无惧7系挑战 Kepler性能预测与分析

开普勒性能大胆预测

说了这么多“小道消息”，那么Kepler到底能带来怎样的性能呢？可能有人会说， 流处理器数量、显存频率、位宽什么都不确定，这根本无法推断。但是我们认为，就像“90%的情报来源于公开信息”这句话样， 事实上只要注意一些NVIDIA已经公开的信息，我们就能轻松地推测Kepler的性能。

谁在拖上代显卡的后腿？

首先让我们纵观一下NVIDIA近几代GPU的发展趋势，第一代是G80和G92、第二代是GT200，第三代则为GF100。从单个流处理器效率来说，G92以及其所代表的各种产品效率是高的。比如1GB显存、192个CUDA流处理器的GeForce GTS450的性能相比公版512MB、128个流处理器的GeForce GTS 250性能只高出不到20%，而512MB版本的GeForce GTS 450的性能相比公版的512MB、128个流处理器的GeForce GTS 250综合来看多只强了15%。

在流处理器数量多了50%，频率更高的情况下， 相比早期G80架构的产品，Fermi架构的性能胜出幅度严重不足。甚至人们有理由怀疑，如果在同样流处理器数量的情况下，Fermi架构的产品有可能不是G80架构产品的对手，比如GeForce GT 440、GT430对比GeForce 9600 GSO，两者都是96个流处理器，但前者在频率更高(甚至高出60%)的情况下，绝对3D性能并不见得比后者高多少。

未经证实的GK104 GPU规格表

因此， 我们可以看到，NVIDIA在进入统一流处理器架构以后，在架构本身自由度、通用计算发展方面做得非常出色，HPC排行榜上屡次出现Telsa的身影， 但是在性能特别是单个CUDA流处理器的效率方面，NVIDIA的产品似乎没有明显提升。出现这样的原因其实不难理解，因为更多的功能和更高的效率很难兼得，就像专用、功能少的固定渲染管线的效率远远高于自由、可编程的流处理器单元一样，这点并不令人意外。

性能提升的秘诀 效率制胜那么，Kepler的目的就呼之欲出了，那就是在进一步发展并行计算的基础上，大幅度提升效率，其实之前NVIDIA公布的一张路线图(本页右下角)早就透露出这一点了。在图中架构为Tesla的T10每瓦特单精度浮点性能的效率为1，架构为Fermi的GF100产品效率提升不到40%，大约在1.3～1.4倍左右，但是Kepler架构会达到4.1倍左右，相比前代产品提升了大约2.92倍。

G92核心堪称GPU发展历史上成功的产品

单精度浮点性能是影响显卡基础性能的一个重要参数。它的性能和3DMark这样的理论3D测试软件有很好的相关性，基本呈正比态势。这样一来，NVIDIA公布的数据就很有参考意义了。当然单精度浮点性能只是GPU性能的一部分，在实际游戏和测试中，考虑到架构更换的因素，在功耗相同的情况下，Kepler能达到到目前Fermi的2～2.5倍左右就已经相当不错了。因此不难推断，在乐观的情况下，Kepler的顶级产品成绩将比目前的Fermi有大幅度提升：250W左右的单核心顶级Kepler的3DMark 11 Extreme成绩高将有可能接近X5000分的水平，至少也能达到X4000分的高度，而这一成绩已远远超出目前Radeon HD 7970 X2700多分的表现；中端显卡则可能从目前X1500分的水平提升至X2500分甚至X3000分左右，也就是说中端显卡就有可能达到目前AMD顶级显卡的水准；低端显卡则可能达到X1000～1500分左右的水平，这将是一次大幅度的性能跃进。

CUDA架构路线图已经透露出Kepler架构的强大性能

所以， 如果和估计相同的话，Kepler将成为NVIDIA又一个胜利的“6”——回想当年的GeForce 6800 Ultra，在性能上直接达到了前代顶级产品GeForce FX 5800 Ultra两倍，就连中端显卡GeForce 6600 GT的性能也了超越了GeForce FX 5800 Ultra，在新游戏中的表现甚至更为优秀。那么Kepler是否能再次上演这一奇迹？它又是通过怎样的方法，将效率大幅提升的呢？或许我们在2012年的第二个季度就能得出答案，请各位继续关注《微型计算机》为您带来的新报道。