开普勒架构全解析 GeForce GTX 680详尽性能评测

开普勒全新特性：GPU动态提速技术

在开始这一章节之前，有必要提及几个相对陌生的名词：基础频率（Base Clock）、GPU动态提速（GPU Boost）以及动态提速频率（Bost clock）。首先是基础频率，它代表GPU核心的基本频率，是NVIDIA能够保证的GPU在TDP APP（能使GPU达到TDP的应用程序）中最低的运行频率，跟目前的核心频率并无差异（上文中我们已经说到Kepler架构中不再有Shader频率之说，原来的核心频率现在也将统一称之为基础频率）。

在衡量新一代GK104 GTX 680 TDP的时候，NVIDIA的工程师在极高的负载下测试了一系列3D程序，并对此时显卡的功耗进行实时监控，而显卡的基础频率也基于以上测试结果最终才得以确定。以首款GTX 680为例，显卡默认的基础频率为1006MHz。

根据NVIDIA的说法，不同3D游戏需要不同的功耗负载，但用户遇到极限负载的情况并不多见，事实上，对于现在的GPU来说目前的3D游戏很难使其接近真实的TDP。既然GPU在大多数情况下没有被完全利用，那么完全可以进一步提升运行频率以求得更好的性能表现。针对提升GPU的实际性能，NVIDIA除了在架构上做出优化以外，还推出了名为GPU动态提速（GPU Boost）的全新技术。

顾名思义，GPU动态提速是一项为GPU动态超频的技术，原理类似于目前处理器中Intel的睿频加速（Turbo Boost）以及AMD的动态加速（Turbo Core）。不过对于显卡来说，GPU动态提速算是头一遭，NVIDIA也算是开创了这方面的先河。

那么GPU动态提速技术是如何实现的呢？可能很多人认为是驱动或者第三方软件提供软件解决方案，但NVIDIA已经明确表示，该技术是通过硬件底层和BIOS得以实现的，为此还在显卡设计线路中加入了专门的电路芯片模块，用以监测GPU的实时功耗以及温度等，并通过芯片实时调整GPU所能达到的最高运行频率，以达到动态提速的效果。只要显卡的实际负载功耗未到达预订功耗的值（即TDP），就会触发动态提速机制。

而开头提到的动态提速频率就表示经过GPU动态提速之后的运行频率，由于该频率会不断变化，所以动态提速频率没有设定任何绝对值。不过NVIDIA提供了一个动态提速频率的平均值作为参考（在典型环境下运行典型3D游戏的动态提速频率）。比如GTX 680的动态提速频率平均为1058MHz，相比基础频率提升了5%左右。不过NVIDIA也指出，实际情况中会遇到实际负载功耗和TDP之间还有较大差距，这时GPU会继续自动提速，可能会达到1.1GHz或者更高。

关于不同负载功耗下动态加速的幅度差异，我们经过测试后发现，在负载较高的3DMark 11 X级别中，动态加速频率在1058MHz上下浮动，而诸如《使命召唤》中动态加速频率一般在1100MHz以上。不过，即便使用相同测试软件也会出现较大误差，很难重现上次的效果。按照理论来说，负载功耗越低超频幅度应该越大，是实际测试中并没有严格遵循这一规律。当然，由于测试时间紧迫，也可能是误差等多种原因造成的，日后会专门针对这一部分进行详细测试。

或许会有玩家问，GPU动态提速能关闭吗？答案是不能，由于属于硬件级别控制，GPU动态提速不受运行程序以及用户的干预，只要显卡正常运行与3D图形有关的程序，就会生效。即便是显卡超频，GPU动态提速也不受影响，二者可同时实行，动态提速可在超频频率之上再做动态调整，但前提是实际负载不能超过TDP。

EVGA Precision是率先支持Kepler的第三方软件之一

目前，NVIDIA已经向合作伙伴提供了专门的API，让第三方软件新增更多关于动态提速的相关选项，玩家们甚至可以调高TDP的值，以获得更为出色的加速效果。

在NVIDIA的天堂演示中，GTX 680稳定运行在1.2GHz毫无压力。

另外有个问题值得关注，由于只要是3D应用程序就会触发动态提速，而对于一些要求不高的3D游戏，如果用户不需要过高帧数，以便更好的节能又该如何呢？NVIDIA方面也给出了解答，今后用户可以通过第三方软件提供的帧数锁定功能来限制显卡的输出帧率，从而达到节省功耗的目的。目前提供帧数锁定功能的软件仅有EVGA Precision，而NVIDIA会陆续向合作伙伴提供API，以便推出更多不同类型的第三方软件。