GPU Boost是怎么回事

作者:未知

在GPU芯片上，NVIDIA最先在Kepler架构的GTX 680显卡中引入了GPU Boost加速技术，随后在GTX 700系列显卡上发展到了GPU Boost 2.0，而在最新的GTX 1080显卡上则推出了GPU Boost 3.0加速技术。此外，该加速技术也不只是GeForce系列产品独享，在NVIDIA的Tesla等专业卡上也应用了GPU Boost技术以提高性能，它对性能的提升还是非常明显的，官方表示在一些特殊场合甚至能有40-50%的性能增幅。

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美术编辑：李洋

近年来，红色“帝国”AMD在显卡市场中似乎有点不太顺心，其独显份额不断下滑，一度跌破20%大关，直到2016年第一季度才开始有所回升，要想真正打个漂亮的翻身仗，恐怕还得看Polaris最新显卡今年的市场表现，最终鹿死谁手，AMD是否能够挽回颓势，现在还无从说起，但不可否认的是，我们多少看到了一丝曙光。

AMD输给NVIDIA是由多方面因素造成的，市场、渠道、营销以及重量级产品上都有影响，特别是在Maxwell架构之后，NVIDIA显卡的性能、能效水平全面压制了AMD。我们不禁有个疑问，如果AMD真的输在产品上，那么AMD显卡到底差在哪里了？

一般来说，影响显卡性能的不外乎架构、工艺这些大方向，不过，我们这篇文章要关注的并不是AMD、NVIDIA显卡架构设计层面导致的差异。事实上，直接影响显卡性能的还有频率这个指标，下面我们就来看看AMD和NVIDIA近几年发售的显卡在频率上有怎样的差别。

GPU Boost：动态调节GPU频率

集成电路芯片通常都是以固定（最高）频率运行的，这样做很可靠，但并不灵活。理想情况应该是：芯片频率根据运算需要进行相应调整，当然，这种频率动态调节技术说起来也不算新鲜了，I n t e l处理器所用的Turbo Boost就是频率动态调节技术的典型范例，对此，我们在之前的文章中曾做过详细介绍，感兴趣的读者不妨找来参考一下。

当然，实现G P U加速并不是把频率调高或调低这么简单，它需要G P U根据当前的使用情况——功耗、温度、电压、负载等多方因素进行权衡后作出抉择，从而尽可能提高显卡频率以提升性能，另一方面，在不需要高性能的情况下则会降低频率以达到节能的目的。

在G T X 680显卡上，N V I D I A推出了GPU Boost 1.0加速技术，影响频率提升的主要因素就是显卡T D P功耗，G P U会根据显卡当前的状态来管理加速状态。

到了GTX 700系列及GTX Titan显卡时代，NVIDIA推出了GPU Boost 2.0技术，与第一代加速相比，它要考虑的因素更多，不仅是功耗，还有显卡的温度，也就是说G P U加速频率要考虑到功耗和温度两个方面，而不会为了性能而让温度超标。在提高性能的同时，更好的兼顾了性能和温度，不至于因为性能提升导致温度失控进而造成风扇转速飙升，从而带来额外的噪音。

从我们测试的结果来看，NVIDIA显卡自G T X 700之后温度上限大多控制在8083°C左右，这其中自然少不了GPU Boost技术的功劳。

无论GPU Boost 1.0还是GPU Boost 2 . 0，G P U频率增加的步进都是固定的（之前做过测试，大约是13MHz一个GPU Offset），而在GTX 1080显卡上，NVIDIA又带来了GPU Boost 3.0技术，它的一个关键改变就是Offset频率不再固定，每个电压点都有对应的频率Offset，这样做的一个好处就是G P U实际加速频率可以更接近理论值。

AMD阵营对GPU加速技术似乎并不热心，HD 7970最高频率就是925MHz，之后在HD 7970 GHz显卡上AMD也带来了动态频率调节技术，基础频率1000MHz，加速频率1050MHz。不过之后的AMD显卡频率虽然也变成了动态调节的了，但AMD的加速做法不太一样，官方公布的频率实际上是最高频率，而支持GPU Boost加速技术的NVIDIA显卡公布的频率实际上是显卡最低频率，二者主要的区别可以参考下面的表格：

从上表中我们可以看到，A M D这几代旗舰显卡的频率一直徘徊在1000MHz左右，28nm工艺下升级过的几代显卡都是如此，NVIDIA的显卡有大小两种核心，大核心的GK110、GM200频率设定比较低，小核心的GK104、GM204就高一些，加速频率可达1.2GHz（非公版上达到1.3GHz甚至1.4GHz也很轻松），这要比AMD显卡高得多。

到了1 6 / 1 4 n m工艺时代，双方在频率上都会有所提升，但N V I D I A显卡明显更激进一些，G T X 1 0 8 0显卡基础频率1607MHz，加速频率1733Mhz，仅频率方面就比前代G T X 980提升了40%，这也是GTX 1080显卡性能比后者大幅提升的一个重要原因。

其实，NVIDIA Pascal显卡的实际运行频率要比标称的加速频率还高出很多，GTX 1080显卡在游戏应用中的加速频率实际上可达1797Mhz，之前测过的非公版GTX 1080显卡则更为夸张，游戏中甚至可以稳定在1.9-1.95GHz之间，比起官方宣称的加速频率高了很多。

AMD RX 480显卡的核心频率比前代也有所提升，此前曝光的信息显示，其加速频率可达1266MHz（预售页面上标称的参数是1288MHz）。不过，与NVIDIA Pascal显卡相比，AMD Polaris显卡的频率还是更加保守一些，并没有N卡这么“疯狂”。

总的来说，A M D、N V I D I A两家公司的G P U因为架构及厂商衡量的标准不同，频率上确实存在很大差异，这不会是单纯的技术原因，也不会是简单的市场原因，特别是在Polaris及Pascal显卡上，AMD、NVIDIA双方选择了不同的代工厂，前者是三星/GF系的14nm FinFET LPP工艺，后者是TSMC的16nm FinFET Plus工艺，很显然，这些对显卡的性能也会带来有一定影响。

另一方面，频率的设定不仅影响性能，还会影响显卡的超频潜力，NVIDIA的P a s c a l显卡自身的频率已经很高，虽然非公版大都可以突破2GHz，但与显卡加速频率相比，超频带来的性能增幅越来越小。A M D这边的产品由于没有太多实测的机会，超频潜力还很难有定论，不过看到有爆料称，AMD会提供全新的超频工具，考虑到 RX 480显卡已经超频到1600MHz了，如果是这样，那么在超频这点上，AMD显卡留给用户的空间也许会更大。□