缔造性能神话 GeForce GTX 1080首发评测

似是故人的新架构

　　GeForce GTX 1080采用了两年前就已在GTC上被老黄透漏的全新架构——Pascal，“Pascal”依然取自一位著名物理学家的名字，国际单位制中压力的单位“Pa”即以其姓氏命名。Pascal架构的第一款产品是4月初发布的Tesla P100，其采用GP100大核心，而这次发布的GTX 1080则是采用GP104核心，具体型号为GP104-400，次旗舰GTX 1070为GP104-200。GP104核心面积约为314平方毫米，得益于16nm的制程优势，核心内集成了72亿晶体管，是GTX 980晶体管数量的1.38倍，核心面积却仅为GTX 980的78.9%。

NVIDIA GP104-400核心

　　基于Pascal架构的GM204-400芯片运算资源总量为2560个ALU，TFU数量为160个，后端的ROPs数量为64个，四个带宽为64bit的双通道显存控制器组成了总量为256bit的显存控制单元，大小为8GB。同GTX 980相比，其各项参数均有所提升，尤其是显存带宽达到了320GB/s，这是因为其率先采用了GDDR5X显存，GDDR5X显存的改进使得GTX 1080在位宽相同的情况下拥有更高的带宽，初期即可达到10-12Gbps，而随着进一步的研发最高能够提升到16Gbps。

注：表中售价均为官方首发限价

　　我们可以看到GeForce GTX 1080的默认核心频率达到了惊人的1607MHz，Boost频率为1733MHz，显存带宽为320GB/s，这款产品完整支持DirectX 12 API以及异步运算，在DX12中有着更好的表现。GTX 1080的默认Pixel Fillrate能力达到了102.8Gpiexls/S，默认Texture Fillrate能力为277.3Gtexels/S。凭借超高的基础频率和庞大的运算规模，GTX 1080拥有9 TFLOPS的超高单精度浮点运算能力，照比GTX Titan X提升了28%，甚至超越了R9 Fury X的8.6 TFLOPS单精度浮点运算能力，成为目前单精度浮点运算性能最高的游戏显卡。

GP104架构图

　　Pascal架构GP104-400芯片由以下主要的部分组成：

　　1、基于TSMC的16nm FinFET工艺。

　　2、4单元的宏观并行结构，20组SMs单元被分为4个GPC，每个GPC包含5组SMs。

　　3、20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SMs单元。每个SMs单元包含一组负责处理几何任务需求的PolyMorph Engine，同时均下辖5组更基本的SM单元，每个SMs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、GP 104拥有8个32位显存控制器，总计256位，每个32位显存控制器包含8个ROPs单元和256KB二级缓存，共计64个ROPs单元和2M二级缓存。

　　5、改进型的4.0版本PolyMorph Engine，包含了为VR设计的The Simultaneous Multi-Projection Engine，在极端情况下，SMP引擎可以减少32倍VR所需的几何渲染工作量。 

GP104 SM单元架构图

　　在GeForce GTX 1080上，我们看到了其与上代基于Maxwell 2.0架构显卡相类似的设计，主要区别就是每个GPC中多了一组SMs单元。这就让这款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。

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