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三联动力 微星N780 Lightning评测

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royalk 发表于 2014-7-25 11:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:7567|回复数:6
前言及开箱

微星今年对显卡产品线有所调整,除了加入了Gaming系列的显卡打性价比市场、把Hawk显卡定位于超频显卡之外,对旗舰级的Lightning显卡也有了调整。今天我们将要看到一个全新外观和设计风格的GTX 780 Lightning,从包装盒开始就有很大的变化。


微星GTX 780 Lightning的包装盒不能说是最大的,甚至比以前的Lightning显卡包装盒还要矮一些,但却几乎是我玩过的显卡里最重的。毫无疑问Lightning显卡也和Hawk一样被归为OC系列,所以包装盒依旧是黄黑色的色调。内盒采用非常厚的牛皮纸包装。


内盒分为两层,上层直接向上开启,里边厚厚的泡沫垫保护着显卡本体,下层采用抽取式,里边是附件。


显卡本体我们先放着一会再看。


附件包装盒左右打开,左边是常规附件光盘、说明书、DVI转VGA接头、两根6Pin转8Pin电源线,军规认证书、SLI桥、电压测量线,右边是一块供电散热片,是专门给水冷及液氮玩家在拆除显卡原本的散热片之后使用的。


微星N780 Lightning显卡概览

微星N780 Lightning采用NVIDIA GK110核心,拥有2304个流处理器,配备384bit/3GB的显存,默认核心频率为980MHz,平均Boost频率1033MHz,最大Boost频率1111MHz,默认显存频率1502MHz。


微星N780 Lightning采用全新的TriFrozr散热器设计,旁边两个风扇是9cm尺寸,中间的风扇是8cm尺寸,分别采用独立的PWM控制,配上msi自家的软件可分别调速。显卡背部依然能看到背板和钢铁之心设计,表明上代Lightning显卡的设计基本被沿用下来。


供电是2个8Pin,可提供300W以上的电力,这对一张超频版显卡来说也是必须的。


顶上的LIGHTNING字样做了发光设计,灯光颜色会根据负载变化而变化,显卡功耗在150W以下时为绿色,150-210W时为蓝色,210W以上为红色。这个灯光并不会很亮,以避免在机箱内造成光污染。


视频输出接口和公版设计保持一致,一个DP、一个HDMI、一个DVI-I和一个DVI-D。另有两个SLI金手指,支持4路SLI。


微星N780 Lightning细节介绍

背板边缘有LIGHTNING的字样,背板在元件引脚处和相位指示灯都有菱形的开孔设计,增加美观度。


三个风扇分别采用3个4Pin接口,另外微星的老牌设计三重电压测量点,也在这张显卡上继续保留。


N780 Lightning显卡厚度有双槽半,在一些PCIE插槽挨得近的主板上组建SLI会不方便。


两种风扇分别是9cm和8cm,都继续沿用了微星的镰刀扇叶设计,可分别控制转速。


微星N780 Lightning钢铁之心介绍

微星在去年R7970 Lightning开始使用钢铁之心(GPU Reactor),它是一排额外的滤波电容,可减少核心电压的波纹,增加供电的稳定度,进而提升超频稳定性。之前我们测试下来风冷情况下有些显卡有提升,有些显卡没有提升。在N780 Lightning上,这个设计被沿用下来,我们后边也会测试在这张显卡上钢铁之心是否有效果。N780 Lightning背后的钢铁之心,外壳样子基本没变化,颜色从蓝色白边变成了黑色。


摘除钢铁之心之后,可以看到核心背后贴满了MLCC滤波电容,还有两颗松下SPCAP聚合物电容,这些电容也是用来给核心滤波的。


钢铁之心的PCB上面有6颗松下SPCAP聚合物电容,规格为2V/470μF,中间还有一排LED,通电后会发出蓝光。背面是两组7Pin的插针,通过这个与PCB连接。微星官方称装备了钢铁之心之后电压波纹可从212mV降低至190mV,虽然不是很大的降幅,但也算有效果。


钢铁之心在显卡通电之后的发光效果:


微星N780 Lightning散热设计

接下来我们拆解显卡,首先拧下背后四颗固定散热器的螺丝,我们看到显卡正面也有散热片覆盖,这也是微星Hawk以上级别显卡一贯以来都有的设计。


微星N780 Lightning的散热器采用7条8mm热管,这在微星之前的散热器中还是史无前例的,另外热管走向也变成了横排,和之前的TwinFrozr的U形走向完全不同。


热管并未经过太大角度的弯曲。


鳍片非常密集,热管与鳍片接触面使用回流焊工艺。


再把背板的螺丝拧开就可以看到PCB了。一体成型的散热片覆盖显存、电容和MOSFET散热。


附件里附送的备用供电散热片,只要把后边的导热贴上的纸撕下来就可以用了。


微星N780 Lightning PCB一览及供电设计

微星N780 Lightning显卡长29.5cm,PCB和以前的闪电显卡一样都是越肩高度,右边排了两排供电,所以PCB拉得比较长。


PCB背面:供电部分仍然有一排SPCAP聚合物滤波电容


微星N780 Lightning采用16+3+1相供电设计,其中核心的16相由一颗CHIL CHL8318 PWM芯片控制,通过8颗IR3599倍相出16相,每相采用一颗IR3553M PowerStage,每相最大可通过40A的电流。


显存供电为3相,采用一颗CHIL CHL8214 PWM芯片控制,并采用3颗CHL8550驱动,每相采用1上1下的DirectFET封装的MOSFET,上桥为IRF8327SPbF,在Vgs=10V时内阻为5.1毫欧,下桥为IRF8308MPbF,在Vgs=10V时内阻仅1.9毫欧。


PLL供电为1相,采用一颗CHL8550驱动,并使用一颗NIKOS P1503HV MOSFET和两颗三洋POSCAP电容滤波。


微星N780 Lightning核心显存及其它组件

微星N780 Lightning采用GK110核心,使用台积电28nm工艺制造,拥有71亿晶体管,核心面积561平方毫米。


显存为Elpida的0.33ns GDDR5显存,工作电压1.6V,它的超频能力比Hynix和三星都要差,大约只能超频到1650-1700MHz。但我们看过的几张非公版GTX 780显卡都是用尔必达显存,想必这不是厂商愿意节省成本,而是芯片级有意限制。


电压测量点从左到右依次是核心电压V-GPU、显存电压V-MEM和PLL电压V-PLL。


双BIOS设计,也是微星的Hawk和Lightning显卡一直沿用的。其中Original档位是风冷BIOS,启用相位控制,默认频率较高,适合不想折腾显卡的用户使用,LN2档位是液氮BIOS,也并不一定非得上液氮,在风冷下禁用相位控制,也同样可以在超频上起到一定作用,另外LN2 BIOS频率回到和公版默认一样的863MHz,。

PCB背后的相位灯,上机后会亮起,显示当前正在工作的供电相数。在这张显卡上,最小的供电相数是6相。


测试平台及GPU-Z识别显卡信息

测试平台:
CPU:Intel Core i7-3960X OC 4.5GHz
主板:MSI BigBang XPower II(X79)
内存:Corsair CMD16GX3M4A2666C11 4Gx4 @ DDR3-2400 CL10
显卡:MSI N780 Lightning
硬盘:Plextor PX-256M5Pro
电源:Enermax Revolution 85+ 1050W
散热器:Corsair H100i
操作系统:Windows 8 Pro
驱动程序:ForceWare 326.80

首先看一下显卡上机后Lightning的铭牌发光效果:


GPU-Z识别显卡基本信息:风冷BIOS


2D模式:0.8620V,324/162MHz
3D待机:1.0370V,980/1502MHz
最大Boost:1.1620V,核心频率1111MHz

GPU-Z识别显卡基本信息:LN2 BIOS


2D模式:0.8620V,324/162MHz
3D待机:1.0250V,863/1502MHz
最大Boost:1.1620V,核心频率1006MHz

测试成绩汇总及分析

上次我们测试过影驰GTX 780 HOF显卡,其效能基本等同于TITAN,微星N780 Lightning默认频率虽然比GTX 780 HOF低了点,但它的最大Boost频率更高,所以在可全程跑最大Boost的前提下,N780 Lightning显卡效能应该是会比GTX 780 HOF高一点点。先看测试结果:


从表中我们看到TITAN的测试成绩有几项被我打了红框,那是因为驱动导致性能变化,或当时未测得数据的游戏,这些不正常的成绩我们不会计入性能加权计算。我们把驱动程序更新到最新的326.80,对GTX 780影响并不大,基本上所有的测试项目除掉误差之外,N780 Lightning都赢了GTX 780 HOF有1-2%,相比上代GTX 680 Lightning,GTX 780领先了大约30-40%,在高分辨率下甚至能领先50%,相比GTX TITAN,N780 Lightning也有小幅超越。

功耗方面,微星N780 Lightning同样受制于NV的TDP限制,所以游戏、Furmark功耗均和影驰GTX 780 HOF表现差不多,但影驰有超频按键解掉TDP限制,而微星目前我手上的样卡LN2 BIOS还未解除TDP限制,希望后续BIOS更新尽快跟进。

再看加权综合性能功耗对比,以微星N780 Lightning为参照,影驰GTX 780 HOF大约是它98.88%的效能,功耗也差不多处于同一水平,表明这两张显卡供电转换效率都差不多,微星的16相供电并没有带来额外的供电转换损耗。而GTX TITAN的效能是N780 Lightning的99.31%,说明这两张GTX 780和TITAN的性能都处于同一水平。采用GK104核心的N680GTX Lightning则落后比较多了,只有GTX 780 Lightning的73.90%的效能,并且能耗比也不如后者。


再看不同分辨率下的加权综合性能对比,以N780 Lightning为参照,影驰GTX 780 HOF大约输了它1%多的效能,因为两者只有一档boost频率的差别,GTX TITAN也类似大约有1%的差距,而N680GTX Lightning在1920x1080分辨率下差距比2560x1440小一些,是因为它只有2GB的显存,但两个分辨率下和GTX 780的差距差异都不是很大。


电压测量点读数及超频测试

我们使用万用表分别测量显卡在各种负载状态下的电压情况,以判定显卡的负载校准做得是否准确。其中2D待机为显卡静置时处于2D模式下的电压,3D待机为显卡被激活但Boost未生效时的电压,例如刚打开GPU-Z我们就可以瞬间录得这个读数,3D空载为Boost激活但无负载时的电压,一般在运行3D应用结束之后录得这个电压,GPU-Z渲染为点击GPU-Z PCIE侦测的问号出现的3D渲染时的电压,我们认为这是显卡轻载的应用状况。另外我们还录得3DMark为代表的游戏功耗典型电压值和Furmark时的极端负载电压值。

我们看到随着负载变化,核心电压变动并不是很大,除了跑Furmark时TDP超过100%导致Boost掉频率之外,其它时候跑在最大Boost时实际测量电压都和VID很接近,并没有出现N760 Hawk那样随着负载变大电压也会变高的现象,说明N780 Lightning的负载校准做得很准确。显存方面,轻载到Furmark重载时电压从1.607提高到1.635V,大约有200多mV的波动,跟N760 HAWK类似,算是可接受范围,PLL电压也是类似情况,有100多mV的上浮。


目前最新版本afterburner 3.0.0 beta 14已经可以支持GTX 780 Lightning三重电压调节。但是,由于NVIDIA的限制,我们只能在afterburner中调高109%的TDP和加37mV的电压。在风冷BIOS下达成了+182MHz核心频率,以全程最大Boost 1306MHz核心频率、1662MHz显存频率通过3DMark FireStrike测试,拿下10882分,比默认成绩提升14.13%。


液氮BIOS也差不多的情况,不过由于Base Clock的VID降低了一档,对应Boost频率提高一档,所以我们在Base Clock 1150MHz时同样以最大Boost 1306MHz核心频率、1662MHz显存频率通过3DMark FireStrike测试,拿下10873分,说明两个BIOS超频能力是差不多的。


如果把钢铁之心去掉,我们发现在同样最大Boost 1306MHz核心频率时,在3DMark FireStrike第二个场景测试时报错,说明钢铁之心对超频稳定性还是起到了一定的帮助。


Furmark温度测试及风扇调速

微星在N780 Lightning显卡附送的光盘中特别加入了一个VGA FAN Control的软件,可以对N780 Lightning边上两个风扇和中间的风扇分别实现调速。如果在afterburner里调,只能调旁边两个风扇,中间的风扇是不会生效的。


在室温26度,裸机条件下,我们运行Furmark,这时候显卡最高温度为77度,由于后边TDP超出100%,Boost失效,显卡温度稍微降低至75度。这时候风扇转速为1870RPM,并没有什么噪音。同时afterburner里可以看到PCB、显存、供电温度,分别为74、65、58度。


如果把风扇转速调高至100%,显卡温度降低至61度,PCB、显存、供电温度也降低至60度以下,不过这时候风扇噪声非常大。


再看液氮BIOS的情况,由于频率回到公版,功耗也会相应降低一些,但液氮BIOS并没有解掉TDP基准值,和风冷一样还是300W。在运行Furmark时显卡依然能保持四档Boost频率,为914MHz,这时候由于电压较高,即使频率低一些,温度也要比风冷BIOS高1度。


总结

微星闪电系列显卡每年都会出现新的亮点。今年微星除去之前推出的直接使用680闪电PCB的N770 Lightning之外,第一款真正重新设计的是N780 Lightning,它首次使用了TriFrozr三风扇散热器,还做了三段负载信号显示,可分别独立控制的风扇转速等,对于新的N780 Lightning外观变化,可能一些看习惯TwinFrozr散热器的用户不那么容易就能接受,至于它好不好看,大家还是见仁见智吧。另外一些前代Lightning的精华设计,例如三重电压调节、数字供电、钢铁之心等,都被保留了下来。

性能方面,N780 Lightning由于出厂大幅超频,性能也已经和TITAN齐平,16相核心供电加上IR3553M PowerStage可以很轻易满足GTX 780超频之后的供电需求,超频方面,我们可以以最大Boost 1.3G的核心频率通过3DMark FireStrike测试,可以说表现非常不错,但显存由于NVIDIA的限制,只能使用Elpida显存,超频表现比三星和HY的显存要弱一些,对于Kepler这样对显存较为敏感的显卡来说,会有一定影响。

价格上,N780 Lightning上市价格会达到6888元,可以说是比其它的GTX 780贵出许多,已经非常接近TITAN了,在其它众多GTX 780和自家的GTX 780 Gaming面前并没有太多的性价比。但是Lightning显卡毕竟是定位于极限超频,极限超频玩家是不会在乎这些的,看来微星这次是和以前一样,打算把Lightning显卡回归高价位,作为一个品牌形象的象征。

PCEVA综合评价:Lightning显卡又有创新,首次使用三风扇。

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0772boy 发表于 2014-8-2 13:56 | 显示全部楼层
精华的杀发没人拿?这不科学。。。。
FlankerWang 发表于 2014-11-18 08:41 | 显示全部楼层
求两个答案:
1. PCB上是有3个风扇4pin,实际散热器上只有2个是吧?
2. 这个散热器接到其他有两个风扇4pin的卡上,还能用VGA FAN Control调吗?
royalk  楼主| 发表于 2014-11-18 09:16 | 显示全部楼层
FlankerWang 发表于 2014-11-18 08:41
求两个答案:
1. PCB上是有3个风扇4pin,实际散热器上只有2个是吧?
2. 这个散热器接到其他有两个风扇4pin ...

1. 实际上也是3个,只是其中两个共用一组PWM调速
2. 应该是不行,软件是认卡不认散热器

点评

谢谢解答  发表于 2014-11-18 09:38
yzs9999 发表于 2016-8-19 11:52 | 显示全部楼层
不愧当年的卡皇, 做工奢华高贵,性能超越,只是价位惊人,如果现在能1200买到我收一块!!!
小夜叉 发表于 2016-8-26 07:53 | 显示全部楼层
这热管阵列如果给现在的卡用那可能更牛逼
羽落风尘 发表于 2016-8-26 08:22 | 显示全部楼层
好流弊的热管数    不过堆了这么多热管反而觉得散热器吹不透了
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