能耗、ACE 2015年显卡技术及产品回顾

　　今年，PC市场的整体趋势依旧是下滑。显卡，尤其是独立显卡的需求量也明显萎缩。但与销量萎缩相反的是，今年经销商普遍反馈独显市场售出产品的均价却在逆市上扬。这应验了MC去年有关独显市场将进一步向高端倾斜的预言。

　　大浪淘沙之后，留下来依旧关注DIY的，无疑都是相对资深的DIY玩家。他们非常清楚PC应用的瓶颈所在，在CPU性能提升速度放缓，游戏等应用中CPU性能相对过剩的当下，玩家越来越重视显卡对整机性能的贡献。无论是高分辨率游戏、解码加速、软件加速还是VR体验，显卡都是应用是否流畅，体验是否出色的关键。从主观意愿上，这已经提高了玩家群体对显卡性能的更高需求，而高性能就意味着定位和售价也相对更高。当然有主观意愿还不够，没有有利的客观条件，也难以在PC整体形势不好的情况下，反而拉高独立显卡的平均售价。但无独有偶的是，今年恰好存在3个让独立显卡均价提高的客观条件……

　　其一，跟上游芯片厂商的策略转变有关。随着显卡工艺长期滞留在28nm，显卡升级时从工艺上获得的增益越来越小，难以在增加晶体管数量的同时，保持核心面积不变，甚至缩小。要想入门级显示核心性能增加，核心晶体管数量和芯片面积就难以控制，这就意味着制造成本指数级上升。所以我们在近两代显卡上看到无论AMD还是NVIDIA，在显示核心换代时，都少有入门级市场的动作。

　　其次，跟当前玩家显示器分辨率的提高有关。2.5K的产品相对来说已经开始在玩家群中普及。游戏分辨率的提高，会瞬间让游戏对显卡的性能需求暴涨。这让不少选择了2.5K以上分辨率的玩家在选择显卡时，首先考虑的就是顶级产品，甚至多卡互联。

　　再者，跟今年欣欣向荣的高端网咖和高端装机行业有关。网咖是高端配件的推崇者，甚至多有定制的DIY水冷主机压阵，显卡和处理器多半是高端产品，既漂亮又强劲，吸引着更多顾客。这也客观带动了高端独显销量，拉高了平均价。

　　NVIDIA第二代Maxwell开创能耗比时代

　　毫无疑问，除了市场变化，显卡界每年的大事一定是AMD和NVIDIA两大显示芯片上游厂商的芯片革新。让我们很遗憾的是，显示核心代工大厂台积电的工艺水平依旧在28nm原地踏步。这很明显影响了上游芯片设计厂商的产品发布节奏。NVIDIA的新一代Maxwell架构更是从中、低端的产品开始部署，去年GTX 980客串了相当长时间的旗舰。当然，在第一次测试GTX 980时，MC就已经预测过，这么一颗300平方毫米级别的芯片不会是Maxwell的终点，按照NVIDIA的习惯，一定会有一款更大的核心在酝酿中。不出所料，今年NVIDIA终于拿出了Maxwell的终极杀器GM200核心，核心面积达到600平方毫米级别。虽说底层计算架构上和GTX 980没有多大区别，但GM200核心超80亿的晶体管数量带来了计算规格的大幅度提升，这让基于该核心的GTX TITAN X和GTX 980Ti显卡展现出了远超我们想象的性能。更重要的是，GM200核心并没有因为核心规格和核心面积的大幅度增加而失去Maxwell架构引以为傲的能耗比特性。同比NVIDIA的上代大核心产品，GM200的能耗比几乎有着翻倍的提升，在相同的28nm工艺下实现这个壮举，带给玩家的冲击不言而喻。让玩家佩服NVIDIA设计实力的同时，更是将能耗比数据奉为了继性能数据之后的另一个重要选购要素。

　　AMD硬件ACE独步天下

　　虽说DX12的推广迟缓，尤其是游戏开发有些缓慢，但是未雨绸缪的AMD已经在自己的高端显卡中完成了ACE硬件单元部署，为DX12最重要的异步着色模式，提供了高效率的硬件支持。全新的Fiji核心是近年来AMD少有的核心面积达到600平方毫米水平的大核心，虽说底层计算单元还是和R9 200系列没有太大区别，依旧基于改进的GCN，但搭配了全新的HBM显存和多达8组的ACE硬件单元还是让人眼前一亮。更重要的是，这样的硬件ACE单元并非新一代旗舰独有，包含上一代R9 290系列在内，AMD的R9 Fury系列、R9 390系列等多达7款产品都拥有强悍的ACE硬件单元。与之相比，NVIDIA最新一代的Maxwell架构都还不具备这样的能力。

　　ACE能将复杂的串行负载分解为多个可以并行执行的简单负载，使得工作的并行度更高，减少GPU内处理单元的闲置率。借此能在同硬件平台下，挖掘出更强的硬件性能，为玩家提供更高级的画面特效。而且这种任务分拆机制，还非常适合虚拟现实渲染时的多重渲染应用环境。再加上DX12的强力支持，怎么看ACE都将是未来趋势。实际上在当前为数不多能体验到的DX12应用中，AMD显卡已经能靠ACE获得相比DX11模式的大幅性能提升。相信明年A卡硬件ACE将有更多用武之地。

　　DX12尚不成熟，软、硬件都欠火候

　　主观意愿和客观因素的刺激，最终在量缩的时候让显卡均价完成了逆袭上涨。但单单从显卡技术层面来说。MC对今年的显卡换代并不十分满意。随着微软重点打造的Windows 10上线，DirectX 12已经正式来临。这个高效率的全新API代表着图形处理的未来。在以往，A、N两家都会配合微软在新显卡发布时提供完善的支持。然而这一次，我们看到Maxwell竟然连最重要的硬件ACE都没有。A卡的硬件ACE单元是不错，但奈何新显示核心底层架构依旧在吃老本。其搭配的HBM显存虽性能出众，但相对较弱的核心难以发挥出新显存系统的带宽优势。而且最高仅4GB的显存容量也成为高端玩家诟病的重点，让人觉得显存不够成熟，升级效果不够理想。总之，这一代显卡硬件给人一种没能和API与时俱进的感觉。软件层面，由于DX12追求高效率，设计得更加接近底层硬件。对习惯了传统方式的开发商来说，开发DX12显得陌生和困难不少。再加上显示芯片厂商的产品特性不同，对DX12的支持良莠不齐，也成为游戏开发商抱怨开发费力的因素。总之，当前能支持DX12的游戏确实太少，只有那么2、3款用于测试。

　　VR大行其道

　　抛开不如意的DX12，虚拟现实倒是离我们越来越近，尤其是NVIDIA，无时无刻不在强调VR代表未来，也在围绕VR优化自己的显示核心，以及与之匹配的软件。比如NVIDIA的“异步时间规整”技术和“多重分辨率着色”。前者在于优化用户体验，因传统显示输出模式延迟相对较高，直接转为VR应用会让玩家因转头速度和“视线”转速不匹配，而产生头晕，想吐的问题。后者则重点优化性能，传统渲染中，要抵消VR眼镜设备带来的鱼眼畸变，只有渲染更多像素，最后又在扭曲形变中将它们抛弃掉。这种“多余”的工作势必会带来显卡的额外负担，在VR对显卡性能要求非常苛刻的当下，每一分性能的节省都能帮助玩家获得更好体验。而多重分辨率着色能在正式渲染前，将VR需要渲染显示的图像划分为多个视区，然后按照比例缩放边缘，以保障显卡渲染的结果就是最终的扭曲图像。也就是说GPU不会再像传统方式一样去渲染许多根本不会出现在屏幕上的像素，借此可以在实际VR游戏中为显卡带来1.3甚至更高的计算效率，让虚拟现实游戏体验更流畅。实际上NVIDIA和Oculus Rift等虚拟眼镜厂商的合作，已经让虚拟现实硬件平台成型，若干开发商已经开始基于该系统打造实际应用，相信来年VR将会有井喷式爆发。

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