超频还能提升能耗比？DIY BIOS超频“Maxwell”就是这么任性

　　GTX 900系列作为Maxwell架构的高端型号，并没有因为性能的大幅提升而丢掉能耗比上的优势。它们延续了此前GTX 750/750Ti带给我们的优秀能耗比体验，不仅如此，还在各大媒体的超频测试中，展现出新核心的极佳潜质。这让性能上跟GTX Titan BE在伯仲间的GTX 980有机会更上一层，在性能和能耗比上完全超过以GTX Titan BE为代表的Kepler架构。本文中笔者就将针对最新的GTX 970/980显卡，和大家一起来探讨如何通过自己修改显卡BIOS，最大程度地挖掘出Maxwell核心的性能。

　　Maxwell显卡BIOS的新特点

　　GTX 970/980同样都是基于Maxwell的GM204核心，GTX 980的TDP功率为165W，性能上却能赶超TDP为250W的上一代旗舰GTX 780Ti/Titan BE；而GTX 970的TDP功率仅区区145W，几乎和公版的GTX 660持平，性能却足以胜过GTX 780。由此可见，Maxwell显卡在能耗比上的优势明显。如此出色的功率控制，除了归功于核心架构和硬件上的优秀设计之外，显卡BIOS中对功率的合理控制也功不可没。但功率控制和利于超频通常是背道而驰的两种BIOS设定思路，很难兼顾。对功率的严格限制，势必在一定程度上成为超频的桎梏。由此看，公版GTX 900系列因为对功耗控制的高要求，其BIOS设定可能并不适合超频。在这种状态下，GTX 900系列已有上佳的超频表现，那么打开BIOS桎梏后，其超频表现有望进一步提高。

　　严格来讲，基于GM204核心的GTX 970/980属于第二代Maxwell显卡，其BIOS结构完全不同于第一代基于GM107核心的GTX 750/750Ti显卡。GTX 750/750Ti的GM107核心虽然也是Maxwell架构，但是其BIOS结构与GTX 700系列的Kepler架构显卡几乎完全一样。GTX 970/980显卡的BIOS则不同，其中变化最大的就是GPU Boost频率的定义表。在之前的GTX 600/700系列显卡上，BIOS中的GPU Boost频率定义表与每个具体的核心型号成固定关系，也就是说相同型号的显卡，不管是什么品牌、什么具体型号，只要视频输出接口是一样的，都可以互刷BIOS，刷新之后显卡会按照新BIOS中的频率运行。例如一些超公版的GTX 770，在运行频率上会高于公版的GTX 770，我们只要把高频版GTX 770的BIOS刷新到公版GTX 770上，就可以让公版GTX 770达到高频版GTX 770的运行频率。而GTX 970/980显卡BIOS中的Boost频率定义表，在不同厂家的显卡上其定义有可能是不一样的，通常情况下不能通用。例如可能会出现同样的一个BIOS，在A品牌的GTX 970上使用时，GPU核心的最高Boost频率是1.3GHz，而刷到B品牌的GTX 970上使用时，GPU核心的最高Boost频率会变成1.34GHz，甚至出现自动降频或者不稳定的情况。所以打造GTX 900系列的超频版BIOS，最好别偷懒下载别家的BIOS，建议在原版BIOS的基础上进行DIY。

　　修改和刷新Maxwell显卡BIOS的工具软件

　　1、BIOS修改软件—Maxwell Bios Tweaker

　　Maxwell Bios Tweaker是专门针对第二代Maxwell架构显卡GTX 970/980的BIOS修改软件，因此作者专门在软件的名称上增加了“Ⅱ”的标识，实际上该软件也无法使用在基于第一代Maxwell架构的GTX 750/750Ti显卡BIOS上。软件的具体使用方法会在下文中进行详细的介绍。

　　2、BIOS刷新软件—nvflash5.19

　　在Kepler架构显卡上，我们使用第三方软件对显卡BIOS进行修改后，都可以使用Windows或者DOS下的nvflash软件进行BIOS的刷新。不过现在NVIDIA对第三方软件修改的BIOS做出了限制，在新版的nvflash软件中增加了数字签名验证机制。我们自己修改的BIOS没有经过NVIDIA官方的数字签名验证，使用之前的普通版nvflash软件就无法再进行GTX 900系列显卡BIOS的刷新。DIYer可以通过下载5.19版，破解了验证机制的nvflash软件来绕过这个限制。

　　3、检测显卡GPU核心最高Boost频率的工具软件—NVIDIA Inspector 1.9.7

　　这里可能会让一些玩家有所误解，Boost频率不是在我们常用的GPU-Z中就有显示吗，为何还需要专用工具？其实我们使用GPU-Z软件所测得的Boost频率只是一个目标参考值，至于使用过程中显卡GPU核心实际达到的最高Boost频率值，并非一定跟GPU-Z中显示的一样，还得看BIOS中的电压与频率设置关系，档位设定不同实际频率会千差万别。NVIDIA Inspector这个显卡超频软件在检测GPU核心的实际最高Boost频率值时，比GPU-Z要更加准确、详细。

　　GTX 970/980显卡超频BIOS修改、刷新教程下面以旌宇贴牌的公版GTX 970显卡为例，详细介绍一下GTX 970/980显卡超频BIOS的修改和刷新方法。

　　Step1：备份显卡的原版BIOS

　　修改刷新BIOS有一定的风险，所以一定要备份和保存显卡原版的BIOS。针对GTX 970/980显卡的nvflash软件只能在未加载NVIDIA显卡驱动的情况下使用，因此我们需要进入系统的安全模式进行操作，或者使用WinPE系统也可以。新版的nvflash软件中去掉了-4和-5两个命令参数。我们进入安全模式的CMD命令行，在存放nvflash软件的目录下运行nvflash–bgtx970.rom，就可以把当前的GTX 970显卡BIOS备份为gtx970.rom文件。

　　Step2：打破显卡BIOS中的功率限制

　　首先使用Maxwell Ⅱ BIOS Tweaker软件打开步骤1中备份的GTX 970显卡BIOS，进入“Power Table”选项卡。可以看到下方有8个功率项目可以修改，其中与我们超频有密切关系的选项有6个。每一个功率项目都有三个子选项：Min为最小功率值，Def为默认功率值，Max为最大功率值，单位均为mW（毫瓦）。我们需要修改的是默认功率值和最大功率值。其中第1项为显卡提供给GPU核心总的输出功率，这里的默认功率值和最大功率值可以设置为一样的，建议在原版BIOS中的默认值上增加100W就足够了。第2项为显卡提供给显存总的输出功率，如果我们不打算给显存增加工作电压的话，这一项可以不进行修改。如果想尝试对显存大幅度超频，那么可以适当提高总的输出功率。这样做的前提是显卡支持调节显存电压，这里也可以分别在原版BIOS默认值的基础上增加50～100W。第3项是设置PCI-E接口的输入功率，由于增加主板PCI-E接口对显卡的输入功率会增加主板的发热量，所以这里建议保持默认值就好，不要随便改动该项功率数值。

　　第4～6项都非常的重要，第4、5项均为显卡6Pin或者8Pin供电接口的输入功率设置选项。一般GTX 970/980显卡上都有两个6Pin或者8Pin供电输入接口，加上PCI-E接口对显卡的供电支持，可以说对显卡总的功率支持是足够的。这里建议保持默认值，或者分别在原版BIOS默认值的基础上增加50W就足够了。

　　上面介绍的第3、4、5选项都是关于外部供电对显卡功率输入的限制。而第6个选项最为重要，这里设置的是显卡的TDP功率值，其中Def栏目里的数值就是我们用GPU-Z软件测得的“Power Consumption”里100%的数值。

　　如果这里的数值是151200mW，那么如果用GPU软件测得的“Power Consumption”里的数值为50%TDP的话，就说明此时显卡的功率为151200mW×50%=75600mW=75.6W。这个TDP功率值直接关系到Boost机制中的功率限制。下方的Max栏目中的数值就是我们用超频软件提升显卡TDP功率的上限值，例如上面的Def栏目数值为该数值为151200mW，而Max栏目中的数值为160300mW的话，那么我们在NVIDIA Inspector等超频软件中看到的功率上限比例值就是160300÷151200+106%。如果保持Def栏目数值不变，把Max栏目中的数值改为302400mW的话，那么超频软件中的功率上限比例值就是200%了。所以我们首先要提高Def栏目设定值，用来提高显卡的TDP功率限制。其次还要提高Max栏目设定数，用于在超频时还可以通过软件来进一步提高功率限制的上限。

　　Step3：修改BIOS频率等参数

　　在支持GPU Boost功能的Kepler和Maxwell架构显卡上，一般都存在三个主要的频率值，一个是GPU核心的3D基础频率，一个是Boost频率，还有一个是显存频率。GPU核心的频率实际上是由GPU Boost频率表定义的，所以我们如果单纯修改BIOS中GPU核心的3D基础频率和Boost频率的话，其实并不能影响到GPU Boost的实际最高频率。GPU核心的3D基础频率其实就是当显卡功率达到Boost机制的功率上限之后，自动降频时的频率，如果调整到此频率后功率还是达到上限的话，频率还会继续往下降。而Boost频率仅仅是一个参考值，在运行游戏时真正的Boost最高频率是由Boost频率表灵活决定的。

　　进入Maxwell BIOS Tweaker软件中的“Common”选项卡，下方的3D Base Clock即为3D基础频率，该频率就是GPU-Z中的Default频率。该值可以和TDPBaseClock保持一致。Boost Clock即为Boost频率，这两个数值其实都是表面的东西，真正的实用意义并不大。下面的Memory Clock就是显存频率，这个值对性能影响很大，GTX 970/980显卡的显存频率一般都可以达到8000MHz，这里建议设置为保守一点的3805，等效约7600MHz。

　　Step4、调整Boost频率表参数

　　Boost频率表决定了显卡GPU核心在Boost机制下可以达到的最大频率，因此是直接影响显卡性能的，在各项修改中最为重要。进入MaxwellⅡBIOS Tweaker软件中的“Boost Table”选项卡，下面的表格就是Boost频率表，但是在这里只能看到不同的频率档次，看不到对应的电压值，也无法确定目前这个显卡最高的Boost频率究竟是多少。此时我们可以借助NVIDIA Inspector软件的帮忙。NVIDIA Inspector软件Est.MaStoma栏目中的数值就是目前该显卡实际的最高Boost频率。接着运行一下3DMARK测试或者大型3D游戏，使用GPU-Z软件在后台进行监测，就可以测得GPU核心的最高电压值。这样就能够确定目前该显卡在Boost频率表中的最高档位。例如笔者的旌宇公版GTX 970显卡，测得GPU核心的最高电压值为1.2125V，最高Boost频率为1306MHz，在NVIDIA Inspector软件的Boost频率表中1306MHz对应的档位为65，那么该显卡在Boost频率表中的最高档位即为65。我们可以通过下方的拉杆按键来调整Boost频率表，例如把原来1306MHz的65档位中频率值提高到1367MHz，这样修改之后显卡的实际最高Boost频率就会变为1367MHz。

　　笔者把旌宇公版GTX 970的BIOS在原版的基础上做了修改。

　　完成了上述步骤之后，GTX 970的超频版BIOS就大功告成了。把新BIOS保存为gtx970oc.rom之后进入操作系统的安全模式或者用U盘引导到WinPE系统下。然后进入CMD命令行，在存放nvflash软件的目录下运行nvflash–6gtx970oc.rom，就可以把自己改造的超频版BIOS刷新到显卡上。

　　修改BIOS前后性能对比测试

　　刷新了超频版BIOS之后，旌宇公版GTX 970显卡的实际Boost最高频率从1304MHz提升到了1367MHz，显存频率从默认的7000MHz提升到了7600MHz。

　　在各项3DMARK测试中，理论性能获得了10%左右的提升，在实际游戏中性能提升也超过了8%。更重要的是，在通过此方法明显提高显卡性能的同时，显卡的功耗并没有因为超频而大幅度增加，相比超频前，增加幅度仅6.16%，比8%左右的性能增幅还低。也就是说通过BIOS修改方式的合理超频后，Maxwell架构显卡的能耗比甚至能一反常态的不降反升。

　　另外，在修改BIOS之前，虽然可以把显卡GPU核心的最高Boost频率提升到1.5GHz，但是在实际测试中，会因为实时功率达到了TDP的上限而自动降频，频率波动比较大，实际性能不理想。在修改BIOS之后，显卡的TDP上限提升到了325W，大大高于原来的151.2W。因此把显卡GPU核心的最高Boost频率提升到1.5GHz之后，也不会达到功率上限而触发Boost的降频机制。若玩家愿意，也能尝试将核心频率一直保持在1.5GHz运行，实际性能将获得更高幅度的提升(对散热等其他系统有额外要求，尝试需谨慎)。

　　写在最后

　　在了解完GTX 970/980显卡的新特点及BIOS修改原理之后，我们会发现其实自己动手打造适用于Maxwell架构的超频版BIOS也并不困难。正在使用GTX 970/980显卡的朋友，无需再等待网络上大神们的“鸡血”超频BIOS下载了。《微型计算机》将在官方网站上提供文章所述软件工具的打包下载，MCer完全可以到《微型计算机》官方网站上下载各个工具软件，参考本文中介绍的方法，DIY属于自己的Maxwell超频BIOS，进一步挖掘GTX 900系列显卡的能耗比优势，提高绝对性能，打造专属于自己的最强非公版！

　　Tips：温故知新—DIYer必知的Boost频率表

　　在以前的文章里面，MC曾经为大家介绍过NVIDIA显卡的GPU Boost机制以及其中的GPU Boost频率表。GPU Boost频率表其实就是一个用于定义显卡GPU核心频率与电压之间关系的表格。GPU Boost的机制其实就是根据显卡的实时功率、温度情况，让GPU核心频率在不同的档位之间不断的自动切换，切换的依据就是GPU Boost频率表中的对应参数。支持GPU Boost1.0的Kepler架构显卡是0-46档之间切换，支持GPU Boost 2.0的Kepler架构显卡增加到0-52档之间切换，而第一代的Maxwell显卡GTX 750/750Ti进一步开放到0-63档之间切换，第二代的Maxwell显卡GTX 970/980已经提升到0-74档之间切换。

　　因此，制作GTX 970/980显卡超频版BIOS的关键在于两点：

　　1、提升显卡BIOS中的功率限制；

　　2、寻找显卡BIOS的Boost频率定义表中针对本显卡的最高Boost频率定义点，并对相应参数进行修改。

　　文 林以诺