GeForce GTX 1080首发评测 缔造性能神话(2)
似是故人的新架构
GeForceGTX1080采用了两年前就已在GTC上被老黄透漏的全新架构――Pascal，“Pascal”依然取自一位著名物理学家的名字，国际单位制中压力的单位“Pa”即以其姓氏命名。Pascal架构的第一款产品是4月初发布的TeslaP100，其采用GP100大核心，而这次发布的GTX1080则是采用GP104核心，具体型号为GP104-400，次旗舰GTX1070为GP104-200。GP104核心面积约为314平方毫米，得益于16nm的制程优势，核心内集成了72亿晶体管，是GTX980晶体管数量的1.38倍，核心面积却仅为GTX980的78.9%。
NVIDIAGP104-400核心
基于Pascal架构的GM204-400芯片运算资源总量为2560个ALU，TFU数量为160个，后端的ROPs数量为64个，四个带宽为64bit的双通道显存控制器组成了总量为256bit的显存控制单元，大小为8GB。同GTX980相比，其各项参数均有所提升，尤其是显存带宽达到了320GB/s，这是因为其率先采用了GDDR5X显存，GDDR5X显存的改进使得GTX1080在位宽相同的情况下拥有更高的带宽，初期即可达到10-12Gbps，而随着进一步的研发最高能够提升到16Gbps。
| 显卡规格比较表 | ||||
| 显卡型号 | GTX1080 | R9FuryX |
GTX980 |
GTXTitanX |
| 首发限价 | /$599 | /$649 | /$549 | /$999 |
| GPU代号 | GP104 | FijiXT | GM204 | GM200 |
| GPU工艺 | 16nm | 28nm | 28nm | 28nm |
| GPU晶体管 | 7.2B | 8.9B | 5.2B | 8B |
| 着色器数量 | 2560 | 4096 | 2048 | 3072 |
| 单精度浮点 | 9T | 8.6T | 5T | 7T |
| ROPs数量 | 64 | 64 | 64 | 96 |
| 纹理单元数量 | 160 | 256 | 128 | 192 |
| 核心频率 | 1607MHz | 1050MHz | 1126MHz | 1000MHz |
| boost频率 | 1733MHz | 1050MHz | 1216MHz | 1075MHz |
| 架构 | Pascal | GCN | Maxwell | Maxwell |
| 显存频率 | 2500MHz | 500MHz | 1753MHz | 1753MHz |
| 内存位宽 | 256bit | 4096bit | 256bit | 384bit |
| 内存带宽 | 320GB/s | 512GB/s | 224GB/s | 336GB/s |
| 内存类型 | GDDR5X | HBM | GDDR5 | GDDR5 |
| 内存容量 | 8GB | 4GB | 4GB | 12GB |
注：表中售价均为官方首发限价
我们可以看到GeForceGTX1080的默认核心频率达到了惊人的1607MHz，Boost频率为1733MHz，显存带宽为320GB/s，这款产品完整支持DirectX12API以及异步运算，在DX12中有着更好的表现。GTX1080的默认PixelFillrate能力达到了102.8Gpiexls/S，默认TextureFillrate能力为277.3Gtexels/S。凭借超高的基础频率和庞大的运算规模，GTX1080拥有9TFLOPS的超高单精度浮点运算能力，照比GTXTitanX提升了28%，甚至超越了R9FuryX的8.6TFLOPS单精度浮点运算能力，成为目前单精度浮点运算性能最高的游戏显卡。
GP104架构图
Pascal架构GP104-400芯片由以下主要的部分组成：
1、基于TSMC的16nmFinFET工艺。
2、4单元的宏观并行结构，20组SMs单元被分为4个GPC，每个GPC包含5组SMs。
3、20组全新设计的，包含了几何引擎、光栅化引擎以及线程仲裁管理机制的SMs单元。每个SMs单元包含一组负责处理几何任务需求的PolyMorphEngine，同时均下辖5组更基本的SM单元，每个SMs单元包含8个负责处理材质以及特种运算任务如卷积、快速傅里叶变换等的TextureArray，四组并行的二级线程管理机制以及对应的shared+UnifiedCache等缓冲体系。
4、GP104拥有8个32位显存控制器，总计256位，每个32位显存控制器包含8个ROPs单元和256KB二级缓存，共计64个ROPs单元和2M二级缓存。
5、改进型的4.0版本PolyMorphEngine，包含了为VR设计的TheSimultaneousMulti-ProjectionEngine，在极端情况下，SMP引擎可以减少32倍VR所需的几何渲染工作量。
GP104SM单元架构图
在GeForceGTX1080上，我们看到了其与上代基于Maxwell2.0架构显卡相类似的设计，主要区别就是每个GPC中多了一组SMs单元。这就让这款显卡能够支持所有在GeForceGTX900系列中的特性，以后使用到这款显卡的玩家能够获得与其他采用基于Maxwell2.0架构设计的显卡的体验。
