GeForce GTX 980

定义

GeForce GTX 980是英伟达推出的高性能台式机独立显卡，属于GeForce 900系列，采用代号GM204-400的图形处理器，图形核心代号为GM204。^[1]它以完整规格的GM204核心为基础，16组流式多处理器全部开启，构成2048个CUDA核心，并配备64个光栅处理单元与128个纹理单元。^[2]

该显卡搭载4GB GDDR5显存，显存位宽256位，显存等效频率7GHz，带宽约224GB/s；核心基准频率1126MHz，Boost频率1216MHz，热设计功耗为165W。在发布时，它取代了基于Kepler架构的GTX 780与GTX 780 Ti，成为英伟达单芯片旗舰产品。^[3]

原理

显卡的核心任务是把中央处理器提交的图形指令转化为显示器可以呈现的像素信息，整个流程可大致分为几何处理、光栅化和像素输出几个阶段。GTX 980的GPU由16组流式多处理器(SMM)组成，每组含128个CUDA核心，核心数量比Kepler架构每组192个有所减少，但组数翻倍，调度与缓存结构随之调整，因而在相同时钟下取得了更高的执行效率。^[4]

运行过程中，GPU的基准频率与Boost频率构成一个动态范围，芯片会依据负载与温度在两者之间自动调整，直到触及功耗或温度上限。^[3]显存方面，GM204使用第三代增量色彩压缩，减少实际需要传输的数据量，使256位总线的224GB/s带宽获得更高利用率。此外，该核心支持多帧采样抗锯齿(MFAA)等采样技术，在多帧之间复用采样结果以降低抗锯齿的计算开销。^[5]

发展历程

Maxwell架构最早应用于入门级GeForce GTX 750 Ti，随后才进入高端市场。2014年9月18日与19日，英伟达在全球多地举办的Game24活动中正式发布GTX 980与GTX 970两款显卡，均基于28纳米工艺制造的GM204芯片。其中GTX 980使用完整规格的GM204，GTX 970则屏蔽了部分单元，两者一同构成GTX 900系列的首批产品。^[2]

发布后，华硕、微星、索泰、影驰等品牌陆续推出非公版产品，通过加强供电、改用多风扇散热并提高出厂频率来提升性能，例如华硕的Strix版本默认频率被提升至1279MHz。^[6]GTX 980的后续继任者是GeForce 10系列，该系列改用更先进的工艺节点；GTX 980所在的产品线最终进入停产状态。^[7]

应用

GTX 980的主要用途是个人电脑上的3D游戏渲染。公版提供1个DVI接口、1个HDMI接口和3个DisplayPort接口，可同时驱动多台显示器，支持最高5120×3200的数字输出分辨率，并支持多卡互联与多屏输出。它是首批支持HDMI 2.0的图形处理器，在连接4K显示器时可实现60Hz刷新率输出。^[4]

除游戏外，该卡还通过CUDA、PhysX与OpenCL等接口承担GPU通用计算任务，可用于物理加速、视频转码与部分计算密集型软件的加速。^[8]软件层面，英伟达为它提供了动态超级分辨率(DSR)等功能，使游戏可在内部以4K分辨率渲染后再缩减输出到较低分辨率的显示器上，从而改善画面细节。^[5]

局限

GTX 980虽然属于高端产品，但首发价格549美元低于上一代旗舰GTX 780 Ti的699美元，规格上也有所取舍：其CUDA核心数、纹理单元数与显存位宽均不及GTX 780 Ti，性能提升主要来自架构效率而非单纯的规模扩张。^[3]

双精度浮点运算能力是该芯片的明显短板，其FP64性能仅为单精度的1/32，远低于同期部分专业计算卡，因而不适合承担对双精度要求较高的科学计算任务。^[8]存储层面，它仍然使用GDDR5显存，7GHz的等效频率已接近该类型显存的实际上限，带宽提升空间有限。^[2]随着驱动支持转为旧版分支，该卡在新版操作系统与较新游戏中的技术支持逐步减弱。^[1]

参见

• NVIDIA GeForce GTX 970 —— 与GTX 980同期发布、基于同一GM204核心的显卡。

• Maxwell微架构 —— GTX 980所采用的GPU架构代际名称。

• CUDA —— 英伟达的GPU通用并行计算接口，GTX 980支持该接口。

• 显存 —— 显卡用于暂存图形数据的存储介质，GTX 980使用GDDR5。

• HDMI —— 音视频输出接口，GTX 980是首批支持HDMI 2.0的显卡之一。