前言
微星的闪电（Lightning）系列显卡自从2009年问世以来，一直代表着非公版显卡中最高级的做工和最强劲的效能，曾拿下过无数的超频世界纪录成绩，因此也只有旗舰级的GPU芯片才会有Lightning级别的显卡。每一次Lightning显卡的发布，我们都能看到一些创新技术。这次微星发布的R7970 Lightning，是Lightning家族的第八款显卡，也是目前为数不多的非公版HD 7970显卡之一。
MSI R7970 Lightning的包装盒上的战斗机从之前的F-22换成了F-35，继续沿用A卡Lightning系列的红色调。这次R7970 Lightning带来的新技术，最引人注目的莫过于Unlocked Digital Power（解锁数字供电）和GPU Reactor（钢铁之心）。虽然在显卡上使用数字供电已经不是什么新鲜事了，但是在Lightning系列上这还是第一次；而钢铁之心到底是何方神圣，稍后我们再做介绍。
R7970 Lightning概览
R7970 Lightning采用AMD最新的GCN架构、28nm Tahiti XT核心，拥有2048个流处理器。R7970 Lightning的默认核心频率达到史无前例的1070MHz，比公版的925MHz高出15%以上；显存规格与公版接近，采用3GB、384bit的GDDR5显存，只不过频率从公版的1375MHz（5500MHz）稍微提升到了1400MHz（5600MHz）。R7970 Lightning还带来了新的TwinFrozr IV散热器，外观与之前有比较大的改变，并且风扇尺寸增大到10cm；另外，在N580GTX Lightning上被取消的背板再一次回来了，在核心后边我们可以看到很引人注目的钢铁之心。
R7970 Lightning拥有两个8pin外接电源接口，显存直接从12V输入供电，而公版是8+6pin，显存从PCIE接口供电。两个交火金手指，可组建4路CrossFireX。视频输出接口方面则配备了4个mini DP，1个DVI-I，1个DVI-D，可支持六屏同时输出，最大支持分辨率可达4*2560x1600+2*1920x1200。背板的镂空部分可让供电的热辐射更快的散发出去，并且可以从镂空部分看到相位指示灯，另外这种镂空设计个人认为也是为了美观。
附件：DVI转HDMI接头、mini DP转DP接头各一个，其中DVI转HDMI之后还可以输出音频。此外还有常规的6pin转8pin线、交火桥，V-Checkpoint电压测量线，以及驱动光盘、军规认证书等。
R7970 Lightning能量源泉：钢铁之心
钢铁之心（GPU Reactor）是R7970 Lightning最抢眼的设计之一，它到底是什么呢？我们把它拆开来看看。
我们知道GPU核心后方都有许多为了保持核心电流稳定而设计的滤波电容，以保证GPU的稳定运行，尤其是在超频之后。然而，GPU背后空间比较狭小，电容多数采用SMT（贴片）形式，容量难以做大，如果把电容做在离核心背后太远的地方，电信号又会在走线传输过程中有损耗、增大波纹，如果波纹大到一定程度的话，滤波就失去了意义。钢铁之心的作用就是在GPU的背后增加一块额外的PCB，上边做了一些大容量的电容，兼顾最短的走线和大容量电容，进一步改善GPU核心电流的滤波能力。
微星在这么一小块PCB上做了8个松下SPCAP聚合物电容，2V/470μF的规格，它们的ESR仅有4毫欧，这在微星的主板上也非常常见。这样8颗加起来就有3760μF的容量，无论核心背后有多大空间堆SMT电容，这种容量都是无法达到的。
回顾N580GTX Lightning的Power 4设计，我们可以找到其中一项技术是Proadlizer电容，当时微星用了四颗NEC/Tokin的Proadlizer电容，规格为2V/1000μF，滤波能力要强于一般的固态电容。但是这种Proadlizer电容也有个缺点，那就是很占地方，无法在核心背后排下许多颗（华硕的GTX 580 DCII有使用一颗Proadlizer在核心背后的设计），因此R7970 Lightning取消了这些Proadlizer电容，改用更省地方、走线更短的钢铁之心设计。
钢铁之心这项设计确实是一个不错的思路，并且也已经获得美国的专利。但是，钢铁之心这个设计也有一个不容忽视的问题值得我们注意。我们看到这块PCB是通过两个7pin的插针与核心相连的，还有防呆设计以防止接反。但是问题来了，这些插针是有电阻和感抗的，我们知道越短、越粗的线路电阻越小，在动辄100-200A的电流通过GPU的时候，线路上的电阻和感抗都会转变为电压突变，这样就会增大核心电压的波纹，并且流过的电流越大的时候这种影响就越明显。因此这些插针的电气性能需要严格控制，否则效果可能适得其反。那么这样的插针线路是否能够真正起到提升核心电流滤波的效果呢？我们会通过后续的测试来证明。
R7970 Lightning散热：TwinFrozr IV散热器与一体成型散热片
前边我们提到R7970 Lightning的外观变化，最明显的就是TwinFrozr IV散热器。我们知道N480GTX Lightning与N580GTX Lightning XE的散热器都有自己的个性化设计，而A卡方面R5870 Lightning和R6970 Lightning则没有，仅仅是普通的TwinFrozr II、TwinFrozr III的外观而已。R7970 Lightning终于有了自己的个性化外观——黄黑相间的散热器，这个设计灵感或许来自F-35战斗机的尾翼。不仅如此，R7970 Lightning的TwinFrozr IV散热器还将风扇尺寸扩大到10cm，比N580GTX Lightning的9cm更大。
TwinFrozr IV的鳍片部分则与前两作Lightning无变化，依然是5热管设计，其中两条为8mm的热管，镀镍铜底座，保持双槽的厚度。有点不一样的是，为了迎合AMD对Tahiti核心周围保护盖比核心高的设计，MSI也为这个散热片底座加上了凸底。
风扇依然是Power Logic代工，标注规格12V 0.55A，最大转速达到3200转以上。MSI也继续把N580GTX Lightning上使用的反转除尘技术继续沿用，开机时会反转一定时间把灰尘吹出来。看看上边的N580GTX Lightning，使用半年后未见散热片上有明显积灰，时间已经替我们证明了这个反转除尘功能并不是噱头，还是有用的。
前边我们提到R7970 Lightning的背板又回来了，使得这张显卡的外观又上了一个档次。但是这块背板不仅仅是为了好看的，它更起到了加固PCB的作用，在这接近30cm长的PCB尺寸下，装进机箱时间长之后PCB有可能受到重力影响而弯折，在前后加了两片背板后，PCB就加固了许多。另外，位于PCB正面的散热片也可以给供电MOSFET与显存起到散热作用。
R7970 Lightning的供电：解锁数字供电与双BIOS
首先来看PCB全貌：Lightning系列一贯采用的加高PCB设计，目的是为了排下更多的供电。R7970 Lightning的核心供电比N580GTX Lightning XE又加了两相达到14相，显存则减少一相为两相，还有一相为VDDCI供电在左侧，因此包装盒上的宣传17相供电就是14+2+1相这么来的。其中电感换成了更加耀眼的金黄色反光SSC电感，号称最大电流可达60A；电容也换成了富士通FP5K系列电容，与华硕主板上的电容非常相似。
PCB背面
核心的14相供电，MOSFET继续采用IR的CopperMOS，上桥IRF6721STRpbF，内阻8.4毫欧；下桥IRF6725MpbF，内阻2.4毫欧，每相供电一上一下MOSFET的设计。输出端滤波电容全部采用Hi-c CAP聚合物电容，在85度的时候有20万小时的寿命。
显存的两相供电，同样的用料设计。
VDDCI的一相供电，在交火金手指下方。
PWM芯片：CHL8228G，8相VRD11.1规格PWM芯片，也非常常见。这颗PWM芯片支持动态相位控制，因此APS自动相位切换功能不再需要装软件了。
IR3598倍相驱动芯片，用来实现8相PWM信号并联出14+2相供电。同时旁边两颗LED也作为相位指示灯，显示当前这两相供电是否启用。
解除限制BIOS：R7970 Lightning采用双BIOS设计，分为Original档和LN2档，其中Original档适合风冷使用，默认频率1070/1400MHz；而LN2档BIOS已经去除Coldbug、并包含一些极限超频下应用的设置。并且，在LN2 BIOS下默认频率会回到925/1375MHz的公版频率，过电流保护、CCC上限、Powertune都会被放宽，相位控制也会被禁用。
测试平台与性能测试数据
测试平台：
CPU：Intel Core i7-3960X
主板：ASUS RAMPAGE IV EXTREME
内存：三星黑条DDR3-1600 4Gx4
显卡：MSI R7970 Lightning
硬盘：西数320G蓝盘
电源：安耐美冰核REVOLUTION 85+ 1050W
散热器：Notcua NH-D14
驱动：Catalyst 12.3
显卡基本信息识别：Original BIOS
CCC上限：核心1300MHz，显存1600MHz
2D模式电压：0.850V，频率：300/150MHz
3D模式电压：1.175V
显卡基本信息识别：LN2 BIOS
从官方的宣传文档中我们得知R7970 Lightning比公版HD 7970性能大约有10%的提升。这次性能对比中，我们加入前两代闪电显卡：N480GTX Lightning与N580GTX Lightning XE，以及前一次测试的R7950 TF3。
从测试成绩来看，R7970 Lightning大约比微星自家的公版超频7950强了差不多20%，比起前一张闪电显卡580LT则有30%左右的提升，而部分游戏由于比较偏向N卡所以提升幅度不是很高。当然，这个测试平台有变化，因此3DMark P模式的分数仅供参考，功耗也没有直接可比性，而游戏fps数据由于CPU性能过剩，还是有一定的可比性的。
对于这样的显卡来说，性能不是我们最关心的问题，接下来我们来看看R7970 Lightning超频表现如何。
R7970 Lightning超频：风冷挑战1.35V核心电压极限
我们尝试对R7970 Lightning超频的时候发现一个比较大的问题，在Original BIOS下超频表现不正常，无论怎么加压连1200/1600都跑不上去，怀疑可能跟自动相位控制的响应速度有关。不过切换到LN2 BIOS的时候，随着APS功能被关闭，一切制约超频的问题都得以消除，最终在核心频率1285MHz、显存频率1830MHz时通过3DMark 11 X模式，拿到X3741分。这个表现可以说是正常水平，显存表现较好。
把显存电压加到1.7V，可以达到1900MHz显存频率，但这时候成绩不升反降，成绩下降的原因主要是在最后一个结合测试中由于显存不稳定卡了一下，导致分数损失很多。
如果显存不是很高的时候，核心甚至可以达到1.3GHz，不过这时候得分显然不如显存超到1800以上的成绩。当然，在X模式下，CPU主频大概也能有个20-30分的影响。
随着fps的提高，出错的几率也在加大，因此fps越高的测试能通过的频率也就越低。最高能通过3DMark 11 P模式且取得最好成绩的频率为1275/1800MHz，拿到P10912分。
随着测试时间加长温度升高也会导致核心不稳定，因此3DMark Vantage更长的测试场景会让超频后的显卡比起3DMark 11来说更加难通过。最高能通过3dmark Vantage的频率为1252/1830MHz，拿到P44576分。
温度、功耗与风扇噪音测试
在Original BIOS默认频率下，在室温24度时Furmark最高温度来到74度，这个温度也不算低了。并且，这时候TwinFrozr IV的10cm风扇转速达到2600转以上，噪音较大。但是这个时候并没有触发Powertune功耗限制，因此在不超频的情况下，R7970 Lightning的功耗应该不会对性能产生影响。
由于风扇尺寸越大风量也越大，同转速下噪音也会越大。经过调整我们发现在裸机状态下，TwinFrozr IV的风扇在2000转以下基本无噪音，在2000转以上就能听到轻微噪音，超过2500转时则噪音比较大。在70度以下时，风扇转速基本可以保持在2000转以下，之后差不多每升高1度就多200转，噪音也迅速增加。因此在室温较低或者负载不高的时候，只要不超过70度，我们是听不到7970LT的噪音的，但是70度以上的时候，情况就大不一样。
从Afterburner温度监控中我们看到，显存和供电在散热片帮助下并不是很热，都没超过60度。SSC电感没有散热片照顾，我们使用温度探头测试温度，最终稳定在61度。而整机功耗也来到472W，这个数字还是比7950的整机300W不到要高非常多的。
硬件APS相位切换待机节能情况
前边我们提到Original BIOS下CHIL的PWM芯片会自动控制当前启用的供电相数，以降低显卡待机功耗，而在LN2 BIOS下，这个功能会被关闭。前面我们在超频时尝到了这个功能带来的苦头，下面来尝尝它的甜头吧。
上边三张图分别显示显卡在全相位运作、待机时只启用两相供电、以及有负载时相位快速切换的情况。
我们分别使用两个BIOS进入系统并闲置5分钟，待功耗稳定后记录数据，最终Original BIOS记录到的待机功耗为172W，LN2 BIOS记录到的待机功耗为185W，相位切换带来了13W的节能，对于AMD号称核心待机功耗仅3W的情况来说，大部分待机功耗将来自供电损耗，这个APS相位切换带来13W的功耗降低幅度可以说表现还算不错。
钢铁之心是否有用？安装/拆除钢铁之心超频对比
前边我们的超频都是在安装了钢铁之心下进行的，下面我们把钢铁之心拆掉，看看刚才能通过各项测试的最高频率是否还凑效。
首先是3DMark 11 X模式，1285/1830MHz，在最后一个结合测试时失败。降低核心频率到1282MHz，通过。不过其实在极限超频条件下，差这几点频率是否能通过都是带点运气成分的，所以基本可以认为是同一水准。
3DMark 11 P模式，1275/1830MHz，通过。分数还高了17分，正常误差水平。
3DMark Vantage P模式，1252/1830MHz，通过。
我们看到三项极限超频测试中就算去掉了钢铁之心有两项都可以顺利通过，有一项差点点就通过。所以，钢铁之心可以说作用非常有限，至少在风冷情况下是如此，至于原因可能就是我前边提到的线路电阻与感抗问题。但是，把它摘掉会导致背板后边空缺一块，还有电源线接头露在外边，非常难看，所以不是极限超频的情况下，还是把它装上吧，好歹能起到美观的作用。
结论：Lightning创新迈出一大步，但仍需努力
R7970 Lightning带来的新技术让人眼前一亮，钢铁之心虽然用处不是很大，而且背后凸出的部分基本上占去一条PCIE插槽的空间，在R4E主板上安装了庞大的NH-D14散热器之后，显卡就无法安装在第一条PCIE插槽，但是这种创新思路值得肯定，是改善核心滤波的一个很好的方式，希望微星今后改良走线的问题。
此外，微星把之前在HAWK和Lightning系列上的特色技术——三重电压调节、三重温度监控和三重电压监测功能合称“3X3 OC工具”，更加方便记忆。借助3X3 OC工具，不管是风冷还是液氮超频，它们都可以很好地帮助你实时获取显卡的电压和温度。在R7970 Lightning上超频，基本上不需要动显存与VDDCI电压，而核心电压加到1.35V仍然有提升，相比大部分公版HD 7970而言1.25V以上风冷就开始不吃电压的情况要更有利于风冷下取得更高的成绩。
就平时使用而言，R7970 Lightning默认频率就已经达到1070/1400MHz，无需再超频；而CHIL数字供电方案带来的硬件APS相位切换功能可以帮用户节约一定的待机能耗。另外，风扇的噪音值得注意，GPU核心超过70度之后就会比较吵，Afterburner里可以自定义转速，不超过60%都是很安静的，如果觉得吵可以自定义一下。
PCEVA综合评价：相比前作N580GTX Lightning的成熟稳重而言，R7970 Lightning做了许多大胆尝试，10cm的风扇、钢铁之心、数字PWM、硬件APS相位切换……虽然最后结果争议颇大，但是想法和初衷都是很好的，值得未来进一步改进和发展。
成就：“钢铁之心”，品质分+0.3
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