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公版GTX680试用报告

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  • TA的每日心情
    开心
    2014-11-27 11:24
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2012-5-10 22:46:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 Diamondback 于 2012-5-10 22:47 编辑

           前段时间搞了快公版GTX680来玩玩,第一次用顶级的N卡,颇有感触,特来大家分享一下。
          
           Diamondback也算是拆客了,拿到什么东西都想先拆了再说,对于GTX680也不例外。
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           拆解的第一步是卸下导风罩侧面的6颗螺丝,移除导风罩后就能看到散热器、涡轮风扇以及一部分供电模块。
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    接着卸下背面的用于固定散热器的四颗大螺丝。
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    拿下散热器后开普勒GK104核心终于露出了真身
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           294平方毫米的核心面积对于NV的顶级显卡来说着实让人吃惊,并且也抛弃了以往的保护顶盖设计。与HD7900系列核心不同的是,GK104核心周围的保护垫比核心略矮,似乎不会出现HD7900系列的散热器兼容性问题了吧。。。。
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           最后再卸下背面以及接口挡板上的16颗小螺丝后,就可以把一体式散热强化金属板拿下来了。这块金属非常的厚实,难怪680那么重
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    其实还可以把涡轮风扇也卸下来的,不过下面没有什么东西了,就省点事吧,嘿嘿
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    散热器主体采用铝制鳍片和纯铜底座的设计
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           从外观上看似乎并没有采用热管或是均热板来加强导热效果,当然也有人说里面有3根扁形热管,实在是没有看出来
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           铜底仅采用了较为简单的拉丝工艺,无论是卖相还是性能都不及很多第三方的散热器。当然这一直都是NV和AMD公版卡的特色,为的就是降低成本。

           从显卡的正视图来看,供电模块布局的方向与以往的产品都有所不同,推测这样做的目的是为了给散热模块留出充足的空间
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    另外在公版GTX580上消失的DVI接口金属屏蔽罩又回来了
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           整个PCB上最显著的标志莫过于这个“双层辅助供电”接口了,不知道NV这么设计到底为何,在我看来这实在是够脑残,因为好多高端风冷散热器就这样和GTX680说拜拜了(德古拉的玩家伤不起啊!!!)

           核心的周围8颗Hynix H5GQ2H24MF-ROC芯片构成了2GB 256Bit显存
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    通过Hynix的官方资料可以看出,这个颗粒在1.6V下可以达到6Gbps的传输率
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          接下来我们分析一下GTX680在供电方面的设计和用料。首先在显卡正面右下角是核心供电电路,可以看到,设计了5相的位置实际上只使用了4相,看来GTX680的功耗控制的应该非常不错
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            每箱供电采用了一个R22全封闭电感以及2上1下三个mosfet,上桥采用安森美NTMFS4935N,下桥为安森美NTMFS4955N。至于mosfet驱动芯片实在是看不清楚型号,推测应该是采用Richtek的产品
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    从官方datasheet得知,这两个型号的mosfet在参数指标上还是比较不错的
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           2-5相自适应数字式核心供电主控芯片Richtek RT8802A置于显卡PCB的背面,并且与众不同的采用了一块小PCB与显卡相连,猜测这样做的目的是在开发阶段可以很方便的更换主控芯片进行测试,同时也可以比较容易的改变主控的相数,例如后期如果推出高频版的产品,只需要把这一小块pcb更换,使主控的PWM5信号与显卡PCB部分相连就可以了。这种设计同时也带来了另外一个好处就是能让极限超频玩家更方便的硬改供电模块,甚至可以把整个主控芯片都替换掉。
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           显存部分采用2相供电,主控芯片没有标明完整的型号,从各方资料推测应该为Richtek的RT8807系列,是一款集成mosfet驱动的2相模拟PWM主控芯片。与核心RT8802A不同,如果要对显存电压mod的话只需要简单的减小13脚FB的对地电阻就可以了,而如果想硬改核心供电电压就比较麻烦了,具体原因在后面的超频测试篇里面再继续探讨
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           显存供电的mosfet采用了韩国MagnaChipMDU1514MDU1616构成一上一下的结构,从参数上看这两颗mosfet与核心供电模块使用的安森美的产品差距较大,当然显存的功耗远远小于核心,这么做完全没有问题
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    另外在GK104核心的背面安置了3颗聚合物电容,对供电电流进行最后的滤波处理。


           其实在核心供电的固态输出电容背后也有同样的聚合物电容的位置,只是出于成本的考虑并没有进行安装,如果想进一步提升核心供电的稳定性,玩家可以购买相应型号的电容自己焊上,这个焊盘非常大,新手也能很方便的操作
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           另外在显卡pcb的正反两面总共有三颗5豪欧电阻,他的作用是对电流进行采样,以此得出显卡的功耗,而功耗将直接决定GPU Boost的最高频率和持续时间,如果想要提升性能或者是大幅超频,那么短接或者铅笔涂抹这三处电阻是必不可少的
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           总结一下公版GTX680的做工用料设计就是简单但不简陋。简单表现在散热器没有采用均热板或者是热管,供电模块也没有采用参数超高的各种高级器件,并且还有不少聚合物电容没有焊上。而不简陋表现在整个卡的做工扎实,焊点饱满,插件没有任何的歪斜,PCB的扩展性和重用性也得到了充分的考虑。当然,那个双层辅助供电接口绝对是一大败笔。联想到HD7970核心周围高出核心一大截的保护垫,拥有高端散热器的玩家难道不觉得很郁闷么?

           对于这么精简的用料,也许会令很多玩家感到些许的失望,不过考虑到以3999元就能得到当今卡皇,我想大部分的玩家是绝对不会介意的。当然这也从另一方面体现出开普勒架构超高的性能功耗比。那么GTX680的实际表现到底如何,大家请继续往下看.

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  • TA的每日心情
    开心
    2014-11-27 11:24
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 2012-5-10 22:46:54 | 显示全部楼层
    本帖最后由 Diamondback 于 2012-5-10 22:44 编辑

    测试平台如下图所示。测试的内容主要包括基准性能测试,实际游戏测试以及功耗温度测试。
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    一、基准性能测试
        基准性能测试采用了3DMark 063DMark Vantage以及3DMark 11,涵盖了DX9DX10DX11三大主流的API。另外加入了主要考验曲面细分能力的Unine Heaven 3.0。考虑到GTX680的定位,3DMark 06UH3.0都采用了2560*1600的分辨率以及最高级别的AAAF设置,3DMark Vantage3DMark 11选择了Extreme预设。

    1.1 3DMark 06
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    1.2 3DMark Vantage
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    1.3 3DMark 11
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    1.4 Unine Heaven 3.0
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          对于3DMark系列的具体分数,本身不具有什么实际意义,但是对比AMD顶级的HD7970来说,基本上保持有10%以上的领先优势。另外通过观察游戏场景的帧数,我们发现GTX680在大部分场景下都达到了流畅运行的标准---30fps,仅仅在UH3.0以及3DMark11的个别场景中稍有吃力。

    二、实际游戏性能测试
        在实际游戏测试中,我们依然开启2560*1600的超高分辨率,并且所有选项均调至最高。另外如果游戏设置菜单支持AAAF,那么也将适当的开启。为了保证系列测试中的数据可对比性,大部分的游戏测试都通过自带或第三方的Benchmark tool进行,并且部分Benchmark tool带有帧数曲线几率功能,这能比较方便的体现出游戏的流畅程度。对于没有Benchmark tool的游戏则直接在实际游戏过程中使用Fraps进行测试。(注:后续的超频、优化等测试也将采用本文的方法以保证数据的可对比性)

    2.1 孤岛危机
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          由于孤岛危机的Benchmark tool在回放Demo的时候根据帧数的不同速度也不同,所以不太好感受实际的流畅程度,因此我进行了5分钟第一关的游戏,同时记录帧数曲线,以此来帮助大家更好的认识680在孤岛危机上的表现。在该场景中包含了水面,大量植物以及一部分战斗场景,除了130秒的时候突然跌至23帧外(这是因为遇到了游戏存盘点,与显卡无关),整个过程几乎都处于30帧之上。
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    2.2 孤岛危机:弹头
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    2.3 孤岛危机2
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          虽然从测试成绩上看孤岛危机2的帧数不是特别高,但是实际体验的时候流畅感明显比孤岛危机要好,不知道这是什么原因,曲线图忘记截了,日后再补。

    2.4 孤岛惊魂2
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    2.5 尘埃3
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          从测试结果可以看到,GTX680完全征服了尘埃3,最低帧数也几乎达到了完美流畅的标准---60帧,所以就没有必要提供帧数曲线了.

    2.6 生化危机5
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    2.7 地铁2033
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    2.8 失落的星球2(DX9模式)
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    2.9 战地3
          对于近期的超级大作战地三来说,采用寒霜2引擎打造的画面无论光影效果还是爆炸烟雾效果都是如此的逼真,不过这也对显卡提出了更高的要求。由于战地3并没有提供Benchmark tool,因此只能采用Fraps来进行记录测试。测试场景为第二关碎剑者行动开始至队友倒地后进行激烈的枪战为止,历时3分钟。
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    2.10 极品飞车16
          极品16也没有提供Benchmark tool,所以也采用Fraps来记录帧数。虽然采用了与战地3相同的寒霜2引擎,不过对于显卡的要求有所降低,并且游戏为了保证流畅性把帧数限制到了30,对于GTX680来说完全就是小菜一碟。
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    三、功耗温度测试
          在默认情况待机时,GTX680的温度在32-36度之间,此时整机功耗仅仅为80w,考虑到我的电脑有3个硬盘和多个机箱风扇,GTX680的待机功耗控制堪称完美。同时在待机状态下,风扇转速仅为1100转左右,在盖上机箱侧板的情况下几乎不可闻。
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          使用Furmark极限折磨拷机后,GTX680的温度迅速上升到了81度,并且风扇转速也相应的提高到了2400转,此时可以听到稍许噪音,与2个机械硬盘发出的声响差不多大。当然这只是默认风扇转速曲线的设置,无论是温度控还是噪音控其实都可以通过软件调节风扇控制曲线来达到自己的需求。不得不说的是,在满载情况下,整机功耗居然控制到320W以内(这是输入功率,实际总功率大概在290W左右),这简直太惊人了。以往顶级卡至少都需要500W的电源来为其服务,而这次,350w足矣!
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    四、性能测试成绩汇总

          为了让测试结果一目了然,特把测试项目的分数及设置总结在下表,并且随后附上了柱状图。另外,后续的超频测试等也将采用如下的设置。
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          从测试结果我们可以看到,被誉为显卡杀手的孤岛危机系列和战地3并没有对GTX680造成太大的困难,考虑到大部分玩家的显示器都是在1080p级别以下的,因此可以说,孤岛危机系列和战地3已经被GTX680完全征服了。另外Dirt3虽然也被誉为DX11大作,但是就连APU也都能流畅运行的游戏必然不会是GTX680的菜。比较可惜的是另一个DX11硬件杀手“失落的星球2”在我的电脑上不能以DX11模式运行,成绩是在DX9模式下取得,因此仅作为参考。剩下的游戏如孤岛惊魂2、生化危机5、极品飞车16等都是处于完美流畅运行的级别。

        最后剩下一个一定要鄙视的游戏-----Metro2033。他的画面虽然用尽了DX11特效,但是真实感和可玩性明显不如战地3,不说bug连连,就连GTX680都没能跑及格,看来Metro2033还是作为基准测试软件用比较合适。

        另外我觉得“帧数”还不能完全体现出游戏的流畅度,
    的感受来说,有的游戏平均和最低帧数都已经超过30帧了,但还是觉得有种说不出来的别扭的感觉,总之就是还不够流畅。这样的情况发生在孤岛危机、孤岛危机-弹头以及战地三的实际游戏体验中。但是通过极品飞车16的一段游戏体验,我们却发现虽然游戏把帧数限制到了30,并且从曲线上看出,在一场比赛中,帧数还有稍微的波动,但从实际体验上讲,整个过程非常的流畅,没有哪怕一丁点的卡顿感。

        因此我觉得,对于激烈的FPS游戏,30帧仅仅只能作为脱离“幻灯片”的标准,如果希望得到酣畅淋漓的体验,那么平均帧数应该达到50以上。而对于赛车、体育、即时战略类游戏,30帧基本上就已经非常流畅了。接下来我们再看看GTX680的超频能力!

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    moshi518 + 10 很给力!

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  • TA的每日心情
    开心
    2014-11-27 11:24
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 2012-5-10 22:46:55 | 显示全部楼层
    本帖最后由 Diamondback 于 2012-5-10 22:49 编辑

           采用最新的28nm工艺的开普勒GK104核心在之前的默认性能测试中体现出了非常抢眼的表现。然而作为一个DIYer绝对不会仅仅满足于默认频率的成绩的。因此对GTX680进行超频测试是必不可少的。

           本次超频测试采用EVGA PrecisionX软件进行。软件的界面如下,为了快速达成大幅超频的目的,先把电压加上去再说。
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           直接选到最高的1.215v,点击set后跳回到1.175,怎么回事?其实这是NV在显卡bios中规定的最高可选电压。现阶段Nibitor等修改N卡bios的软件还暂时不能支持GTX680,所以如果想要破解这个限制的话只能等了。

           另外顺便提一下为什么软件调节的最高电压是1.215V。原来现阶段大部分的N卡都支持VRM11的电压调节标准,也就是通过一组8位的二进制数来决定核心的供电电压,这组二进制数直接控制供电PWM,从而决定了输出电压,也就是core voltage。为了安全起见,在电路上NV把第六位值固定成了1(这样任何软件都无法改变),于是最高电压时无论如何都不可能突破1.215V。具体看下面VRM11的定义,这8位数字是按照二进制从小到大排列的,这个数值越小,电压越高,因为VID6被固定成了1,所以可调节到的最高电压就是1.215V,如果不进行硬改电路的话是不可能突破这个电压的。
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           另外还有一个更不幸的消息就是,GTX680在默认状态下就能达到1.175V的核心电压。说白了,现阶段对于公版的GTX680来说无论用什么软件对GTX680进行超频都是在默认电压下进行的。这不能不说是一件非常悲剧的事情。

           经过适当的调试,PowerTarget调到最大132%(这是为了Boost功能最大化加速),核心加150,显存加600的情况下可以顺利完成之前的14项测试。如果稍微再增加的话总有某个项目不能通过,所以就以这个成绩作为默认电压下超频的最终成绩。此时实际的频率为1156/7208.
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           为避免杀猫,就不放出成绩截图了,直接以图表的形式与默认情况进行对比。
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           可以看到在进行超频后,除了在限制帧数为30的极品飞车16下没有进步外,无论是理论测试还是实际游戏测试都得到了约15%左右的提升,这对于顶级显卡来说已经非常不错了。遗憾的是现阶段无法用软件加电压超频,而且就算是之后Nibitor等软件能够破解Bios限制了也仅能增加到1.215V,相对来说提升不大。好在Diamondback已经在理论上掌握了硬改公版GTX680加电压的方法,只是现在还不敢下手,等先玩一段时间再说吧,顺便研究一下能否把空焊的一相供电模块补齐!

           今天就先到这里吧,之后发现什么好玩的再来和大家分享!

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    参与人数 1威望 +10 收起 理由
    moshi518 + 10 辛苦的活啊

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    该用户从未签到

    发表于 2012-5-11 09:57:08 | 显示全部楼层
    Diamondback 发表于 2012-5-10 22:46
    采用最新的28nm工艺的开普勒GK104核心在之前的默认性能测试中体现出了非常抢眼的表现。然而作为一个 ...

    多谢分享~ 支持你改装 ;P
  • TA的每日心情
    开心
    2014-11-27 11:24
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 2012-5-11 10:01:46 | 显示全部楼层
    Sue 发表于 2012-5-11 09:57
    多谢分享~ 支持你改装

    现在改还有点舍不得啊,哈哈哈哈!
    毕竟只是普通玩家,显卡是拿来实际使用的啊!!!!
    :lol
  • TA的每日心情
    开心
    2014-11-27 11:24
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 2012-5-11 12:06:23 | 显示全部楼层
    多谢moshi518的加分啊,还一下加那么多!!!!
  • TA的每日心情
    开心
    2016-8-12 17:48
  • 签到天数: 545 天

    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2012-5-11 12:08:08 | 显示全部楼层
    这块卡 真的很牛啊!米物啊!
  • TA的每日心情
    开心
    2014-11-27 11:24
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 2012-5-11 12:08:55 | 显示全部楼层
    vanejo1987 发表于 2012-5-11 12:08
    这块卡 真的很牛啊!米物啊!

    非公版的肯定更牛啊,哈哈哈哈
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