NVIDIA GeForce GTX 1080全球首测

（原标题：帕斯卡怒战《DOOM4》 NVIDIA GeForce GTX 1080全球首测）

在数十年前，John Carmack让《毁灭战士（DOOM）》系列开始成为玩家们的噩梦，如果想要体验高速的游戏节奏、看到实时的光影变化，玩家们必须要更多的钱，去购买性能更强的硬件配置。“显卡杀手”游戏敦促着玩家和厂商们不断向更高性能显卡前仆后继，即使John Carmack离开id Soft转而专注Oculus的VR领域，《DOOM》所代表着FPS那份“上来就干”的快节奏初衷从未转移。

在上周，NVIDIA放出了一段《DOOM4》的实时演示视频，让游戏稳定在60FPS以上的显卡是一块GeForce GTX TITAN X，但现在我们已经找到了一块让游戏性能更猛的承载体，这块源自帕斯卡核心，随时能干翻麦克斯韦全家的NVIDIA GeForce GTX 1080被黄仁勋称为New King。在PPT大厂还没有拿出绝杀产品之前，NVIDIA GeForce GTX 1080无疑是目前最强王者，现在让我们开启爱活测试平台，一起来验证NVIDIA GeForce GTX 1080究竟强在哪里。

规格一步到位

一切不谈规格聊性能的显卡都是耍流氓，GeForce GTX 1080在规格设计上似乎并没有太多余地，它基于GP104打造，采用16nm FinFET工艺。CUDA核心达到了2560个，相比之下GTX 980的CUDA核心为2048个。纹理单元也从GTX 980的128个提升到了160个，纹理填充率从GTX 980的155.6Gigatexels/sec提升到了GTX 1080的277.3Gigatexels/sec。光栅化处理单元则保持不变，仍旧是64个。

（GP104）

16nm FinFET带来的好处十分明显，即使GTX 1080的晶体管数量从52亿个增长到了72亿个，但芯片面积仍然从398平方毫米缩减到了314平方毫米。同时TDP从GTX 980的165W提升到了180W，但对于想拥有顶级PC配置自带动辄千万电源的玩家而言，多出的15W功率根本不是什么问题。而GTX 1080也自豪的用上了8pin电源口，不由得让人遐想6+8pin的帕斯卡显卡会有什么样的表现。

与工艺提升随之而来还有GPU的基础频率提升，GTX 1080基础频率从1607MHz起跳，通过Boost技术可以让频率瞬间提升到1733MHz。GTX 980的基础频率和Boost频率则分别为1126MHz和1216MHz。同时浮点运算能力也从GTX 980上将近5TFLOPs提升到了将近9TFLOPs。

不过NVIDIA似乎并不满足现有的频率表现，GeForce GTX 1080从最基础的走线开始推倒从来，他们开始考究更有效率的布线方式，并在新工艺加持下，GTX 1080的Peak to Peak（峰峰值，波纹越小越稳定）维持在120mV之间，前任GTX 980则需要209mV。

做工也仅仅是开始，在GPU Boost 2.0时代，GPU的电压提升是一个机械的过程，它并不能精确的压榨出GPU极限。因此NVIDIA通过GPU Boost 3.0让GPU的电压变得更细致可调，以确保在安全范围内能更靠近GPU极限。事实上在风冷的情况下，GeForce GTX 1080就能通过GPU Boost技术将时钟频率提升到2GHz甚至更高，这也是GPU首次突破2GHz大关。怪不得老黄在让Epic Games的Tim Sweeny演示即将发布的MOBA游戏《Paragon》的时候，自信的让事实数据显示在屏幕左上角，在2分钟的Demo中GPU频率就突破到了2144MHz，显存频率也达到了11GHz。

换而言之，在GeForce GTX 1080上超频将变得更容易。比如利用EVGA PrecisionX 16就能轻松实现对GeForce GTX 1080电压的直观控制。只是要注意NVIDIA官方并没有提供超频工具，如果需要超频仍需要第三方软件来实现。也就是说信仰满满的GeForce GTX 1080 Founders Edition版本也并不会因为多出100美元而多出额外功能或软件。

并且在默认情况下，GeForce GTX 1080仅支持双路SLI，如果需要通过多路GeForce GTX 1080组合冲击世界冠军级跑分，则需要联系NVIDIA另外指导你开启多路SLI组合的方式，这对于动手能力超强的跑分玩家而言并不困难。

更要命的是，GeForce GTX 1080首次采用了8GB GDDR5X显存，并且这是目前唯一一款高端显卡拥有的待遇，即使同门小弟GeForce GTX 1070也只拥有GDDR5内存。GDDR5X相当于HBM2与GDDR5之间的折中点，它没有前者低产能高价位的尴尬，又能比常规GDDR5拥有更高的显存频率。也正因为如此，GTX 1080的显存频率达到了恐怖的10GHz，要知道之前GTX 980的时钟频率也无非7GHz。除此之外GTX 1080的显存带宽也达到了320GB/sec。

笑傲DOOM要的是硬实力

抱着实验出真知的道理，这里我们拿出测试平台。随着GPU性能日益强大，对CPU以及内存的要求已经不再苛刻，这里我们选用了Haswell-R平台，在性能上保证不会拖GTX 1080后腿：

按照老规矩，我们先放上3DMark Professional Edition的Fire Strike Ultra场景。即使是GTX 980 Ti在相同的平台内仅跑了3920分，而GTX 1080在第一版驱动下已经让GTX 1080拿下了5019分数，这里8GB GDDR5X显存让显卡在4K分辨率下拥有了更多加层，并且有理由相信这个分数会不断增加。

而在Fire Strike Extreme下，GTX 1080拿下了恐怖的9395分数。

而基于DX11的Unigine Valley Benchmark 1.0测试中，在最高画质下，GTX 1080平均帧数达到105.9FPS，分数为4431。

在Uniigine Heaven Benchmark 4.0的极端模式下GTX 980 Ti的成绩为103.8FPS和2615分数。而GTX 1080则为137FPS和3450。

同时我们也尝试使用TessMark拷问GTX 1080的最高温度，在将画质需求开至最高，在进行6分钟拷问之后，GPU核心温度已经增加到82摄氏度不再提高，我们尝试使用温度计在24摄氏度的室温下检测GTX 1080的出风口处，最高温度在60摄氏度左右徘徊，作为一款旗舰级显卡，GTX 1080的温度表现显得相当环保。

一轮跑分软件拷问之后，GTX 1080表现出了New King应有的气质。但我们仍然认为游戏体验才能真实反映GTX 1080的表现。毫无疑问，《DOOM4》成为第一款测试GTX 1080的游戏。在类似DOOM这种低刷新就会成活靶的快节奏游戏中，GTX 1080在1920x1080分辨率最高画质下，平均帧数表现为160FPS上下，而即使一步到位，开启最高画质在4K分辨率下，也能平均拥有65FPS左右的表现。

在经过一轮更新之后，《Rise of The Tomb Raider》已经率先支持了DX12，我们同样在游戏画质中将所有画质开到最高，开启DX12模式，使用游戏自带的Benchmark，并同样对帧数进行记录，可以看到最低帧数也能达到100FPS以上，而最高将近190FPS。

《The Witcher 3: Wild Hunt》中，GTX 1080在最高画质以及1920x1080分辨率下，刷新率能够达到95FPS左右。

《Grand Theft Auto V》中我们则是使用了Benchmark开车逃亡的场景，同样画质开到最高，1920x1080分辨率，平均帧数75FPS。

对于《星际争霸2：虚空之遗》这样对硬件游戏需求不高的即时战略类游戏，GTX 1080毫不客气，平均显示帧数可以达到200FPS以上。

要说明的是，为了提高响应速度，玩家们通常会把垂直同步关闭，但画面撕裂的问题也随之而来。这里NVIDIA采用了名为Fast Sync技术，在刷新过快、下一帧画面还没有抵达之前，重新刷新一遍最近的一帧，以确保画面的流畅性。与NVIDIA推崇的G-SNYC不同的是，Fast Sync目的不是解决在游戏画面低帧数下保证游戏的流畅性，它属于另外一种高帧数会产生画面撕裂的情况。因此这个技术之间并不存在冲突。

最后我们分别还对《Middle-earth: Shadow of Mordor》和《Metro: Last Light》进行了试玩，GTX 1080的平均帧数已经达到了130FPS以及70FPS，流畅运行已经不再是问题。

其实NVIDIA为了让显卡在游戏性上拥有更强的表现，对显存内容提供了更大的压缩比。同时还第一次引入了Async Compute异步计算，主要目的是能在DX12中获得更高的效率。并且NVIDIA对帕斯卡GPU的抢断请求升级到了像素级，在以前的架构中，GPU的计算资源会被事先安排好，一旦完成工作则会继续等待下一个周期才会被指派新的任务。而在帕斯卡上，GPU的工作随时都可以被更高优先级的任务抢断暂停。举个例子，当显卡正在渲染三角形像素到一半的时候接到运算任务，三角形渲染会被立即停止，GPU会优先完成更重要的任务，并在完成后再继续对三角形进行渲染。

性能强劲自然少不了组建三联屏系统，GTX 1080提供了一个DL-DVI-D、一个HDMI 2.0b、三个DisplayPort 1.4，规格和上一代旗舰相同。

此外老黄在GTX 1080发布会上宣称显卡将支持新的Surround联屏模式，它会根据显示器角度进行调节，以确保显示视野更大并且两侧游戏画面不会变形。我们尝试在《Rise of The Tomb Raider》中组成三联屏Surround，但并没有在驱动或者游戏中找到新的显示方式，只能期待在以后的驱动和游戏更新中，GTX 1080会得以逐步完善。

黑科技才是真大招

性能上的直接碾压已经不能让显卡坐稳王位，GeForce GTX 1080除了拥有足够强性能，还要再准备一些独门绝技。在发布会上老黄表示他们发现显示方式已经不再是单一规格的显示器。GTX输出的对象有可能是多屏显示、VR、带鱼屏、AR甚至是全息投影。GeForce GTX 1080的任务就是要将多种显示情况考虑在内，进行优化。

让VR更流畅

因此当下最热门的VR显示成为GeForce GTX 1080最优先考虑的对象。这里我们先祭出Steam VR Benchmark作为参考，测试的15321帧数中没有一帧低于90fps，平均保真度达到了11（非常高）的最高标准。

在此前的VR显示中，GPU的工作模式是将VR显示器的两个屏幕进行分别渲染，但事实上两个屏幕中存在大量重复的元素。这里NVIDIA引入了一个名为Single Pass Stereo技术，双屏中重复的内容GPU只会渲染一次，也就意味着GPU可以省下近乎一半的性能去处理VR视线以外的预渲染。这让原本60FPS左右的显示帧数可以一下子提升至90FPS的及格线以上。换而言之，Single Pass Stereo可以被认为是仅改变屏幕的视点，追加新增的内容来达到节省运算资源的效果。但要注意的是，Single Pass Stereo被写入了GPU底层结构中，因此这项技术只能在帕斯卡上实现。

在优化VR视觉运算的同时，VRWorks Audio也正在让声音位置变得更为具体。在此之前的VR声音并不会因为个人的位置的移动以及场景的变化和有所改变。VRWorks Audio会通过考虑3D场景，将音频交互映射到场景物体上，通过声音反射让听感更接近自然，比如声音的方向、远近等，这也是目前为止第一个基于物理技术的声学仿真技术。

ANSEL想让你当画家

最后一个ANSEL功能则可能跟竞技玩家们关系不大，它是NVIDIA的一套截图技术。当下即使我们将游戏画质提升8K分辨率，也未必能够将其打印出来变成海报，或者生成全景图像分享给好友。ANSEL解决的是在游戏中截取高分辨率游戏截图的问题，更确切的说它更像是一个作弊截图手段。玩家可以跳出游戏中主角视角，不再受游戏屏幕限制，就能支持到诸如61440像素宽度。并且游戏截图现场就能进行美化、光线调整、角度调整，说白了就是以上帝模式对游戏进行摄影。

这意味着ANSEL技术本身不是一个软件，而是内嵌到游戏中，NVIDIA宣称要实现ANSEL功能只需要40行代码。同时NVIDIA也考虑到一旦开启ANSEL这样的上帝模式会破坏诸如迷宫游戏的可玩性，因此ANSEL的截图权限仍然交给游戏工程师进行限制。目前《全境封锁》、《见证者》、《巫师3》、《无人深空》、《虚幻竞技场》都宣布支持ANSEL技术，只要耐心等待游戏更新，很快我们就能看到传说中游戏摄影师这个新职业。

高分辨率截图最高能达到1.5GB甚至更多，截图的过程大概会占用30s的时间，ANSEL技术会对当前游戏场景进行截图并最终合成到一张图片中。其实截图的过程并不久，但合成图片的过程则要看硬盘的存储速度、容量以及CPU的运算。这个过程消耗的时间要按照图片大小决定，通常在2min甚至更多时间，生成的几GB单体照片也别指望能直接放在网上进行分享，不过对于打印海报、印刷而言，倒是搓搓有余。

写在最后：新技术在这里，但新游戏在路上

不难发现NVIDIA GeForce GTX 1080试图提供的，不仅仅是一个单纯的性能平台。它正在让显卡的工作变得多样化，比如夸张的ANSEL游戏截图功能，对VR视觉、声音的优化，16nm FinFET、BOOST 3.0技术都在让游戏以及其他娱乐变得更轻松。这样的场景也似曾相识，CUDA在推出之初也是被运用于游戏上，但最后人们发现CUDA还能让大规模并行计算的效率变得更高。

对于普通玩家而言，NVIDIA GeForce GTX 1080性能之外的功能也许并不能在短期内用上，VR除了设备你还要有大房子，ANSEL游戏截图也需要游戏支持。但不能否认NVIDIA GeForce GTX 1080正在开辟新的游戏方式，不过时日，游戏很快就能紧跟而上。