打响帝国保卫战 NVIDIA顶级显卡详细测试

　　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
DirectX版本	9.0	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。

测试平台
CPU	Intel Pentium4 c 3.2GHz （800 FSB/512 L2）
内存	TwinMOS 2×256MB DDR400 CL=2.5 DuelChannel ON
主板	MSI PT880 Neo-LSR （VIA PT880 ＋ VT8237）
硬盘	Maxtor DiamondPlus9 ATA133 80G 7200RPM 2MB Cache
软件平台	Windows XP Professional ＋ SP1 + DirectX 9b 主板自带声卡、网卡屏蔽主板驱动 Hyperion 4-IN-1 4.51 显卡驱动 ForceWare 53.03 WHQL
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