一种是分割帧渲染，即为将一帧画面分为上下两个部分，分别命令两张显卡同时进行渲染，最后渲染完成后由主显卡进行输出工作，这样做的好处很明显，能够较为明显的减轻显卡的渲染压力，以达到更好的效果，不过由于这种渲染方式比较繁琐，具体效果如何还是需要看驱动的支持以及游戏对SLI的支持，目前使用的比较多的是另一种渲染方式——交错帧渲染。

VR SLI技术原理

    交错帧渲染顾名思义，将每一帧画面分为奇数帧和偶数帧，由一块显卡负责奇数帧渲染，另一块显卡负责偶数帧渲染，两张显卡同时渲染，由主卡来决定输出顺序，这样做的好处就是能够相对明显的提升游戏的平均帧，但在最低帧方面却没有什么特别大的改善，主要是因为比较浪费资源的那几帧还是需要由一张显卡来完成渲染，在最低帧方面固然不会有特别大的提升。

    本次随着GeForce GTX TITAN X的发布，NVIDIA又为我们带来了第三种SLI的方式，那就是VR SLI（Vitual Reality SLI），从名字我们就能看出这项技术是为了虚拟现实而开发的，它的运作原理在我们看来与分割帧渲染有一些类似，两张显卡将分开渲染VR眼镜当中的两个屏幕。从而达到更为流畅的效果。

GeForce GTX TITAN X其他特性

    我们知道NVIDIA这次发布的GeForce GTX TITAN X仅仅只有公版的制造权限。可能很多的玩家就会感觉这款显卡的可玩性不高，毕竟能够入手这款显卡的一定是预算特别充足或者是对于显卡有着极致追求的玩家。玩家有着这样的担心的确是不无道理，按照以往的公版显卡来看，不论在性能还是在用料方面与非公版产品都还是有着一定的差距的，不过本次NVIDIA为了避免玩家这样的担心，特意升级了对于显卡的用料。以达到能够让玩家更好的玩显卡的效果。

元件部分，模压电感清晰可见，并且除了正常的6+2相供电之外还有3相辅助供电

    本次NVIDIA在GeForce GTX TITAN X上全部采用了模压电感，虽然NVIDIA并没有明说，但是在运行时我们基本听不到有之前出现在其他产品上的电感的啸叫声音，十分安静，给玩家更好的使用环境。除了在电感上用料的改进之外，极化电容也是本次的重点。

针对元件部分的散热做的也是相当到位

    提升用料标准对于我们来说最为直接的感受就是显卡运行的更加安静了，同时性能更好的电感和电容也能够让显卡的Boost频率保证在一个比较高的状态，同样也赋予了GeForce GTX TITAN X 10%的功率提升空间，间接的提升显卡的超频性能，让显卡有更强的性能。

GeForce GTX TITAN X拆解赏析

涡轮风扇

     与之前的公版产品相同，GeForce GTX TITAN X也仅仅采用了一个涡轮风扇来负责主动散热部分的工作，保证显卡的正常运行。

散热器

     除了外观方面做出了重大的改变之外，其实在散热部分NVIDIA并没有做出什么改变，还是采用了贴片式铜管的散热方案，镀镍抛光的底座也能够更加轻松的带走核心上的温度。分布在核心周围以及供电部分的贴片也能够更好的让这部分温度传导至散热片上。

显卡核心

    GeForce GTX TITAN X采用了基于28nm制造工艺的Maxwell 2.0架构GM200图形核心，核心频率为1000MHz，并且支持GPU Boost 2.0功能，动态加速频率为1075MHz，显卡核心内建3072个流处理器。

显卡显存

    GeForce GTX TITAN X搭载了12GB GDDR5显存，采用了海力士的高品质显存颗粒，保证了显卡的稳定性以及超频性能，显存频率为7012MHz，显存位宽为384bit。

显卡供电部分

     GeForce GTX TITAN X采用了6+2相的供电设计，其中核心6相供电，2相显存供电，如此的供电设计在单芯的公版产品中还是较为少见的，同时NVIDIA还在PCB上添加了三颗辅助供电电感，让显卡的运行更加稳定。

电源接口

   GeForce GTX TITAN X采用了8+6pin的外接供电方案，从这一点我们就能够看出显卡的TDP设计没有超过250w，还是非常节能的。这样的外接供电方案也为玩家预留出了充足的余量来进行超频操作。

接口组合

    GeForce GTX TITAN X在接口方面的设计与其他基于Maxwell 2.0架构的显卡相同，都是标准的3DP、HDMI以及DVI的接口组合，不仅能够兼容目前市面上大多数的显示器，也为需要组建多屏输出的玩家提供了便利。同时3DP的接口设计可以让玩家驳接最多3个4K的显示器。

    我们可以看出GeForce GTX TITAN X在用料方面已经非常不错，能够达到一般的非公版产品的标准，显卡预留的可玩性的空间也是相当大，已经能够满足相当大一部分玩家的玩卡需求。

测试软件平台环境一览

    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、超频3黄海至尊版风冷散热器、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。

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

    从3DMark 11的测试当中GeForce GTX TITAN X彰显出了单芯旗舰级显卡的实力，没有任何目前已知的单芯显卡产品能够超越其性能。不过我们可以看到距离超越双核产品还是有着一段距离。

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

    在新3DMark中的表现与之前在3DMark 11当中相差不多，不过我们可以看到在这项测试中显卡在性能方面与双芯显卡GeForce GTX TITAN-Z的差距拉近，达到了同一水平线。

游戏性能测试：《蝙蝠侠：阿卡姆之城》

    《蝙蝠侠：阿卡姆之城》（Batman: Arkham City）是2009年最佳动作游戏《蝙蝠侠：阿卡姆疯人院》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《阿卡姆疯人院》的气氛上，不过这次上升至阿卡姆之城——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：阿卡姆之城》

     早在GeForce GTX 980/970发布的时候我们就向玩家传达过这样的信息，在《蝙蝠侠：阿卡姆之城》当中，Maxwell显卡的性能始终不如上一代，目前看来的确是这样的，在测试中GeForce GTX TITAN X相对上一代的GeForce GTX TITAN BE来说还是比较小，远没有在理论测试中的差距那么大。

游戏性能测试：《生化奇兵：无限》

    《生化奇兵：无限》将玩家带往1912年，那是巨型飞艇和浮空飞行器的全盛时期，在此背景下诞生了海底销魂城的前辈，即天空之城“哥伦比亚”：这座远离美国海岸自成一体的空中城市在信众的欢呼声中扶摇直上，寄托了美利坚强国之梦，但因其不可告人的目的使其似锦前程不久便急转直下，武装到牙齿的狰狞面目把原本光荣正确伟大的阿波罗登月变成邪恶的死星计划，整座城市消失在云端中自此再无人知晓。

《生化奇兵：无限》

    在《生化奇兵：无限》的测试当中，我们发现在1200p的分辨率下，GeForce GTX TITAN X已经超越了所有的显卡登顶，即便在高分辨率的测试当中这款显卡也仅仅只是落后的最高的双芯显卡R9-295X2零点七帧而已。

游戏性能测试：《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》

    在《孤岛危机2》的测试当中，GeForce GTX TITAN X的表现不错，与两款双芯旗舰显卡有着相当接近的性能表现。在1200p的测试当中与GeForce GTX TITAN-Z仅有2.5帧的差距。不过在2K分辨率下这个差距拉开。

游戏性能测试：《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》

    在《尘埃3》的测试当中，GeForce GTX TITAN X与双芯旗舰还是有着一定的差距的，不过我们发现了一个有趣的现象，那就是在2K分辨率和1K分辨率下的测试成绩相差并不很多。

游戏性能测试：《杀手：赦免》

    《杀手：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：赦免》

    虽然《杀手：赦免》的发布时间较早，不过在开了全特效的情况下依旧给了当下显卡相当大的挑战，我们看GeForce GTX TITAN X在2K分辨率下依旧仅有不到50帧的成绩，这还是令我们比较差异的。不过这款游戏对于双显卡的支持还算不错。

游戏性能测试：《地铁：最后的曙光》

       《地铁：最后的曙光》讲述一场为争夺足以毁灭人类的世界末日装置的内战。人类依旧苟活在地下等死，不同派系之间的战争还在继续，晚上依旧有各种变异生物潜伏在暗处。地面依旧是各种毒气，但有传言冰层开始融化，阳光开始穿透云层。

《地铁：最后的曙光》

    在《地铁：最后的曙光》的测试中，GeForce GTX TITAN X完全超越NVIDIA的双芯旗舰产品GeForce GTX TITAN-Z，但是如果仅相对于单芯显卡来看的话，那么GeForce GTX TITAN X的性能就非常强大了。

游戏性能测试：《古墓丽影9》

    《古墓丽影9》将讲述劳拉的首次冒险之旅，主角劳拉·克劳馥的年龄被设定在21岁，那时的她还只是一名刚出茅庐的新人，经验欠缺。随着游戏剧情的发展，玩家将与劳拉共同成长，获得新的武器和道具并习得新技能。在冒险的小岛上，玩家可以在营地对道具进行组合，有些特定区域就需要特定道具和技能才能通过。岛上的各个营地之间可以快捷传送，玩家无需长途跋涉。而除了劳拉外还将有其他角色出现在岛上。

《古墓丽影9》

    在《古墓丽影9》的测试中我们发现显卡在性能方面完全超越了所有显存的显卡，并且超越的幅度相当的大，这可能与驱动有着很大的关系，但这也同样彰显出了GeForce GTX TITAN X的强劲性能。

温度、功耗测试

    在这个环节我们将采用Furmark软件进行。使用Furmark让显卡达到满载的程度，经过20分钟的Burn-in测试，然后采用Windows自带的截图工具截取软件界面显示的显卡实时温度。功耗方面我们则是直接对功耗仪进行拍照，取得空载和满载的实时功耗。

Furmark温度测试（点击图片查看大图）

    我们首先来看一下温度方面，我们可以看到显卡温度的控制还是相当不错的，软件显示最高温度曾经达到了84℃，但是最后的温度稳定在了82℃，还是相当不错的。我们可以看到显卡最终运行在1100MHz的频率以上，这已经超越了GPU-Z给我们的Boost频率。

平台空载功耗（不包括显示器）

平台满载功耗（不包括显示器）

    通过测试可以看出显卡核心虽然变大，性能变强，但是得益于Maxwell架构的设计，功耗方面的控制还是相当不错的。满载情况下我们的平台仅仅只有不到360w的功耗。8+6pin的外接供电同样告诉我们显卡的TDP不会超过250w。有如此性能的一款显卡能够达到这样的功耗，不得不说这款显卡创造了GPU业界的历史。

无愧TITAN之名

    GeForce GTX TITAN X的首发测试到这里就告一段落了，通过我们的测试以及解析发现，这款显卡的确不愧被NVIDIA称为TITAN的存在，超强的性能已经足以让其登上本代单芯卡皇的宝座，不过目前来看这仅仅只是暂时的，目前NVIDIA所做的一直都是在超越自己的极限。但当2015年的某个时候他们的竞争对手开始发力之后，GeForce GTX TITAN X能否还能捍卫自己的尊严对于我们来说同样是未知的。

GeForce GTX TITAN X

    GeForce GTX TITAN X这款产品在外观方面就与之前的公版显卡产生了极大的视觉差异，银白色的外壳不见了，反而是变成了全黑化的设计，官方表示这是吸取了玩家的意见之后所做出的改变。虽然仅仅只是产品外观方面的决策，但这也明确的表示出了他们已经会开始吸取玩家的建议，毕竟在如今体验为王的时代，玩家的声音才是最为重要的。

    GeForce GTX TITAN X的表现令我们眼前一亮，但是同样带来了一个问题，我们将前文的芯片大小以及功耗测试结合起来看，尽管GeForce GTX TITAN X得益于Maxwell架构的逻辑结构设计，GM200依旧延续了在它之前的GM204以及GM206良好的性能功耗比，但受到了D线的压迫，其绝对功耗已经达到了我们所能够接受的上限。尽管勉力维持，但NVIDIA在本代D线当中的表现已经触碰到了瓶颈和压迫，下一代的Pascal架构势必会面对完成D线重绘工作的重任。

GeForce GTX TITAN X（工程样卡，会否有背板设计需看实际上市之后）

    Maxwell这个新的核心架构自打GM107开始进入我们的视野之后，就一直以超高的性能功耗比作为自己的宣传以及卖点，再加上不俗的性能，已经有相当一部分的用户买账。从GeForce GTX TITAN X这款单芯旗舰并且触碰到D线极限的产品来看，GM200从能耗比的角度上来看做的的确是非常不错，但这的确已经达到了NVIDIA和TSMC 28nm所能够承受的极限。

    GeForce GTX TITAN X所带给我们的是无与伦比的强劲性能，相信大多数购买这张显卡使用的玩家也是因为这一点才选择它。NVIDIA或许根本没有考虑这张显卡会有多少的出货量，也肯定不会将赚钱的重点放在这样一张八千元价位的显卡之上。

经典的涡轮风扇设计

    GPU业界内目前就是这样一种竞争的状态，AMD经过过去一年的沉寂，直到现在也没有推出什么令人兴奋的产品，这样的选择到底是因为厚积薄发还是因为真的需要加紧研发从而尽快的补上自家产品在市场上的缺口，这一点我们不得而知。NVIDIA这种超越自己的状态是我们不太愿意看到的，毕竟有了竞争业界才会有进步，消费者才能够得到性价比更高的显卡产品。

    不论如何目前来看GeForce GTX TITAN X的发布对于AMD来说都不会有什么特别大的影响，毕竟目前他们还没有产品推出，AMD会如何应对并且反应在他们的产品之上我们更是不得而知，不过后发制人的道理相信大家都明白。我们希望AMD尽快推出一些新产品，扳回目前在市场上的劣势。

GeForce GTX发光Logo

    这款产品的出现可以说是对显卡性能的重新定义，我们虽然不知道它在接下来的9个月当中能否保住单芯旗舰的王座，但没有更多信息的情况下我们根本无法预测业界下一刻会发生什么。2015年的上半年已经过去了一半，还记得我们当时说今年显卡业界很可能依旧会像2013年一样的火热，但起码在目前我们还没有看出端倪，不过就像我们刚说的还有接下来的9个月时间，业界是否会重新回到正常的竞争状态，GeForce GTX TITAN X能否保住那份属于神邸的荣耀？让我们拭目以待。