打响帝国保卫战 NVIDIA顶级显卡详细测试
关注+2004-10-08作者：蓝点
前言
2003年10月份，ATI抢先发布了旗下主流显卡9600pro和9800pro的升级版-9600XT和9800XT，以其更强顽的性能和亲民的价格横扫中高端市场，迫于压力，昔日王者nVIDIA终究也按捺不住，在ATI发布发布XT系列显卡后的三天，发布了将5600ultra和5900ultra升频和改进核心制程、换用显存之后更名为5700ultra和5950ultra的两款占据中高端市场生命线的显卡，与此同时，更在10月24日，将旗下的显卡驱动升级为52.16，更名为ForceWare，正式提供对5700ultra和5950ultra的支持，大幅提升两款新卡的性能。
MSI FX5950 Ultra-VTD256/FX5700U-TD128
作为nVIDIA的铁杆合作伙伴，MSI自然不甘人后，于国内首发代表目前nVIDIA系列最高端的5950ultra，并为其加装了多媒体应用中心的实用功能，矛头直指ATI的巅峰之作9800XT。而作为针对中高端市场的5700ultra则代表了目前nVIDIA系列显卡最高生产工艺，IBM晶元厂0.13mm核心搭配三星-2.2的DDR2显存赋予了5700ultra非凡的超频性能，使得5700ultra的含金量大幅提高，凭借于此，5700ultra的推出让DIY中高端市场一片哗然。
图为：MSI FX5950 Ultra-VTD256/FX5700U-TD128
| 性能简介 | FX5700U-TD128 | FX5950 Ultra -VTD256 |
| 核心开发代号 | NV36 GeforceFX5700 ULTRA | NV38 GeforceFX5950 ULTRA |
| 制造工艺 | 130nm IBM 铜互连 FC-BGA封装 | 130nm TSMC 铜互连 FC-BGA封装 |
晶体管数量 | 8200万 | 13000万 |
| 内部总线位宽 | 256bit | 256bit |
| Vertex Shader数量 | SIMD FP 排列 | 3组并行 12X SIMD FP排列 |
| Pixel Shader数量 | 4 | 4 |
| Shader版本 | 2.0(+) | 2.0(+) |
| 内核频率 | 475 MHz | 475 MHz |
| 纹理填充率 | 1900 MT/s | 3800 MT/s |
| 像素管线及材质数目 | 4X1X16 | 16X1X16 |
| 9.0 | ||
| 显存总线位宽 | 128bit | 256bit |
| 显存频率 | 900 MHz | 950 MHz |
| 显存带宽 | 14.4GB/s | 30.4GB/s |
| 显存类型 | DDRII | DDR |
| 显存容量 | 128MB | 256MB |
| FSAA | IntelliSample HCT | IntelliSample HCT |
| RAMDAC | 2X400MHZ 每通道10bit | 2X400MHZ 每通道10bit |
图为：两款主流与高端显卡的代表作
0.13微米、256-bit DDR、显存的布局、夸张的供电模块，我们的确能够从5950ultra上看到5900的影子，相反，5700ultra的推出则摆脱了5600ultra的模式，为新制程而设计的板型，为DDR2和新核心而改进的供电模块，无一不是全新的设计。在n系列中端显卡上，我们是首次看到不可以脱离独立四针电源而全速运行的显卡，即使是先前的某些高端5600ultra上带有四针电源接口，但也是可以不接上电源而全速工作，本次推出的5700ultra则采用了和5950ultra一样的电源检测机制，没有外接电源则让显卡降速运行。
图为：5700ultra显卡
图为：5950ultra显卡
图为：两款显卡的背面
5700u使用的是早在5800上采用过的DDR2显存，限于当时未成熟的0.13制程，5800核心和DDR2显存的配合下的实际应用效果显然未能弥补为此而付出的昂贵代价，在本年度主打中高端市场的5700ultra上使用的DDR2显存主要是因为改进的0.13mm制程的成熟和在核心低成本下的一个互补。由于DDR2价格昂贵，但足以让相对于5950ultra低廉的核心以及元件成本所承担，相较之下，5950ultra碍于其核心制程和显卡其他部分的制造成本，如果再使用折中昂贵的DDR2显存必将重蹈5800ultra的覆辙，提升显卡整体性能的途径不是唯一的，nVIDIA聪明地将5950ultra上的显存位宽提升为256位，并且改变了以往的直线排列型而采用45度角排列，有效缩短导线传输距离，减低线路间的窜扰。
由于在显存上的简化，5950ultra的显存供电模块明显比5700ultra精简，另一方面，由于核心的复杂和需要为额外的多媒体处理芯片提供稳定的电压，5950ultra的核心供电部分比起5700的设计有着更大的功率储备，其效率比起5700更为强大，器件的选用上，采用了大量的铝壳电容和钽电容，GPU背面的钽电容远远超出5700，其发热量绝对不容忽视。相信各位玩家对曾经在5800u上出现过的FX-Flow散热系统记忆犹新，凭借这套设计复杂，噪音巨大却的散热系统让5800u成为世界上首款集“电吹风”“吸尘机”于一身的多功能显卡。5950ultra虽然有着和5800u不相上下的复杂设计，散热系统依然臃肿，但其执行效率却大幅提高，不甘墨守成规的MSI更将此套系统优化，专门为5950ultra系列显卡推出了如下图的TwinFlow散热系统和改进的T.O.P散热系统。
左图所示便是应用在5700U上附带的散热装置，前身是最早在Ti4800上取得极大成功的T.O.P( Thermal Obviation Protection)全铜质散热系统。发展至5700U这一代，散热风扇采用了更大的口径、风页更大的低转速大风量静音型智能监控风扇，虽然没有5950u造型夸张的散热系统，但在最后的超频测试中，5700在长达2小时的测试过程中表现一直稳定，温度始终控制在50度以下。
右边夸张的金太阳型散热系统则是应用在5950ultra上的TwinFlow散热装置。覆盖在GPU上的主散热片和显存散热片相连成一整体，背部散热片以导热橡胶和GPU背部的贴片电容连接，在普通任务环境下，其风扇的噪音比intel的原装风扇还要小。当切换到3d工作环境时，其工作噪音明显增大，随着渲染强度和负荷的加重，其风扇转速亦会随之增强，在执行3dmark和aquamark等高强度渲染工作时，噪音的提高足有两倍多，但相对于5800电吹风似的噪音，TwinFlow的声响就有点微不足道了。在新的ForceWare中，加入了对核心温度和环境温度的探测和高温预警，据ForceWare的显示，在20度左右的室温下足以让GPU稳定工作在38度以下，超频环境下运行3dmark04的demo一小时，其核心温度为48度左右，TwinFlow对发热量的控制十分理想。
经过巧妙切削的散热片和邻近被占用的pci接口和睦相处
即使拥有巨大的散热片，MSI还是考虑到目前显卡和主板的搭配，经过巧妙切削的散热片和邻近被占用的pci接口和睦相处。
以0.13mm制造的5700ultra核心，FCBGA封装，首次将核心交由ibm代工制造，首批的公版5700ultra核心由美国纽约州East FishKill工厂加工，而微星销往亚洲的显卡则由韩国的晶元加工厂生产。生产代号的末尾为A1版本，显示为同等显卡中的最高端ultra版。
5950u的核心则依然由nVIDIA的传统生产合作伙伴TSMC生产，同标为A1版本的ultra版，为了使其核心拥有更好的散热性能，nVIDIA在5950ultra的核心上覆盖了一层特殊的散热金属罩。由于在制造工艺上的不同，5950ultra核心和5700ultra核心在晶体管相差不大的前提下，拥有比5700ultra更大的基板和核心面积。
图为：5950ultra上采用的-2.2显存
5950ultra上采用的-2.2显存，和公版设计相同。5700ultra上的显存为-2的HY DDRII，核心频率较高。
图为：飞利浦SAA7108E芯片
飞利浦SAA7108E芯片，应用于PAL/NTSC/SECAM视频解码，是目前家用显卡上性能较好的桌面视频应用解决方案，主要通过VGA控制器的图像接口输出数字视频流，支持对MPEG-1、MPEG-2与MPEG-4视讯解码，以及MP3音频码。5950U由于没有在内核集成DVI输出功能，因此还需要靠外加的Silicon Image芯片实现。
启亨FX5900 TURBO1
启亨的显卡曾经给过我们不少的惊喜，就好象我们以前没有在国内销售的Ti4800，其性能非常的出色，深受消费者喜爱。我们为大家介绍这款启亨FX5900 TURBO1其包装和启亨Ti4800非常接近，采用了nVIDIA FX 5900核心，256BIT的256MB的显存。这样高的参数规格相信任何喜爱硬件的朋友都会为之动心。
金属外壳加玻璃包装，使产品格调提升不少
启亨FX5900 TURBO1采用0.13微米工艺，nVIDIA FX 5900核心，256BIT的256MB的显存和标准公版设计。正反两面覆盖了大面积的散热片，最为抢眼的还是正面用于散热的三把小风扇。接口分别是DVI、VGA还有S端子三种。
标准公版设计
核心为nVIDIA Geforce FX 5900，在台湾生产。256bit位宽现代256MB DDR显存(编号为：HY50U283222)核心频率达到700MHz，加上如此巨大的散热片的覆盖，相信还是有一定的超频空间。飞利浦SAA7114E芯片支持完整的VIVO功能；而Silicon Image公司的Sil164CT64 DVI转换芯片。
抢眼的Wise Fan2散热片集合了3个散热风扇
公版设计的元件分布
抢眼的Wise Fan2散热片集合了3个散热风扇，平时使用时只有两个风扇运行，而当温度超过56℃时主板会自动启动备用风扇，而在系统运行于标准2D环境时，Wise Fan II将会停止所有风扇的运转，以降低工作噪音及功耗，这个功能在笔者使用过程中确实感触良多。
启亨FX5900 TURBO1附件也相当齐全
启亨FX5900 TURBO1附件也相当齐全，包括了连接在S-端子的扩展口、AV线、DVI转接头，驱动程序和说明书等。
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| | Intel Pentium4 c 3.2GHz （800 FSB/512 L2） |
| | TwinMOS 2×256MB DDR400 CL=2.5 DuelChannel ON |
| | MSI PT880 Neo-LSR （VIA PT880 ＋ VT8237） |
| | Maxtor DiamondPlus9 ATA133 80G 7200RPM 2MB Cache |
| | Windows XP Professional ＋ SP1 + DirectX 9b |
| 测试对象 | MSI FX5700 Ultra-TD128 (Geforce FX 5700 Ultra 128MB DDRII) MSI FX5950 Ultra-VTD256 (Geforce FX 5950 Ultra 256MB DDR) 启亨 FX5900 TURBO1 |
| 测试软件 | |
| 软件 | Futuremark 3DMark2003 Build 340 |
| Massive AquaMark V3.0 | |
| Gunmetal Benchmark | |
| Unreal Tounament 2003 | |
| Warcraft III Frozen Throne | |
| Return To Wolfstain Castle | |
| Halo : Combat Evolved | |
| Need For Speed Underground | |
03年里FutureMark依然是显卡测试的权威软件，即使，nVIDIA和ati互相为彼此的“优化驱动”引发的口水战，让futuremark风光不再，但在经过短暂的调整和检讨后，futuremark即推出futuremark的340版本补丁，两大显卡的成绩均得到了较为公平的对待。Futuremark的测试中，5950u已经能够轻松跨越6000分大关，5700还是和5900有一定的差距。
Warcraft 3对场景的要求在于对复杂且量大的模型进行渲染和光影计算，加强各向线性过滤的画面效果并没有明显的改进。测试的场景为自制的replay，场面为精灵族的20余人跨过整个地图并齐对兽人族施加魔法的场景。看似复杂的场景在这两款新显卡的眼中似乎不值一提，5700ultra也能以最低的53.3fps轻松过关，其他两款就更加应付自如了。
老牌的FPS游戏，基于DX8的引擎目前面临着被UnrealII引擎所代替的命运，在ut2003的下一个版本：ut2004中，我们将能够看到完全基于dx9的游戏引擎。在这些dx8游戏的测试，三款主流显卡早已驾轻就熟，flyby场景浏览的测试成绩普遍在170fps以上，5950ultra凭借管线和带宽优势大幅领先其他两款显卡。
“堪称极品史上最华丽，最具速度感”来形容这套《地下狂飙》，为了增加游戏乐趣，EA在最新大作中，对车身的反光贴图、动态模糊、地面积水等画面广泛采用了DX9的高级技术，但大部分的效果仍然建立在dx8架构下，通过dx9特效加强渲染的精度和效率。测试中，三块显卡的速度均达到了30fps以上，打开动态模糊效果的5950ultra由于在显存容量和位宽方面有着得天独厚的优势，执行效能较5700ultra高出很大幅度。
微软的跨平台大作，在测试中，我们采用了-use20参数强制显卡使用Pixel Shader 2.0进行场景处理。得出上述成绩，如果使用use10或use11参数进行测试，则两者的成绩差距由PS2.0下的50%缩小为30%左右。作为一个测试程式，只使用过场动画演示并不能说明显卡在实际游戏中的效果，测试成绩只作横向对比。不得不提的是，在这款跨平台的游戏中，微软并没有为我们提供游戏中的FSAA设置，如果要获得平滑的图像，唯一的办法就只有提高分辨率，但这就意味着不可避免地丢失fps，在上述测试中，在1600X1200分辨率下的图像相较1024X768下的质量有着质的提高，但27.6的fps连第一人称射击游戏中最起码的30fps都达不到，可谓鱼与熊掌不可兼得。
GunMetal测试
首次使用CG编程开发的游戏，专门为nVIDIA的显卡而优化，是市面上首款出现的dx9游戏，最早由nVIDIA发布的演示版只能在nVIDIA的显卡上，正式版即为ait显卡提供支持以及发布另外一个具有benchmark功能的测试版本。
在这个测试场景中，大量的高精度地面建筑物、空中模型、地形渲染、爆炸效果、粒子效果、高光效果等均需要用到dx9的特效完成，在测试的场景中，成绩普遍偏低，而相同的设置和硬件平台在进行正式版的游戏时则在FPS上有很大的提高。
AQUAMARK 3.0场景测试
在AquaMark3的测试中，128bit位宽的DDR2显然没有为5700ultra带来速度上质的飞跃，仅有的4条渲染管线在高分辨率下的多边形处理量明显不足，性能下降幅度比较大。相反，5950ultra由于拥有强大的256bit带宽的256MB大容量显存，在1280X1024分辨率下的速度依然可圈可点，多边形处理量下降幅度不大。在《大面积地形、植物渲染》场景下，5700ultra最低FPS只有12祯，而5950ultra则保持在25祯以上。可见将渲染管道比喻成显卡生命线是多么地贴切。在场景2《高阶粒子效果渲染》中，场景为了更加高效地实现效果，只采用旧版shader进行渲染，在18%~25%的shader工作量下，场景2是两者的差距最小的一个分数。
超频测试
5950ultra的超频幅度似乎没有5700ultra来得大，由475超频至575的核心频率足以和5950ultra的默认频率抗衡，965的显存频率也和5950ultra的默认值相差无几，如果两者的硬件规格单单是频率上的削减，超频后的5700ultra打败默认环境下的5950ultra绝对不是问题。关键是，在这个测试软件中，火拼的是渲染的速度，dx8下的ut2003由dx9显卡的演绎已经突破了画质的界限，5700ultra依靠着较大的超频幅度，在低分辨率下的速度直逼5950ultra，落后的关键就是被屏蔽的多条速度生命线-渲染管道，在这方面，5700ultra以仅有的4条像素渲染管线落后于5950ultra中的16条，两者的运算方式同样以5700ultra的4X1X16落后于5950ultra的16X1X16模式的4倍，其成绩的差异便绝非超频能解决。
同等架构下，运行dx9的游戏效果可谓不相上下，采用CineFX2.0渲染架构的5700ultra和5950ultra比上一代使用CineFX的王者FX5800、FX5600速度提高一倍有多，更加有效执行代码和计算有效光影渲染像素是在dx9时代取得速度胜利的关键。在Aquamark的测试中均表现出超频后的性能提升。渲染管线的屏蔽在这里再次成为了性能提升的绊脚石。三角形的生成数量和FPS的提升基本上成正比，提升的幅度均在20%左右。综合以往的测试成绩，超频的5700ultra在画质保持和高端显卡一致的环境下，在速度上已经接近了高端显卡，diy们的散热装置应该可以让5700ultra的频率再次提升，相信在进一步提升核心频率后，5700ultra的成绩会更加贴近默认环境的5950ultra。
画质测试
0xAA 0xAF下的场景，右边波光粼粼的岩石上的光影效果不真实，细小的纹理显示模糊。
4xAA 0xAF设置下，效果变化不大，单单依靠三线过滤显然已不能在DirectX9下发挥游戏或场景灯光的特效。右边岩石纹理依然模糊一片。
打开4xAA 4xAF，场景明显变得细腻，岩石纹理开始浮现，右边岩石颗粒状纹理清晰可辨。
在4xAA 8xAF下，纹理效果更加明显，由于此时场景需要渲染的纹理不多，FPS仍然稳定在100，要是在其他复杂的场景下打开4xAA和8xAF，FPS将会有不少的下降。
小结
显卡一直带领着业界的更新换代，其选材、制造工艺都是DIY们升级更替的重要对象。高贵的5950ultra无论在造工和性能上，都是目前唯一能和ATI9800xt匹敌的显卡。鉴于其高昂的成本和不高的成品率，nVIDIA没有将DDR2装备其上，只是通过扩大显存的容量加大显存位宽为256位，保证其在高分辨率下的渲染速度，5950ultra的推出，彰显MSI在业界的高超制作水平，在实际消费市场上则无太大意义，充其量只能作为其产品线上的完善而已。5900虽然已经并不新鲜依然发射他强劲的光彩，而5700ultra则要负责起在nv40推出之前攻占主流消费显卡市场的重担，其责任是任重道远。以更多的卖点吸引玩家眼球和强劲的超频性能是无可厚非地成为了5700ultra的首要任务，nVIDIA自然深谙此道，首次交由IBM代工的0.13改进工艺生产核心、超频能力和稳定性大幅提高的DDR2显存为5700ultra注入了强大的生命力，简单的散热系统即能让5700ultra在某些测试项目中，超频达到5800的水平。
太平洋电脑网 文/卢华杰