前言
早在半年前NVIDIA就不紧不慢地发布了新的Maxwell显卡架构，以能效比显著提升为亮点。但当时推出的GM107核心，也就是GTX 750 Ti显卡是一款定位入门级的显卡，性能表现也并没能满足大型3D游戏高分辨率高画质的硬件需求，因而受到关注度并不算很高。但GTX 750 Ti的功耗仅有60W，就能效比来说它表现得非常漂亮。GTX 750 Ti发布之后的半年内，显卡市场一直就没有什么大动作，直到最近AMD才发布R9 285，NVIDIA在两三周后发布了Maxwell架构的高性能级显卡，基于全新的GM204核心。
NVIDIA这次直接跳过GTX 800系列，把GM204核心命名为GTX 980和GTX 970，其实就是之前网传的GTX 880和GTX 870，在临发布没多久的时候才决定无痛升级。从GM204核心的命名来看，我们不难想象其定位是取代GK104核心的，NVIDIA号称其能效比是GK104核心的两倍。GM204核心是4组GPC，每组GPC有4组SMM的结构，已知Maxwell架构每组SMM有128流处理器，所以全规格的GM204核心就是2048个流处理器。加上4个64bit的显存控制器，总共256bit显存位宽。L2缓存有2MB，是GK104的4倍之多，ROP数量达到64个，也比GK104翻了一倍。
SMM架构内部包含的要素和GM107并无太大差异，依然是每组SMM内部有四组独立的调度单元，每组管32个CUDA核心。Polymorph引擎升级到3.0版本，具体细节改进我们还未得到资料，将在后续做补充说明。
首先和大家见面的是GTX 970，于2014年9月19日发布，它并非全规格的GM204核心，而是屏蔽了3组SMM，剩下13组SMM即1664个CUDA核心，代号GM204-200。GM204核心的显存位宽是256bit，保持和GK104一样，GTX 970将标配4GB容量/7Gbps速度的GDDR5显存，所以显存总带宽跟GTX 770一样都是224GB/s。
我们通过下图来对比一下NVIDIA近两年来定位于性能级市场的显卡：
目前微星的GTX 970 Gaming 4G已经到达PCEVA评测室，可以看出微星接下来依然要主推Gaming系列显卡。这次GTX 970由于公版几乎是沿用GTX 670的17cm短PCB，所以各厂商认为对于一款三千元级别的显卡这样的PCB显得不够高大上，因此直接上非公版产品，微星也不例外。虽然微星GTX 970 Gaming主体还是红黑配色，但外观已经相比前代产品有了比较大的变化。微星这次主要推出了新的TwinFrozr V散热器，在四代TwinFrozr基础上进一步优化，并带来了一些新技术，下面一起来看。
微星GTX 970 Gaming显卡概述
微星GTX 970 Gaming显卡采用NVIDIA GM204-200核心，拥有1664个流处理器，256bit 4GB的GDDR5显存，默认核心频率频率1140MHz，平均Boost频率1279MHz，显存频率1753MHz，其中核心频率比公版超频了89MHz。微星这次更换了显卡散热器的风扇罩样式，和微星Gaming主板的散热片更加般配。
背面，可以看到10cm的TwinFrozr风扇导致散热器整体比显卡PCB高出一截。GTX 970 Gaming显卡并没有附送背板。
GTX 970的标准TDP是150W，按理说双6Pin供电就足够，不过微星做了8+6Pin，可以支持到300W。外接电源接头依然是倒转180度，方便插拔。
视频输出部分，一个DP、一个HDMI、一个DVI-D和一个DVI-I都成标配了。在这里多啰嗦一句，GTX 980就不是这样的配置了，而是3个DP加一个HDMI加一个DVI。
SLI金手指两个，支持4-way SLI。
显卡占用双槽厚度，风扇罩顶部SLI接口位置附近Gaming龙LOGO通电会发光。
附件：这次Gaming显卡的附件算比较厚道了，第一批上市的显卡会送一张质量非常好的鼠标垫，厚度是一般鼠标垫的两倍。此外还有驱动光盘、DVI转VGA转接头和用户向导。
微星TwinFrozr V散热器介绍
微星在新的GTX 900系列显卡上将采用TwinFrozr V散热器，新的散热器除了外观不一样之外，还带来了一些新技术。首先我们看风扇，微星的刀锋系列风扇已经进化到第三代，风扇扇叶呈交替弯折状，微星称这样可以加强风压，并且让气流更加垂直向下，减少向外发散的趋势，另外风扇叶片根部做了强化处理，可在一定程度上避免因为受到撞击等外力而折断。TwinFrozr V散热器依然使用两枚10cm风扇。
此外，微星还把GTX 780 Lightning上的“三联动力”——风扇分别调速的设计搬到了TwinFrozr V上面来，虽然这里没有三风扇，但两个风扇也是可以独立进行PWM控制，配合微星自家的Fan Control软件就可以实现分别调速，不过请注意，不是所有使用TwinFrozr V散热器的显卡都支持这个功能，例如这张GTX 970 Gaming就不支持。另外，微星为了减少散热器噪音，延长风扇寿命，减少灰尘，在待机时显卡温度降至50度以下之后，风扇即停转，当显卡负载温度超过60度时，风扇启动。所以千万别认为待机风扇不转就是显卡坏了。
以下我们通过一个微星官方的视频，看看TwinFrozr散热器进化史、新的TwinFrozr V散热器和刀锋三代风扇的特色功能。
拆下散热器，我们看到PCB上覆盖了散热片，其中核心左侧的是核心供电散热，由于左侧PCB空间有限，所以散热片面积较小，但也聊胜于无，右侧的显存部分散热片面积则非常大。
散热器背面：底座形态有所改变，看不见以前那种铣底纹路了，不过总体来说依然是铜镀镍。热管是2根8mm加2根6mm，整体镀镍风格依然没变。有意思的是，微星把这些热管称为“SU”热管，S和U的含义是热管弯折形式，有两条呈S形，两条呈U形。
热管依然是被压扁，跟TwinFrozr IV一样。微星认为这样可以增加热管与底座的接触面，加快导热效率，但我认为另一方面压扁热管也会导致其本身导热能力变差，所以讲白了这就是看散热器的制造工艺了。
TwinFrozr IV中散热器鳍片上的导流片设计依然被保留。
从风扇电源接头设计来看，绿线是测速线，被分开了，但蓝色PWM控制线接在了一起，说明GTX 970 Gaming是不支持两个风扇分别调速的，我们也已经从微星官方的答复中证实了这点，同时我们还证实了，GTX 980 Gaming是可以支持两个风扇独立调速的，所以供电接头也会不一样，PWM线被分开。
风扇轴承还是PowerLogic的PLD10010S12HH，跟四代没什么变化。
热管与鳍片连接处焊接部分焊接工艺似乎有进步，几乎看不到焊渣，只有一点助焊剂残余痕迹。但这也仅是外观上的区别，于性能来讲并无影响。
微星GTX 970 Gaming核心、显存及供电设计
微星GTX 970 Gaming的PCB如下，微星直接用上非公版PCB，供电由公版的4+1相加到6+2相，并且PCB拉长了许多，显存排列也变为正反各四颗，因为未来他们还要出8GB版本。总体来说有点像微星GTX 670 Power Edition的非公版PCB的风格。
背面还有四颗显存，核心供电PWM以及倍相器、MOSFET Driver，位于外接供电附近的是INA3221电流监控芯片。
GM204核心，依然是28nm制造，核心面积398平方毫米，晶体管数52亿。GTX 970采用的只是GM204-200核心，屏蔽了多达3组SMM，一般全规格是-400结尾，所以我们是否可以期待一下屏蔽一组或两组SMM的GM204-300，或许叫做GTX 970 Ti的东西？
显存是三星的0.28ns GDDR5颗粒，默认速度7Gbps，单颗规格32bit/512MB，所以使用8颗就组成256bit/4096MB规格。
微星GTX 970 Gaming核心供电为6相，每相使用一颗Sinopower SM7320ESQG MOSFET，这是上下桥一体封装的MOSFET，但不带Driver，所以还不能称作DRMOS。其中上桥规格为30V/64A，在Vgs=10V时内阻为5.2毫欧，下桥规格为30V/85A，在Vgs=10V时内阻为1.8毫欧。电容则为万裕UER系列，电感是微星订制的SFC电感。
显存供电为2相，每相一上一下的MOSFET，上桥为NIKOS PK616BA，规格为30V/50A/7mΩ，下桥为PK632BA，规格为30V/78A/3.3mΩ。
GPU-Z识别显卡基本信息、Gaming APP软件介绍
GPU-Z 0.79还未能识别GTX 970的全部信息，不过除了晶体管数和核心面积未得到官方证实之外其它信息都可以识别。除了ROP应该是64个而不是32个之外，其它信息基本没有错误。这个卡ASIC只有55.2%，我不知道识别是否准确，反正最大Boost频率仅比平均Boost高一档，而且电压达到1.2180V。
微星的Gaming APP经过一年的开发，多了一些功能，不过本质上还是一个简单的傻瓜化软件，方便用户进行三段式设置自己的显卡工作状态。默认是Gaming模式，就是走显卡的默认频率，OC模式会进行一定的超频并禁用2D分频，静音模式则会进行一定的降频和限制功耗、风扇转速。Cool Down功能则是给显卡风扇全速工作40秒，让显卡完全冷却，可在结束游戏时使用。
新的Gaming App还加入了调节屏幕色调、对比度的功能，可以适应各种娱乐模式，例如护眼模式下降低对比度放松眼睛，游戏模式时对比度会加深，电影模式则会提升亮度等。
当然你也可以自定义亮度、对比度、色阶、伽马值等，RGB三原色均可单独调节。
不过目前Gaming APP对GTX 970的支持还有点小bug，OC模式下才是默认频率工作，而Gaming模式则要降频27MHz，最大Boost为1264MHz，Silent模式降频89MHz，最大Boost为1202MHz。
性能测试数据及分析（2014Q3新版）
利用前段时间显卡发布真空期，各家驱动对游戏优化已经比较到位，再加上一些新游戏的推出，我们也在这个时候更新了我们测试显卡的游戏项目。相比之前的测试方案，我们调整了多个游戏项目，并且去掉了基准测试的权重。
首次使用新方案，我们把之前测过的显卡也都重新跑了一遍，所以这里一并放出它们的测试数据，大家看起来可能比较乱，但有心仔细看的读者可自行参考。
这里我们主要看GTX 970与其同级别的显卡——GTX 780 Lightning、R9 290公版、R9 290X的对比。
在这里先插播个小故事，我们最开始测试GTX 970是在9月15日，使用的是344.05版本驱动，当然这个驱动只是GM204的测试版驱动之一，大家是使用不上的。在测试Metro LL的功耗时，我们发现GTX 970有反常表现，一般来说这个游戏的功耗会比3DMark更大一点，但GTX 970测得反而要小，而且Metro LL的成绩表现情况来看GTX 970也并不算好，当时的成绩1080P只有38FPS，和GTX 780、R9 290都有一定差距，在基准测试的天堂、山谷，以及Crysis 3等游戏中亦出现类似情况，功耗甚至还更低，例如Crysis 3中我们只录得224W的整机功耗。通过上述现象我们估计GTX 970在这些项目中GPU利用率还不是很完全，驱动优化还有很大的提升空间。所以在这个时候我们测出来的GTX 970游戏成绩要落后R9 290和GTX 780 Lightning有10%以上。
本以为GTX 970就要以这种跑分厉害游戏渣渣的状态发布了，但就在9月18日，临发布前一天，微星给我们提供了新的344.07驱动。本来这个小数点后两位的进步版本我是不指望有多大的性能提升，但结果恰恰出人意料，GTX 970在使用了这版驱动之后，各测试项目都有不同程度的提升，最大提升幅度达到30%以上，所以就有了我们上边的测试结果。从新驱动的测试结果来看，GTX 970 Gaming基本打平了GTX 780，绝大多数项目超过R9 290，甚至在一些测试项目中赢了R9 290X，可以说一下子提升了一个档次。这个344.07驱动估计也只是临时解决GTX 970性能问题（有一种说法是之前的驱动因为NVIDIA怕提前泄露GTX 970的真实性能，而故意限制其性能），但不管如何，在9月19日GTX 970正式发布的时候，大家应该会同步下载到新的驱动。
加权性能综合对比的算法有所调整，我们去掉了基准测试的权重，下方十个游戏，每个游戏两种分辨率，刚好平分100%的权重，每一项5%，功耗权重仍然是Furmark无权重，3DMark和Metro LastLight分别各占50%。我们把GTX 970 Gaming作为参照，看看它在之前的中高端显卡群体中，排在什么位置。
从性能与功耗的加权综合对比来看，GTX 970 Gaming的性能落在GTX 780 Lightning和R9 290X之间，比前代GK104旗舰GTX680闪电要强25%以上，并超越了R9 290公版。功耗方面，能效比强过GTX 970的只有同为Maxwell架构的GTX 750 Ti，而Kepler架构和AMD的GCN架构能效比都不如GTX 970。
从不同分辨率的表现来看，GTX 970在高分辨率下领先除GTX 780 Ti之外的其它N卡更多幅度，但还是落后A卡一些。这个表现也很正常，相对N卡而言，Maxwell架构GM204核心改善了缓存效率和压缩算法，所以高分辨率下效能有进步，NVIDIA号称7Gbps的显存速度可等效于大约9.3Gbps，也就是大约297.6GB/s，除了GTX 780 Ti之外其余N卡都未能达到这么高的显存带宽。相对A卡而言，高分辨率表现还是A卡的传统强项GTX 970仍然没有赶上。但不管怎样这群高端显卡在高分辨率下差别幅度都不大，5%以内的差异都是基本可以忽略的水平。
满载温度测试
在室温26度，裸机条件下，我们运行Furmark，风扇在60度起转，风扇起转之后显卡温度上升势头立马趋缓，最终显卡满载最高温度为64度。这时候由于TDP限制，显卡Boost掉得很多，几乎已经回到了Base Clock，电压也从1.218V降到1.068V。TwinFrozr V散热器风扇转速也很低，噪音几乎没有，但是显卡温度依然可以控制得比较好。
但是跟TwinFrozr IV一样，虽然TwinFrozr V能把GPU核心温度控制得很好，并且噪音也很小，但风扇低转速导致供电部分发热大的问题依然存在，我们使用热成像仪探测PCB背面的温度，发现供电部位最高达到107度。虽然TwinFrozr IV的用户已经用一年时间证实了并未出现因转速过低而烧显卡供电的情况，表明这个温度对正常使用并无大碍，而且用户大多数很难有仪器去关注这个部位的温度，所以并未引起厂商和用户的重视。但是我认为GTX 970这个显卡PCB设计左侧供电区域非常狭小，散热片无法做大，在一定程度上也影响供电温度。另外在噪音可接受范围内，适当调高风扇转速可以使得温度表现更好一点，毕竟更低的温度，元件寿命可以更长一点。
当然你可能要说上边这个是Furmark烧机的极端情况，平时使用时不会达到那么高的温度。那我们再使用3DMark FireStrike Test 2循环运行10分钟之后，看看显卡供电温度表现。从下图我们看到，其余部分发热量都还好，供电背后温度依然可以达到91.5度，比Furmark并没有低太多，但这个温度问题也不算特别大。
最后看看把风扇开到100%的情况。这时候运行Furmark，GPU核心温度56度，供电温度降低至87度左右，已经是可接受的表现了。但是从上边热成像仪的照片来看，供电发热最大的部位集中在中上部，说明GTX 970 Gaming负载均衡还是没有做得特别好。
风冷极限超频及总结
之前我们测试过多张GTX 750 Ti，发现其超频能力非常了得，在1.15-1.2V的电压范围内基本都能超到1.4GHz核心频率以上。从我们尝试的风冷超频来看，GTX 970的超频能力也非常不错，在默电1.218V下，这颗ASIC只有55.2%的GPU核心最终可以在风冷状态下超频至1505MHz核心频率，显存超频至2041MHz，通过3DMark FireStrike测试，拿下12012分，比默认成绩提升19.04%。在Afterburner中把TDP调高至110%，显卡全程以最大Boost频率运行。
当然还可以继续超，最终加压38mV，我们可以多跑一档Boost频率，核心频率1.518G也通过测试，分数再提高41分。
总体来看，GTX 970的表现可以说很“Maxwell Style”——能效比进一步提高。以微星这张非公版的GTX 970 Gaming来看，它比公版超频89MHz的核心频率，做到了超越R9 290和GTX 780的效能，功耗仅有150W，是后两者的一半左右。并且从目前的游戏测试情况来看，我们已经收到了一个“非正式”的鸡血驱动，在未来驱动程序可能对GTX 970还有进一步优化效能的空间。另一方面，GTX 970的超频能力非常恐怖，我们手里这张显卡达成了核心频率1.5GHz的超频成绩，想必长期核心频率在1.35-1.4G运行，显存跑到1900，问题都不大，功耗也不会增加太多，而微星也已经出厂官方超频了不少，最大Boost达到1.29G，也应该已经是比较高的了。
不过GTX 970还不是完整的GM204核心，全规格的GTX 980显卡将在下周到达PCEVA评测室，我会给大家尽快送上评测。GTX 980和GTX 970面世之后，NVIDIA将完成高性能级的产品换代，性能基本达到前代旗舰GTX 780 Ti级别。而GM204核心上头还有个更高规格的GM200（或许会改叫别的名字），情况非常类似两年半之前GTX 680刚发布的情况，NVIDIA留着一手。GM204核心两款显卡的上市价格应该也是类似的情况，GTX 980开价549美元，折合人民币大约3400元，估计国内以3999元上市；而GTX 970考虑到性能落差较大，定价在329美元，折合人民币2040元左右，国内以2500元左右上市。至于微星这张非公版GTX 970 Gaming，目前价格还是个未知数，估计会跟公版差不多或者稍稍贵一点。当然对于只讲性价比别的不考虑的广大玩家来讲，这卡现在还很贵，不适合你们，7950矿卡才是你们的性价比之选，两张加起来都没一张970贵。
另一方面，AMD这下又麻烦了，目前旗舰R9 290与R9 290X自身功耗发热问题还未能很好解决，性能已经被NVIDIA的次旗舰追上，新显卡R9 285性能也无法和GTX 970相提并论，下代旗舰还遥遥无期，好在GTX 970上市价格还算比较高，一时半会威胁不到千元级别市场，AMD还可以安心继续卖千元级的甜点卡，但相信好日子不会长久。
Update：就在我临发布评测的前一天，一张微星的GTX 980显卡突然短暂出现在PCEVA评测室，它同样超到了1.5G的核心频率，并跑出了如下的分数，然后在很短时间之内还没等我仔细测试，这张显卡就又被带走了。好了不废话了，GTX 980是下一篇的内容。
PCEVA综合评价：Maxwell架构开始发威，能效比依然是重点。
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