新卡皇之爭

在10月底AMD正式發布了其新一代的R7/R9系列顯示卡，向英偉達發起了全面的反擊，其中，采用新的Hawaii架構的旗艦級顯示卡Radeon R9 290X，憑借激增的流處理器數量和顯存位寬，在性能方面較上一代的旗艦級顯示卡Radeon HD 7970GHz有了大幅提升，一舉將對手同價位的GeForce GTX 780斬于馬下，并且在某些項目中具有挑戰比自己身價高出數千元的GeForce GTX TITAN的實力，一時之間似乎讓英偉達有些猝不及防。不過老道的英偉達似乎對此早有準備。緊接著，在11月初，英偉達便高調發布了其新一代旗艦級顯示卡GeForce GTX 780Ti來應對這個局面。

硬件規格：再創新高

AMD的Radeon R9 290X采用的Hawaii核心使用了成熟的28nm工藝，晶體管數量達到了62億個，核心面積提高到了438mm?，其一大亮點就是搭載了512bit位寬的顯存控制器，但Hawaii核心面積并沒有大幅提高，較之前的Tahiti核心僅增加了20%，與競爭對手采用的GK110核心（核心面積561mm?）相比還要小不少，大概只有GK110核心面積的78%。

Hawaii核心分為兩個版本，R9 290X采用的是最高檔的Hawaii XT核心（低一檔的Hawaii Pro核心被用于稍晚些上市的次旗艦產品R9 290），其光柵單元比Tahiti XT核心多了一倍，紋理單元也增至176個，流處理器達到了2 816個，比Tahiti XT多出了37.5%。R9 290X采用的Hawaii XT核心基本頻率定為800MHz，Boost頻率最高可達1 000MHz。

Radeon R9 290X的顯存頻率定為1 250MHz，GDDR5等效數據頻率為5 000MHz，似乎稍低了些，但由于其內置的顯存控制器位寬達到了512bit，于是其最終的顯存帶寬達到320GB/s。如果未來的非公版R9 290X采用等效6 000MHz的顯存，顯存帶寬甚至可高達384GB/s。提高顯存位寬固然會提升GPU與顯存之間的數據交換速度，然而代價也往往是非常高昂的。提高顯存位寬需要提高GPU核心顯存控制器的位寬，而提高顯存控制器位寬一般而言需要增加大量的晶體管，這也直接導致以往的R600和GT200的核心面積巨大，這一次AMD再度將512bit顯存控制器裝入新的GPU中，不過得益于Hawaii的高密度外加優化設計，512bit顯存控制器占用的芯片面積比上一代Radeon HD7970的384bit還要小，瘦身幅度達20%。

英偉達GeForce GTX 780Ti采用的GK110核心架構與之前的GeForce GTX 780和GeForce GTX TITAN所采用的GK110核心相同，晶體管數量為71億個。但是相比前兩者，本次英偉達可謂下上了血本，首先GeForce GTX 780Ti開放了G110核心中所有的15組SMX單元，包含6組ROP管線以及6組GDDR5顯存控制器，于是它總計有恐怖的2 880個CUDA核心、960個DP CUDA核心、240個紋理單元、384bit顯存位寬以及48組ROPs單元。而曾經的旗艦GeForce GTX 780和GeForce GTX Titan只分別使用了GK110核心的13組和14組SMX單元。由于保留了完整的6組GDDR5顯存控制器和ROPs管線，它的核心頻率顯然難以像GeForce GTX 780GHz那樣突破1GHz，其基礎頻率只有875MHz，Turbo頻率為928MHz。在顯存頻率方面，GeForce GTX 780Ti做到了史無前例的7 000MHz，雖然僅為384bit的核心位寬，如此高的顯存頻率也將顯存帶寬提升到了366GB/s，超越了AMD R9 290X的320GB/s。不過GeForce GTX 780Ti公版標配的顯存容量只有3GB，僅為GeForce GTX TITAN顯存容量的一半，或許英偉達是想給之前高價（7 999元）購買GeForce GTX TITAN的用戶一點心理安慰。

架構設計：各有特色

GeForce GTX 780Ti采用的GK110核心基于Kepler架構，它并不是一款“革新”的產品。從GK110核心SMX邏輯結構圖中我們可以得知，雖然它與上一代的GK104的SMX具有相同的結構、相同的192個CUDA Core和相同的16個紋理單元，但是它在CUDA Core的附近新加入了許多DP Unit單元，既Double Precision Float Unit，意為雙精度浮點單元。一組SMX中就包含64個DP Unit，15組共包含960個。英偉達在GK110核心中加入如此之多的雙精度浮點單元，目的就是為大幅增強GK110的雙精度浮點運算能力以滿足和對手競爭的需求。

此外，GK110核心在緩存方面也有所增強，GK110核心的每組SMX里除了配備64KB 的L1 緩存外，還增添了48KB 的只讀數據緩存（Read-Only Data Cache），用來提升核心的通用計算性能。

AMD的R9 290X采用了新的Hawaii核心，作為GCN架構的改良版本，Hawaii在諸多方面進行了修改，首先是Hawaii XT的流處理器引擎（Shader Engine）由Tahiti XT的2組變為4組，RB（Render Back-ends，后端渲染器）也倍增至16個。幾何處理器（Geometry Processor）、光柵單元（Rasterizer）也都劃分到了這4組流處理器引擎里，其中光柵單元每組16個，總計64個。 ACE（異步計算引擎）達到了8個，是上一代Tahiti XT的4倍。相比上一代的Tahiti核心，Hawaii核心在增加了768個流處理器、1倍的光柵單元、3倍的幾何處理器、兩組顯存控制器等總共19億個晶體管之后，核心面積僅增加了86mm?。也就是說，Hawaii相比Tahiti增加了約45.6%的晶體管數量，但芯片面積僅增大了24%。這樣一來，Hawaii的核心密度便有了明顯提升。與之帶來的運算能力提升也非常高效，Radeon R9 290X的幾何處理能力和像素填充率相比上一代的Radeon HD7970 GHz幾乎翻番，浮點運算、紋理填充也都達到了1.3倍。不過由于和上一代的Tahiti相同的新架構，Radeon R9 290X在單位面積的浮點運算性能提升有限，僅為5%。

技術比拼

英偉達在GPU行業里一直致力于游戲玩家的體驗和軟硬結合的開發。每次發布重要的產品時，都會同時帶來幾個讓人耳目一新的全新技術，這之中不乏一些英偉達開發的基于游戲的應用，這次GeForce GTX 780 Ti也不例外。

英偉達ShadowPlay是一款專為游戲玩家準備的實時錄像工具。它可以隨時記錄游戲玩家的游戲表現（包括聲音與畫面），并且保證1080p的高清顯示效果。在工作時，英偉達的GPU會在后臺記錄你游戲中的一舉一動，當你做出了精彩的操作或者打破了某項紀錄，只需要敲擊快捷鍵，那么之前20分鐘內的影像與聲音就會全部保存下來。而當你開啟ShadowPlay時，錄像功能僅僅會讓你損失非常少的性能，相比其他錄像軟件ShadowPlay有著足夠的低資源占用優勢。與此同時，盡管ShadowPlay會持續錄制，但是只要不按下快捷鍵，它持續錄制的東西將不會占用任何磁盤空間。

G-SYNC則是另一項完全顛覆傳統概念的技術，英偉達打造了一個開發板并將它用于顯示器之中，搭載這種開發板的顯示器可以與英偉達的顯示卡無縫連接，并且實時改變屏幕刷新率。當顯示卡的游戲性能足夠強大，然后讓屏幕刷新率與顯示卡顯示的幀數一致時，游戲將不會產生任何卡頓與屏幕撕裂，傳統的垂直同步和幀生成問題就可以不再擔心，讓用戶可以直接獲得更好的游戲體驗。

AMD方面，新的Radeon R9 290X支持DirectX 11.2、OpenGL 4.3、Mantle技術，還有增強的Eyefinity寬域技術，并且DisplayPort接口不再是必需品，DVI/HDMI即可直接組建三屏系統。這是個非常大的進步，可以大大降低組建多屏系統的成本和復雜度。

的DirectX 11.2是個微量升級版，主要是增加了對所謂“Tiled Resources”的支持，實現硬件管理虛擬內存，使得開發人員只需少量的物理內存就能創建更大的邏輯資源。微軟稱，該技術非常適合用戶界面設計。

Mantle也是一個API，但是僅僅針對GCN架構顯示卡，可以讓開發人員繞過DirectX、OpenGL直接從底層訪問GCN硬件資源，大大提升執行效率和性能，而且鑒于PS4、Xbox One也都用上了GCN架構的GPU，可以說AMD在跨平臺一統天下方面的野心勃勃。

性能、功耗、溫度對比

無論兩款產品的設計和采用的技術如何，對于游戲玩家來說顯示卡的性能表現才是最重要的。在分別測試顯示卡理論DirectX 11圖形性能的New 3DMark和3DMark 11中，兩者互有勝負，可以說不分伯仲。不過在隨后在多款不同分辨率設置的熱門游戲測試中，GeForce GTX 780Ti高規格帶來的不俗游戲性能漸顯露出來，在《蝙蝠俠》、《戰地3》、《Crysis3》、《熱血無賴》、《古墓麗影》等對款游戲中的成績相比對手Radeon R9 290X有10%～30%不等的領先幅度，不過Radeon R9 290X也有自己的優勢項目，在《馬克思佩恩3》、《地鐵：最后的曙光》、《塵埃》等游戲中小幅領先對手。綜合所有性能測試項目，平均下來GeForce GTX 780Ti相比Radeon R9 290約有6%的領先幅度。在顯示卡高負載功耗測試中，由于如今的高端顯示卡均具備了功耗保護功能，在使用Furmark等嚴酷的烤機軟件進行測試時，顯示卡會自動降低頻率來保護自己不會損壞。這導致我們無法通過常用烤機軟件來得到其準確的最大功耗，所以我們選擇了用3DMark 11測試程序來測試整個平臺的整體功耗（不含顯示器）。在待機功耗方面，GeForce GTX 780Ti所在的平臺整體待機功耗僅為52W，Radeon R9 290X平臺整機功耗略高，為57W。高負載狀態下GeForce GTX 780Ti平臺的最高功耗為330W，相比之下Radeon R9 290X的平臺最高功耗為380W。因此在功耗表現方面，GeForce GTX 780Ti略勝一籌。

在噪音方面，二者的待機和高負載風扇轉速都較為相似，噪音表現也較為相近。不過在核心溫度方面，GeForce GT 780Ti 的無論是待機溫度28℃還是高負載溫度82℃，均相比待機溫度為65℃和高負載95℃的Radeon R9 290X要強上不少。

總結：

通過此次旗艦級產品針鋒相對的碰撞，英偉達再一次通過土豪級的規格在性能方面取得了勝利，并且在功耗、溫度和噪音等方面力壓對手，當之無愧地奪回了單芯卡皇的寶座。

對于那些追求極致性能的玩家來說，GeForce GTX 780Ti自然是不二之選，況且其功耗和溫度方面的表現也更佳。不過Radeon R9 290X也并不是敗的一無是處，因為在價格方面，由于Radeon R9 290X的價格為4 699元，而GeForce GTX 780Ti的的價格為4 999元，相差了約6%，而這恰好是兩者之間性能方面的差距，而且AMD向來在后續驅動優化方面表現非常不錯，因此Radeon R9 290X在性能方面還有不少優化的余地。此外，AMD顯示卡的“挖礦”性能也成為游戲玩家在空閑時間賺取外快的一個功能，對手英偉達在這方面的表現則入不敷出。