NVIDIA的新型Maxwell GPU是否会彻底改变PC游戏？

如果您一直关注GPU市场，则可能会看到一些新卡的出现，甚至听说过有关Maxwell的炒作。麦克斯韦（Maxwell）是NVIDIA倍受赞誉的泰坦（Titan）。根据该架构推出了四款新卡，包括GTX 750，GTX 750 Ti，GTX 970和GTX 980。

Maxwell与以往的GPU设计相比有很大的不同，但有一些有趣之处。方式-新卡具有一些令人兴奋的新功能，包括VR性能调整和高效的光线跟踪形式。今天，我们将深入研究Maxwell的工作原理，它提供的优势以及这些优势对想要升级的PC游戏玩家意味着什么，无论是4K游戏，虚拟现实还是只是希望获得更好的外观Dota 2。

一切都与效率有关

从历史上看，大多数新架构都伴随着芯片缩小。芯片收缩率是芯片制造方式的一种变化，它可以使芯片更小，更精确地进行蚀刻，从而可以将更多的芯片封装到平方厘米的硅片上。在这种情况下，情况并非如此：Maxwell的雕刻工艺与以前的Kepler架构使用的是28纳米分辨率的光刻工艺相同，尽管NVIDIA继续致力于其新的20纳米工艺。 Maxwell的进步取而代之的是专注于处理器效率，从移动处理器中汲取灵感。

（大致）这是怎么回事：

根据他们在开普勒的开发经验，NVIDIA拆分了CUDA内核分成许多较小的块，每个块都有自己的命令逻辑。这样一来，单个内核在空闲状态下就可以完全关闭，从而使每瓦功率的设备性能提高一倍，并显着降低其发热量。这种方案已在NVIDIA的移动Tegra处理器产品线中使用。

这些卡可以也可以使用简单的散热器进一步超频，而无需液体冷却。与上一代相比，这就是新一代GPU大部分性能提升的来源-尽管NVIDIA还声称逻辑硬件的体系结构改进可以在给定的时钟频率下将每核性能提高35％。

提高的性能

事实证明，最新一轮的GPU性能相当好，尤其是在性价比方面。 GTX 980（〜550美元）和970（〜350美元）的股票位于G3D Mark Benchmark的第一和第三位，均击败了1300美元的Titan Black（升级为广受好评的Titan）–两者都将

低端卡也很适合自己，750（〜120美元）和750 Ti（〜130美元）都高居榜首。性价比图表。能够以低于150美元的价格买到坚固的中端显卡，对于将人们带入PC游戏领域来说尤其重要，尤其是当该显卡不需要电源升级时。

新功能

这不仅与基准有关！借助Maxwell，NVIDIA推出了一些新功能，这些新功能对于PC游戏来说非常令人兴奋。改进的三个主要方面是抗锯齿，光线跟踪和对虚拟现实的支持。并非所有这些功能都已经推出，但是它们正在开发中，其中许多功能将对我们玩游戏的方式产生重大影响。

抗锯齿是集合的一个术语用于消除由计算机图形的离散性质引起的伪影的技术。如果渲染到对象边缘上的像素，则光栅算法将报告该对象位于边缘上还是边缘上。结果是粗糙，锯齿状的边缘。解决方案是对每个像素进行几次采样，偏移量较小。结果，在对象的边缘处，有些样本最终落在对象的边缘上，而有些样本则没有-这样做可以使对象的边缘之间的混合更加清晰，并且使纹理表面从框架到表面看起来更加一致。帧。最终，大多数类型的抗锯齿归结为对某些像素进行多次采样。

MFAA是一种相对较新的类型的抗锯齿，它源于以下观察：大多数像素根本不会发生变化每一帧都这么多。换句话说，如果您在一帧前刚渲染几乎相同的像素，为什么要多次渲染相同的像素？ MFAA存储最后渲染的帧，并将其与当前帧合并，当严重冲突时（因为对象已充分移动），它将丢弃新信息。这样就可以以最小的额外计算开销获得更好的视觉效果。这种方法在游戏帧率高时最好用，以最大程度地减少帧之间的差异。

Maxwell现在支持MFAA，它提供了高性能的抗锯齿模式，可以帮助提高可使用的视觉质量标准控制台和低端PC。

计算机图形学中的一个困难问题与光如何从一个表面移动到另一个表面有关。投射硬阴影在计算上很简单，但是细微的效果可能很难复制。大多数现代游戏忽略的一个影响是光在表面之间的移动：颜色渗出，物体彼此接触会产生细微的阴影，使它们在世界上接地。这些阴影可以被烘焙，但是它们不能用于动态或反射性物体或靠近移动的灯光。

不幸的是，实时计算这些效果可能会非常昂贵。解决此问题的一种方法是使用一种称为体素化的技术来生成场景的简化版本，可以通过算法对其进行有效解析。该简化版本可以快速为场景提供逼真的实时照明。 Maxwell为此过程提供了硬件支持。

虚拟现实是最令人兴奋的游戏技术之一，NVIDIA宣布了许多VR特定功能正在开发中，其中包括低延迟模式，单GPU每眼SLI渲染和异步时间扭曲。低延迟模式对于使面部图像随着头部的运动而流畅地变化至关重要。

Per-eye-SLI使您可以使用多个GPU的功能，而通常不会出现延迟

异步时间扭曲原本是约翰·卡马克（John Carmack）的大脑孩子之一，它是一种技术，它允许驾驶员将渲染的帧重新投影到新的视角（使用产生的深度图由渲染器作为转换的基础）。换句话说，异步时间扭曲可让用户在单个渲染帧中“环顾四周"，即使该渲染尚未产生新的图像。这使头部运动与渲染脱钩，无论帧速下降多低，头部运动都可以保持流畅，这对于避免在帧速下降期间出现VR病至关重要。这些功能尚不可用，但NVIDIA向我们保证了驱动程序正在开发中。

进化的飞跃—目前为止

最高端的Maxwell GPU居性能榜首，但没有很多。它所展示的大多数进步都是微妙的效率提升。这些仍然是非常有价值的，并且可以将高性能游戏带给更广泛的用户群。除此之外，新的VR和渲染功能非常酷，值得一提。也就是说，与以前的最新技术相比，性能的提升并不是很大：我们并不是真正在谈论通过计算提高可能性。这将不得不等待大型的供应商超频，或者稍后（如果我们非常幸运的话）等待20nm版本的Maxwell。无论哪种方式，GPU技术的未来都是令人兴奋的，人们对它的发展方向非常感兴趣。

图片由NVIDIA