認識 GTX 690 雙核巨獸效能篇：對決 GTX 680 SLI、功耗、超頻、拆解通通來

以往大家對雙核卡的印象就是超貴、超熱與超耗電，拜科技之賜，現在雙核卡靠著新製程與架構終於可以擺脫這個刻板印象。Kepler在架構、效能與電力效率方面令人印象深刻，這次搭載2顆GK 104的GTX 690在電力效率、散熱、功耗、效能等方面都有明顯進步，尤其是功耗方面全平台滿載不到400W，比2張GTX 680效能強而且更省電，算是雙核卡少數的特例。用帥來形容顯卡有點怪，事實上GTX 690外觀經過設計，不像如同黑色磚塊的GTX 590。以往高階卡外觀，大多使用黑色塑膠材質外殼包覆，GTX 690改用鋁合金鍍鉻處理，特性是輕又耐磨，不會像塑膠材質容易刮花。重要的是能讓顯卡有金屬質感，而不是龐大的黑色塑膠塊。此外，設計上也參考機殼開雙窗的設計，可看到風扇左右兩側有透明壓克力板，能看到左右側的散熱鰭片，讓外觀不同於以往的雙核卡。PCB配置仍採用左右對稱設計，核心分配於顯卡左右端，中央則是放置核心供電模組。風扇採用置中設計，可將廢熱由中央往左右導出。外觀一樣經過美化與強化處理，使用鋁鎂合金風扇外殼，而不只是一片黑。此外，NVIDIA高階卡都愛玩LED燈號，GTX 690頂端也有GeForce GTX的螢光綠LED燈，只不過亮度較低開著日光燈幾乎看不出來有發光。從以往的經驗來看，雙核卡都是使用降頻或規格縮減的高階核心，因此效能會比2張高階卡串連還要低。GTX 690的預設時脈只有915MHz，GTX 680則是1006MHz，時脈低了約9%。不過從測試數據來看，時脈較低的GTX 690效能不僅接近SLI模式的GTX 680，甚至在不少環境中還能領先，是雙核心顯卡少數的特例。以一般環境來說，先前GTX 680表現就相當出色，在同時開啟Tessellation、AA的DirectX 11環境中，效能表現明顯領先HD 7970。而使用2顆GK 104的GTX 690，表現自然比單核心的GTX 680還好，DirectX 11環境下約可提升67.4%～83.8%不等。這個差距會隨著遊戲需求與特效降低而逐漸縮小，例如在DirectX 10的Biohazard 5中差距就剩下35.1%，到DirectX 9環境Street Fighter IV更只有8.2%。這表示如果你的遊戲需求並不高，用雙核心顯卡來跑就像殺雞用牛刀，花大錢卻得不到應有的效能。反之，若遊戲需求極高，或是想要應付未來幾年內的遊戲或硬體需求，就有用GTX 690的價值。不論如何，GTX 690效能讓它穩坐卡王寶座，而對手雙核心HD 7990遲遲未現身，難免有種找不到競爭者的感覺。筆者認為，從先前GK 104對Tahiti XT的結果來看，GK 104效能優勢相當明顯。若AMD沒有修改架構或提升時脈，用既有的Tahiti XT打造HD 7990，若對上GTX 690情況並不樂觀。過去SLI跟CrossFire最讓人詬病的就是效率不彰，永遠達不到「1+1=2」的效果。而GTX 690比起GTX 680，效能差距可達83.8%算是少見，以往可能只有50%左右的效能成長。但是平心而論，在多數遊戲中受限於硬體需求，GTX 690都難以發揮實力，能否達到單核心的183%效能還很難說。理論上2張GTX 680表現應該要比GTX 690還好，或許是受到傳輸效率等因素影響，讓GTX 690表現跟串連後的GTX 680相當，甚至還有些微領先。至於功耗方面則是GTX 690的強項，GTX 690比2張GTX 680省電多了，在DirectX 9、10與11環境中，平台耗電量分別少了65W、76W與55W，省下的電量約占平台的14.9%、15.8%與12.3%。也就是說雙核心顯卡在效能相當的情況下，還能有12～15%不等的省電幅度。▲從公板卡價位來看，若喜好華碩與微星顯卡的玩家，買GTX 690會比買2張GTX 680還要便宜約1,080～1,490元。技嘉則是相反，買2張GTX 680會比較便宜。▲從效能面來看，即使GTX 680組成SLI之後也難以抗衡。至於對上一般高階單核心顯卡，則是呈現一面倒的局面。在對手產品上市之前，這種情況應很難打破，就算AMD提早推出下一代的產品，也很難跟GTX 690抗衡。（點圖可看大圖）（後面還有，尬效率：功耗、熱量雙重優勢）認識 GTX 690 雙核巨獸架構篇：單卡雙核介紹、多重GPU的7種運算模式GeForce GTX 690 地表最快顯卡，基礎性能測試搶先報NVIDIA GTX 690 真「開箱」文！要用鐵撬開的新旗艦顯卡 雙核心加持下，GTX 690在HD 7990出現之前肯定難有敵手，效能面大幅超前當今單核心卡王。在這樣的環境下，GTX 690又有些什麼特點值得注意？2個字簡而言之就是「效率」。眼尖的人應該會發現，這幾個月我們開始導入電力效率的測試，簡單來說就是計算每瓦（W）電力所能換到的效能（幀）。之所以導入新測試，主要還是顯示卡已經碰到遊戲效能瓶頸，現在多數熱門遊戲都會注重硬體平衡性，讓低階電腦也能有一定的流暢度，而不會像Crysis一樣用什麼硬體玩都很不順，效能已經不是評測顯卡的唯一指標。透過計算電力效率，可以很快速了解效能與功耗的增長，並看出同級產品的差異。最近Tahiti與Kepler經過28nm的加持，不僅效能強化，電力效率也有大幅增強。以GTX 690而言，DirectX 11的電力效率可達0.262幀，而以前的雙核心顯卡像是HD 6990、GTX 590大約只有0.197幀，效率提升的幅度約為32.9%，可看到經過製程強化後的明顯效益。▲FurMark滿載功耗部分，可看出GTX 690能將平台功耗壓在400W左右，而SLI模式下的GTX 680則要接近500W。▲雖然是雙核心顯卡，但是意外地電力效率相當出色，在DirectX 11環境下每瓦可換到0.269幀的效能，比GTX 680還要高。散熱表現上，以往雙核心顯卡受到散熱器的限制，即使降頻也難逃高溫的影響。不過GTX 690這次表現意外令人欣賞，核心滿載溫度分別只有76度與82度，甚至比單核心的GTX 680還要低溫。或許是受到降頻的影響讓溫度較低，但是雙核心顯卡能有這樣的表現仍屬出色。這次在散熱設計上，老實說與先前或是多數高階卡相比，並沒有特別之處，仍採用均熱板（Vapor Chamber）技術。整張顯卡重達1030公克，其中有730公克是散熱器。雖然散熱器比重很大，但是比起過往一些雙核心或是Tri-Slot顯卡而言，這比例並不誇張。這次GTX 690能抑制功耗與發熱，最大的原因還是28nm製程之故。不論AMD的Tahiti或是NVIDIA的Kepler，製程精進之後在功耗與發熱量方面都有十足的進步。即使是使用2顆GK 104核心的GTX 690，在發熱量方面竟然與GTX 680相當。雖然說散熱設計不同、時脈也有差距，但是以往很少雙核心顯卡能比單核高階產品表現相當，這也讓人更期待雙Tahiti核心的HD 7990，能否帶給我們更多驚喜。▲閒置時受到省電、降頻技術的影響，普遍而言溫度都在30～40度之間，並沒有太大的差異。▲滿載時受到散熱器差異，各顯卡間並沒有客觀的比較基準，但是仍可看出GTX 690即使有2個核心，也能把溫度降到80度左右。均熱板內部是個真空腔體，並有用於熱量轉化的工作介質（大多為純化後的水）。運作時工質吸收熱量逐漸氣化，氣相工質接觸到均熱板冷面會凝結回液態，並釋放吸收的熱能，此為均熱板的基本循環。均熱板內壁十分粗糙，並有許多小區塊所構成，可增加接觸面積。由於均熱板微結構具有毛細現象，因此循環不受到重力所影響。（圖為GTX）（後面還有，拼超頻：超上1GHz榨乾效能！）預設的效能表現上，GTX 690憑著雙倍的核心數量，即使用2張GTX 680也難以匹敵。加上現在對手產品遲遲未上市，造成雙核卡市場的空窗期。要打敗GTX 690還是只能靠GTX 690，預設時脈偏低的GTX 690是否能超頻再戰，接著看就知道。目前可支援超頻的軟體並不多，主要是MSI Afterburner與EVGA Precision X。使用Afterburner進行測試，先將Power Limit調整到135%，避免因為供電造成超頻瓶頸。在未加壓的環境下，可輕鬆將時脈從915MHz超上1GHz。由於GPU Boost無法關閉，因此可看到即使將時脈固定在1GHz，Boost Clock仍會超過1GHz，代表GTX 690時脈有超過1GHz的潛力。此外，當時脈在1GHz時，DirectX 11效能約可提升7～10%不等，且能穩定運行，是可實用而非超爽的穩定時脈。接著我們小幅加壓並將風扇轉速固定至95%，試著將時脈從1GHz向上調整。當時脈超過1.055GHz之後逐漸不穩定，無法通過部分遊戲測試。若放寬限制，只要能跑完負載較低的測試，核心時脈可至1.115GHz左右，也就是超頻200MHz。整體來說，GTX 690有超頻的能力，可輕鬆超的幅度大約在150MHz左右，繼續超頻就會發現核心溫度過高，原廠的散熱器無法承受這樣的發熱量，造成超頻的瓶頸。以效能、功耗、散熱與價位多個面向來看，GTX 690都有相當不錯的表現。首先效能無話可說，是當今最強的遊戲卡，連SLI之後的GTX 680都難以抗衡。再者功耗受到新製程的影響，平台滿載功耗能壓低在400W左右，對於以往動輒突破500～600W的雙核顯卡而言，每分電力消耗更用在刀口上。至於散熱部分，Kepler核心發熱量並不高，即使用一般的散熱設計也足以應付，況且GTX 690用的還是降頻之後的GK 104，發熱量更低滿載溫度分別只有76與82度。最後也是最重要的價位，在對手HD 7990仍未推出之前，GTX 690是最高效能的唯一選擇，即使用2張GTX 680能達到相似的效能，但發熱量、空間甚至價格都會更高，單卡是追求效能比較好的選擇。GTX 690國外建議售價約為999美元，折合新台幣約29,670元加上稅金大概要32,600元左右，比起台灣市場還是便宜3,000元左右。GTX 690只適合追求極致效能的玩家，對於普通人而言，要價比整台電腦售價還要高的顯卡還是看看就好，期待GTX 660或GTX 650之類的顯卡還比較實在。▲這次收到的GTX 690是媒體特別包裝，在收到顯卡前先收到一把來自NVIDIA的鐵撬，後來才知道是用來打開GTX 690特別包裝的工具。▲側面的1010110010是二進制代碼，轉換成十進制之後就是690。▲頂端有特殊字樣，經常玩殭屍類型遊戲的玩家應該都很熟悉。▲木盒要用鐵撬才能打開，不過打開之後只有GTX 690，沒有其他的驚喜有點可惜。（後面還有：NVIDIA GeForce GTX 690完全拆解）▲核心供電部分，每個核心有4相，記憶體則是1相，整張顯卡總計10相，中央黑色的則是PWM晶片。▲PWM晶片使用的是ON也就是安森美的NCP4206，PCB上共有2顆，每顆可控制5相的PWM訊號。▲PLX PEX8747支援PCI-E 3.0規範，且具有48條PCI-E通道，足夠應付核心與介面需求。▲GTX 690共使用2顆GK 104-355-A2核心，型號與GTX 680使用的GK 104-400-A2略有不同，預設時脈也比較低。▲PCB上共配置8顆Samsung K4G20325FD記憶體，值得一提的是，這是首款應用於顯卡的0.3ns記憶體。▲PCB右上方有2個供電介面，左邊4pin是用於散熱風扇，而右邊白色2pin介面則是用於顯卡頂端LED燈。▲雖然GTX 680只用2個6pin供電，不過雙核心顯卡可無法只靠6pin供電，還是得依靠雙8pin介面。▲相較於過去一體式外殼，這次GTX 690外殼能拆成3個部分，其中左右側是鋁合金框架，中央再鎖上壓克力板。