2012年，NVIDIA初次推出28nm工藝的開普勒架構(gòu)顯卡GTX 680，以后陸續(xù)有GTX 780、GTX 780 Ti、GTX 980及GTX 980 Ti等旗艦顯卡面世，GTX Titan系列也推出了三款商品。

這四年中，NVIDIA大核心、小核心GPU交替升級，性能越來越強(qiáng)，能效也越來越好，玩家的認(rèn)可度也越來越高。

這四年，也是NVIDIA在獨(dú)顯市場份額突飛猛進(jìn)的四年。

如何在領(lǐng)先的基礎(chǔ)上繼續(xù)保持勝利呢？NVIDIA現(xiàn)在推出了16nm工藝帕斯卡架構(gòu)的GTX 1080顯卡，架構(gòu)、工藝全面升級的誘惑讓人蠢蠢欲動。

過去的一周時間，GTX 1080顯卡也在刷屏，不論是官方PPT還是泄露出來的成績，都在暗示這款顯卡在性能、功耗甚至超頻方面有驚喜。

GP104核心

今天NVIDIA的GTX 1080顯卡正式解禁，此前不管它是帶給你驚喜、期待還是不滿了，我們都要面對隨著GTX 1080發(fā)布而來的新一輪洗牌——GTX 980 Ti的高端地位會動搖嗎？GTX 980顯卡真的要淘汰了？AMD旗艦顯卡還有多少競爭力？

最終的結(jié)果還得看GTX 1080顯卡的實(shí)際表現(xiàn)。

GTX 1080顯卡規(guī)格

詳細(xì)的GTX 1080顯卡規(guī)格如下：

盡管此前我們對比過幾次GTX 1080顯卡的規(guī)格了，不過它值得注意的是地方還是很多：

－ 顯卡的晶體管數(shù)量提升到72億，但核心面積從前代398mm2降低到了314mm2。

－ 顯卡核心頻率非常高，起始頻率就有1607MHz，加速頻率1733MHz。

－ 顯存容量翻倍，而且是GDDR5X顯存，頻率10Gbps。

－ 輸出接口全面增強(qiáng)，支持HDMI 2.0b及DP 1.4。

－ 接口從雙6pin變成了單8pin。

－ TDP功耗180W，比GTX 980 Ti的250W低，比GTX 980略高。

－ 首次出現(xiàn)2個定價，但你別在意4599這個低價，只看5399元的就是了。

GeForce GTX 1080顯卡技術(shù)：架構(gòu)、工藝全面升級

我們早在2年前的GTC大會上就得知了帕斯卡顯卡的路線圖，NVIDIA當(dāng)時公布的幾大特性就是——NV Link、3D顯存（即HBM 2）、模塊化及FinFET高級工藝。

不過前面兩個新技術(shù)主要用在了GP100大核心上，NV Link對GTX 1080來說無用，HBM 2顯存雖然讓人心動，但目前的問題是產(chǎn)能低、成本高，沒法在這么快就用在消費(fèi)級顯卡上。

盡管如此，GTX 1080依然帶來了全新的架構(gòu)、16nm FinFET工藝、GDDR5X顯存、散熱器及3D渲染技術(shù)上等改進(jìn)。

GTX 1080顯卡主要改進(jìn)

GTX 1080顯卡架構(gòu)簡介

GTX 1080顯卡使用的也是帕斯卡架構(gòu)，不過是GP104核心，此前的Tesla P100加速卡使用的是GP100大核心，但是與處處針對高性能加速而設(shè)計的GP100核心不同，GP104核心架構(gòu)實(shí)際上更接近目前的GM204而非GP100大核心。

GP104核心擁有20組SM單元，每組SM單元有128個CUDA核心，而GP100核心中每組SM單元是64個CUDA核心，而GP104在這點(diǎn)上跟GM204、GM200核心是一樣的，每個SM單元由4部分包含32個CUDA核心的小單元組成。

Maxwell（左）架構(gòu)與GP104核心的SM單元架構(gòu)

GP100核心的SM單元不同，同時塞進(jìn)了更多的DP雙精度單元

GP104架構(gòu)示意圖

GM204架構(gòu)示意圖

顯存方面，GP104也從GP100核心的HBM 2回歸GDDR界面，不過這里有很大不同——GM204核心是4組64bit顯存控制器，每組連接16個ROP單元和512KB L2緩存，而GP104核心是8組32bit顯存控制器，每組連接8個ROP單元和256KB L2緩存。總位寬是256bit，ROP單元64個，L2緩存2048KB，這三點(diǎn)相比GM204核心并沒有變化。

16nm FinFET Plus工藝

早先公布路線圖的時候，NVIDIA提到了帕斯卡會使用FinFET工藝，當(dāng)時并沒有明確具體工藝，因?yàn)榇嬖谥?4nm FinFET及TSMC 16nm FinFET兩種路線，期間也一度有傳聞稱NVIDIA也要轉(zhuǎn)向三星代工，不過最終這事不了了之，NVIDIA使用的還是TSMC的16nm工藝，而且是其中的16nm FinFET Plus高性能工藝。

目前AMD及NVIDIA的GPU主要使用28nm HPM工藝，根據(jù)TSMC的說法，16nm FinFET Plus工藝相比28nm HPM提升了65%的性能或者減少了70%的能耗，同時晶體管密度翻倍，而GP104晶體管數(shù)量就從52億提升到了72億，但核心面積反而從398mm2減少到了314mm2。

更重要的是，GTX 1080顯卡的核心頻率大幅提升，此前GTX 980的加速頻率是1216MHz，而GTX 1080可達(dá)1733Mhz，整整提升了42%，這些都要?dú)w功于先進(jìn)工藝帶來的改良。

GDDR5X顯存及更高級的內(nèi)存壓縮技術(shù)

GTX 1080顯卡雖然沒有用上HBM 2顯存，不過顯存方面也不是沒變化，因?yàn)樗玫氖荊DDR5X顯存，是目前GDDR5顯存的改良版，數(shù)據(jù)頻率從目前的7Gbps提升到了10Gbps，所以說就算256bit位寬沒變，但GTX 1080顯卡的帶寬也有320GB/s，比GTX 980顯卡的224GB/s提升43%，差不多與384bit位寬的GTX 980 Ti的336GB/s帶寬看齊了。

GTX 1080顯卡率先使用了GDDR5X顯存

除了靠GDDR5X高頻率提高顯存帶寬之外，GTX 1080顯卡也支持更高級的內(nèi)存無損壓縮技術(shù)，以便進(jìn)一步優(yōu)化帶寬效率，包括改進(jìn)了2：1壓縮效率、新增了4：1及8：1壓縮算法，綜合下來GTX 1080顯卡減少了20%的帶寬需求，再加上GDDR5X顯存帶來的頻率優(yōu)勢，官方稱總計提升了70%的帶寬效率。

異步運(yùn)算全面改進(jìn)

AMD、NVIDIA對于異步運(yùn)算（Asynchronous Compute）的支持程度曾經(jīng)引爆雙方的口水戰(zhàn)，特別是在《奇點(diǎn)灰燼》、《殺手》等支持異步運(yùn)算的游戲中。盡管后來有辟謠稱Maxwell硬件是支持異步運(yùn)算的，問題出在驅(qū)動上，但不論什么原因，在異步運(yùn)算上，Maxwell及之前的顯卡確實(shí)是落后于AMD的GCN架構(gòu)的。

AMD非常強(qiáng)調(diào)異步運(yùn)算的優(yōu)勢，不過NVIDIA現(xiàn)在也追回來了

在帕斯卡架構(gòu)上，NVIDIA填補(bǔ)了這個坑——此前發(fā)布新聞中我們就看到NVIDIA強(qiáng)調(diào)帕斯卡顯卡原生支持異步運(yùn)算，包括基于GPU的物理加速、音頻處理、渲染幀的后期處理以及VR中的異步時間扭曲算法中都可以用到異步運(yùn)算。

同步多投影引擎（Simultaneous Multi-Projection）

GP104核心雖然在SM單元架構(gòu)上相比GM204核心變化不大，但前端的多邊形引擎單元功能還是有改進(jìn)的，主要是支持同步多投影引擎（SMP，Simultaneous Multi-Projection）技術(shù)，官方表示該技術(shù)可以大幅提升游戲特別是VR性能。

SMP技術(shù)可以大幅提升游戲及VR性能

如果你還記得NVIDIA官方PPT中GTX 1080顯卡性能達(dá)到了GTX Titan X顯卡2倍的那張圖，那現(xiàn)在應(yīng)該知道了這個成績靠的其實(shí)還是SMP技術(shù)的功勞，多分辨率著色（Multi-Res Shader）性能可提升40%，VR性能可提升50%。

全新的VR音頻及VR物理加速

VR是NVIDIA、AMD爭奪的新市場，NVIDIA在發(fā)布會上也帶來了新的VR技術(shù)，主要包括VR音頻及VR用的PhsyX物理加速，這都有助于提升

NVIDIA的VRWorks Audio音頻

VRWorks Audio音頻其實(shí)借鑒了光線追蹤渲染的思路，所以NVIDIA說它是Path Traced Audio路徑追蹤音頻，這是首個支持物理基礎(chǔ)的VR音頻引擎，可以模擬聲音在虛擬場景內(nèi)的互動映射，類似現(xiàn)實(shí)中聲音碰到障礙物那樣，也就是說你聽到的聲音實(shí)際上經(jīng)過了處理，所以更真實(shí)。

VR中也將支持PhysX加速

另一個VR相關(guān)的技術(shù)就是支持在VR應(yīng)用中使用PhysX物理加速，后者我們已經(jīng)很熟悉了，可以在游戲中加速布料、流體、火焰、發(fā)毛等物理運(yùn)動特效，展示更真實(shí)的效果。

除了以上架構(gòu)及技術(shù)更新，GTX 1080顯卡還支持HDR、新的DP 1.4接口及8K分辨率輸出、性能更好的垂直同步、更高級的SLI多卡互聯(lián)、4K級別的視頻解碼等技術(shù)，亮點(diǎn)還是非常多的，限于篇幅就不一一列舉了。

下面我們看下GTX 1080顯卡真身。

GeForce GTX 1080顯卡外觀：從圓潤到鋒利

GTX 1080顯卡目之所及的第一個變化是散熱器，目前NVIDIA的公版顯卡設(shè)計NVTTM源自黑泰坦顯卡，之后在GTX 700/900系列顯卡上都有使用，黑色logo字體 鎂鋁合金外殼 透明亞克力板的設(shè)計很漂亮。

到了GTX 1080顯卡上，NVIDIA推出了兩個版本的GTX 1080顯卡，其中的Founders Edition被人戲稱為信仰版，其實(shí)就是NVIDIA的公版，我們測試的都是這個版本。

雖然是公版，不過NVIDIA這次調(diào)整了公版散熱器設(shè)計，這一代的外觀如下：

GTX 1080顯卡（中）與GTX 980、GTX 980 Ti顯卡對比

與GTX 980/980 Ti顯卡相比，GTX 1080顯卡尺寸方面沒什么變化，依然是10.5寸PCB，長度26.7厘米，雙插槽，渦輪散熱，重量1015克，比GTX 980 Ti重了100克，與GTX 980顯卡持平，重量差異主要還是背板的差距。

此外，GTX 1080顯卡外觀有些細(xì)調(diào)，LOGO字體從黑色變成了銀色，整個散熱器的造型也從之前的圓潤變得有些鋒利。

外觀的改變對每個玩家來說很難有統(tǒng)一的評價，GTX 1080顯卡的風(fēng)格更加鋒芒畢露，也可能更討好游戲玩家一些，不過個人感覺GTX 980/980 Ti顯卡的圓潤外觀看著更舒服一些。

GTX 1080顯卡又多了金屬背板

GTX 1080顯卡背板

GTX 980顯卡的金屬背板

此前NVIDIA在GTX 980公版卡上用了金屬背板，但GTX 980 Ti上又取消了，這次的GTX 1080顯卡又回歸了金屬背板設(shè)計，而且與GTX 980的有明顯不同，多了“GeForce GTX 1080”的logo字樣。

GeForce GTX 1080顯卡賞析：散熱器及接口

外觀說完了，再來看下GTX 1080顯卡的散熱器及接口。

GTX 1080顯卡散熱器

早在GTX 1080還是各種曝光時期，大家就注意到了它使用的是Vapor Chamber真空腔均熱板散熱器，實(shí)際上NVIDIA公版散熱器使用VC散熱技術(shù)已經(jīng)很久了，至少GTX 580顯卡時代就有了。

GTX 1080顯卡接口

SLI金手指

關(guān)于GTX 1080顯卡的SLI多卡互聯(lián)，此前說只支持2-Way SLI，實(shí)際上并不是這樣，它還是可以支持3-Way或者4-Way SLI技術(shù)的，不過官方更建議使用2-Way SLI，目前的SLI HB橋也只有2-Way的。

從NVIDIA的態(tài)度來看，他們對3-Way及4-Way SLI的支持不那么積極了，玩家要想獲得3/4路SLI支持可能會比較麻煩，需要Enthusiast Key，也就是說用戶需要從NVIDIA官方下載密鑰，然后才能解鎖3/4-Way SLI功能。

此外，發(fā)布會NVIDIA還宣布更有信仰的SLI HB橋，目前只有2-Way SLI。與之前的SLI橋相比，SLI HB橋的接口頻率從之前的400MHz提高到了650MHz，可以支持5K或者環(huán)繞多屏了。

聽著很不錯，問題是這個SLI HB橋要單獨(dú)買，而且售價不會便宜，這簡直是賺錢的新方式啊，信仰真的能賣錢了。

不過NVIDIA并不會限制傳統(tǒng)的SLI橋，只不過接口頻率就只能用之前的400MHz了。

視頻輸出接口

視頻接口方面，還是DL-DVI、HDMI 2.0及DP*3的組合，不過實(shí)際上有升級，HDMI支持到2.0b標(biāo)準(zhǔn)，DP接口完全支持DP 1.3標(biāo)準(zhǔn)，還支持DP 1.4，不過沒認(rèn)證而已。

在這一點(diǎn)上，NVIDIA又領(lǐng)先了一點(diǎn)點(diǎn)，AMD新一代Polaris顯卡確定支持HDMI 2.0及DP 1.3，不過沒有NVIDIA這么激進(jìn)。

供電接口

供電接口也是一大改變，以往的高端卡接口多是8 6pin或者6 6pin供電，這次的GTX 1080顯卡使用的是單8pin接口，供電能力其實(shí)跟雙6pin是一樣的，都是150W，再加上PCI-E供電的75W，可以提供225W的供電能力，而顯卡的TDP功耗是180W。

GeForce GTX 1080顯卡PCB：5+1相供電

現(xiàn)在再來看下GTX 1080顯卡的PCB供電設(shè)計。

GTX 1080顯卡的PCB設(shè)計

GTX 980 Ti顯卡的PCB設(shè)計

GTX 980顯卡的PCB設(shè)計

與4 1相的GTX 980、6 2相的GTX 980 Ti顯卡相比，GTX 1080顯卡的供電設(shè)計介于二者之間，是5 1相供電，對TDP功耗只有180W的GTX 1080顯卡來說是足夠用的，但不如GTX 980 Ti那樣略顯豪華。

不過跟GTX 980顯卡類似，GTX 1080顯卡也留下了空焊位，核心供電顯然是可以做到6相的，MOSFET芯片也可以更多。

另外，整個PCB的布局并不是那么緊湊，多余的空間還是挺多的，其實(shí)GTX 1080顯卡完全可以把PCB做的更小，整個顯卡的長度也能縮小一圈，但NVIDIA并沒有這么做，可能是為了兼容現(xiàn)有的散熱器吧。

背部PCB設(shè)計

PCB供電設(shè)計

供電用料

GTX 1080顯卡輸入端是全固態(tài)電容、鉭電容、R22貼片電感、1上1下MOSFET，輸出端則是聚合物電容。

整體用料規(guī)格還算不錯，但如果你以5000元的價格來看，供電用料確實(shí)不夠豪華，達(dá)不到發(fā)燒級別，這個只能靠非公版去彌補(bǔ)了。

8pin電源接口

PWM主控芯片了

GTX 980及GTX 980 Ti使用的是安森美的NCP81174 PWM主控，支持3/4相供電管理，GTX 1080顯卡上使用的則是uP9511P主控，臺灣力智半導(dǎo)體出品，資料不明。

GP104-400核心

美光GDDR5X顯存

GTX 1080顯卡雖然沒用上HBM 2顯存，不過它用的也不是普通GDDR5顯存，而是美光的GDDR5X顯存，我們之前介紹過GDDR5X的特色，它是GDDR5顯存的改良版，沒有提高實(shí)際運(yùn)行頻率，但數(shù)據(jù)預(yù)讀位寬翻倍，總帶寬大幅提升。

目前目前量產(chǎn)的GDDR5X顯存編號是MT58K256M32，速率10Gbps，電壓1.35V，核心容量8Gb（1GB），GTX 1080只需要8顆就能實(shí)現(xiàn)8GB大容量。