新卡皇之争

在10月底AMD正式发布了其新一代的R7/R9系列显示卡，向英伟达发起了全面的反击，其中，采用新的Hawaii架构的旗舰级显示卡Radeon R9 290X，凭借激增的流处理器数量和显存位宽，在性能方面较上一代的旗舰级显示卡Radeon HD 7970GHz有了大幅提升，一举将对手同价位的GeForce GTX 780斩于马下，并且在某些项目中具有挑战比自己身价高出数千元的GeForce GTX TITAN的实力，一时之间似乎让英伟达有些猝不及防。不过老道的英伟达似乎对此早有准备。紧接着，在11月初，英伟达便高调发布了其新一代旗舰级显示卡GeForce GTX 780Ti来应对这个局面。

硬件规格：再创新高

AMD的Radeon R9 290X采用的Hawaii核心使用了成熟的28nm工艺，晶体管数量达到了62亿个，核心面积提高到了438mm?，其一大亮点就是搭载了512bit位宽的显存控制器，但Hawaii核心面积并没有大幅提高，较之前的Tahiti核心仅增加了20%，与竞争对手采用的GK110核心（核心面积561mm?）相比还要小不少，大概只有GK110核心面积的78%。

Hawaii核心分为两个版本，R9 290X采用的是最高档的Hawaii XT核心（低一档的Hawaii Pro核心被用于稍晚些上市的次旗舰产品R9 290），其光栅单元比Tahiti XT核心多了一倍，纹理单元也增至176个，流处理器达到了2 816个，比Tahiti XT多出了37.5%。R9 290X采用的Hawaii XT核心基本频率定为800MHz，Boost频率最高可达1 000MHz。

Radeon R9 290X的显存频率定为1 250MHz，GDDR5等效数据频率为5 000MHz，似乎稍低了些，但由于其内置的显存控制器位宽达到了512bit，于是其最终的显存带宽达到320GB/s。如果未来的非公版R9 290X采用等效6 000MHz的显存，显存带宽甚至可高达384GB/s。提高显存位宽固然会提升GPU与显存之间的数据交换速度，然而代价也往往是非常高昂的。提高显存位宽需要提高GPU核心显存控制器的位宽，而提高显存控制器位宽一般而言需要增加大量的晶体管，这也直接导致以往的R600和GT200的核心面积巨大，这一次AMD再度将512bit显存控制器装入新的GPU中，不过得益于Hawaii的高密度外加优化设计，512bit显存控制器占用的芯片面积比上一代Radeon HD7970的384bit还要小，瘦身幅度达20%。

英伟达GeForce GTX 780Ti采用的GK110核心架构与之前的GeForce GTX 780和GeForce GTX TITAN所采用的GK110核心相同，晶体管数量为71亿个。但是相比前两者，本次英伟达可谓下上了血本，首先GeForce GTX 780Ti开放了G110核心中所有的15组SMX单元，包含6组ROP管线以及6组GDDR5显存控制器，于是它总计有恐怖的2 880个CUDA核心、960个DP CUDA核心、240个纹理单元、384bit显存位宽以及48组ROPs单元。而曾经的旗舰GeForce GTX 780和GeForce GTX Titan只分别使用了GK110核心的13组和14组SMX单元。由于保留了完整的6组GDDR5显存控制器和ROPs管线，它的核心频率显然难以像GeForce GTX 780GHz那样突破1GHz，其基础频率只有875MHz，Turbo频率为928MHz。在显存频率方面，GeForce GTX 780Ti做到了史无前例的7 000MHz，虽然仅为384bit的核心位宽，如此高的显存频率也将显存带宽提升到了366GB/s，超越了AMD R9 290X的320GB/s。不过GeForce GTX 780Ti公版标配的显存容量只有3GB，仅为GeForce GTX TITAN显存容量的一半，或许英伟达是想给之前高价（7 999元）购买GeForce GTX TITAN的用户一点心理安慰。

架构设计：各有特色

GeForce GTX 780Ti采用的GK110核心基于Kepler架构，它并不是一款“革新”的产品。从GK110核心SMX逻辑结构图中我们可以得知，虽然它与上一代的GK104的SMX具有相同的结构、相同的192个CUDA Core和相同的16个纹理单元，但是它在CUDA Core的附近新加入了许多DP Unit单元，既Double Precision Float Unit，意为双精度浮点单元。一组SMX中就包含64个DP Unit，15组共包含960个。英伟达在GK110核心中加入如此之多的双精度浮点单元，目的就是为大幅增强GK110的双精度浮点运算能力以满足和对手竞争的需求。

此外，GK110核心在缓存方面也有所增强，GK110核心的每组SMX里除了配备64KB 的L1 缓存外，还增添了48KB 的只读数据缓存（Read-Only Data Cache），用来提升核心的通用计算性能。

AMD的R9 290X采用了新的Hawaii核心，作为GCN架构的改良版本，Hawaii在诸多方面进行了修改，首先是Hawaii XT的流处理器引擎（Shader Engine）由Tahiti XT的2组变为4组，RB（Render Back-ends，后端渲染器）也倍增至16个。几何处理器（Geometry Processor）、光栅单元（Rasterizer）也都划分到了这4组流处理器引擎里，其中光栅单元每组16个，总计64个。 ACE（异步计算引擎）达到了8个，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个流处理器、1倍的光栅单元、3倍的几何处理器、两组显存控制器等总共19亿个晶体管之后，核心面积仅增加了86mm?。也就是说，Hawaii相比Tahiti增加了约45.6%的晶体管数量，但芯片面积仅增大了24%。这样一来，Hawaii的核心密度便有了明显提升。与之带来的运算能力提升也非常高效，Radeon R9 290X的几何处理能力和像素填充率相比上一代的Radeon HD7970 GHz几乎翻番，浮点运算、纹理填充也都达到了1.3倍。不过由于和上一代的Tahiti相同的新架构，Radeon R9 290X在单位面积的浮点运算性能提升有限，仅为5%。

技术比拼

英伟达在GPU行业里一直致力于游戏玩家的体验和软硬结合的开发。每次发布重要的产品时，都会同时带来几个让人耳目一新的全新技术，这之中不乏一些英伟达开发的基于游戏的应用，这次GeForce GTX 780 Ti也不例外。

英伟达ShadowPlay是一款专为游戏玩家准备的实时录像工具。它可以随时记录游戏玩家的游戏表现（包括声音与画面），并且保证1080p的高清显示效果。在工作时，英伟达的GPU会在后台记录你游戏中的一举一动，当你做出了精彩的操作或者打破了某项纪录，只需要敲击快捷键，那么之前20分钟内的影像与声音就会全部保存下来。而当你开启ShadowPlay时，录像功能仅仅会让你损失非常少的性能，相比其他录像软件ShadowPlay有着足够的低资源占用优势。与此同时，尽管ShadowPlay会持续录制，但是只要不按下快捷键，它持续录制的东西将不会占用任何磁盘空间。

G-SYNC则是另一项完全颠覆传统概念的技术，英伟达打造了一个开发板并将它用于显示器之中，搭载这种开发板的显示器可以与英伟达的显示卡无缝连接，并且实时改变屏幕刷新率。当显示卡的游戏性能足够强大，然后让屏幕刷新率与显示卡显示的帧数一致时，游戏将不会产生任何卡顿与屏幕撕裂，传统的垂直同步和帧生成问题就可以不再担心，让用户可以直接获得更好的游戏体验。

AMD方面，新的Radeon R9 290X支持DirectX 11.2、OpenGL 4.3、Mantle技术，还有增强的Eyefinity宽域技术，并且DisplayPort接口不再是必需品，DVI/HDMI即可直接组建三屏系统。这是个非常大的进步，可以大大降低组建多屏系统的成本和复杂度。

的DirectX 11.2是个微量升级版，主要是增加了对所谓“Tiled Resources”的支持，实现硬件管理虚拟内存，使得开发人员只需少量的物理内存就能创建更大的逻辑资源。微软称，该技术非常适合用户界面设计。

Mantle也是一个API，但是仅仅针对GCN架构显示卡，可以让开发人员绕过DirectX、OpenGL直接从底层访问GCN硬件资源，大大提升执行效率和性能，而且鉴于PS4、Xbox One也都用上了GCN架构的GPU，可以说AMD在跨平台一统天下方面的野心勃勃。

性能、功耗、温度对比

无论两款产品的设计和采用的技术如何，对于游戏玩家来说显示卡的性能表现才是最重要的。在分别测试显示卡理论DirectX 11图形性能的New 3DMark和3DMark 11中，两者互有胜负，可以说不分伯仲。不过在随后在多款不同分辨率设置的热门游戏测试中，GeForce GTX 780Ti高规格带来的不俗游戏性能渐显露出来，在《蝙蝠侠》、《战地3》、《Crysis3》、《热血无赖》、《古墓丽影》等对款游戏中的成绩相比对手Radeon R9 290X有10%～30%不等的领先幅度，不过Radeon R9 290X也有自己的优势项目，在《马克思佩恩3》、《地铁：最后的曙光》、《尘埃》等游戏中小幅领先对手。综合所有性能测试项目，平均下来GeForce GTX 780Ti相比Radeon R9 290约有6%的领先幅度。在显示卡高负载功耗测试中，由于如今的高端显示卡均具备了功耗保护功能，在使用Furmark等严酷的烤机软件进行测试时，显示卡会自动降低频率来保护自己不会损坏。这导致我们无法通过常用烤机软件来得到其准确的最大功耗，所以我们选择了用3DMark 11测试程序来测试整个平台的整体功耗（不含显示器）。在待机功耗方面，GeForce GTX 780Ti所在的平台整体待机功耗仅为52W，Radeon R9 290X平台整机功耗略高，为57W。高负载状态下GeForce GTX 780Ti平台的最高功耗为330W，相比之下Radeon R9 290X的平台最高功耗为380W。因此在功耗表现方面，GeForce GTX 780Ti略胜一筹。

在噪音方面，二者的待机和高负载风扇转速都较为相似，噪音表现也较为相近。不过在核心温度方面，GeForce GT 780Ti 的无论是待机温度28℃还是高负载温度82℃，均相比待机温度为65℃和高负载95℃的Radeon R9 290X要强上不少。

总结：

通过此次旗舰级产品针锋相对的碰撞，英伟达再一次通过土豪级的规格在性能方面取得了胜利，并且在功耗、温度和噪音等方面力压对手，当之无愧地夺回了单芯卡皇的宝座。

对于那些追求极致性能的玩家来说，GeForce GTX 780Ti自然是不二之选，况且其功耗和温度方面的表现也更佳。不过Radeon R9 290X也并不是败的一无是处，因为在价格方面，由于Radeon R9 290X的价格为4 699元，而GeForce GTX 780Ti的的价格为4 999元，相差了约6%，而这恰好是两者之间性能方面的差距，而且AMD向来在后续驱动优化方面表现非常不错，因此Radeon R9 290X在性能方面还有不少优化的余地。此外，AMD显示卡的“挖矿”性能也成为游戏玩家在空闲时间赚取外快的一个功能，对手英伟达在这方面的表现则入不敷出。