GeForce GTX 1080首发评测 缔造性能神话(5)

第四代delta色彩压缩技术

　　显存压缩技术对于提高显卡性能是很有帮助的。同之前的NVIDIAGPU一样，全新的GTX1080也采用了这样一种无损压缩技术。这种技术有以下几点好处：减少显存数据写入量；减少数据从显存到GPU二级缓存的数据传输量，有效增加了GPU二级缓存的容量以及降低纹理单元和帧缓存间的数据传输量。

第四代delta色彩压缩技术

　　显存压缩技术中最重要的一种就是“delta色彩压缩技术”，这种技术让GPU计算每一个块中像素的差异，然后将相同色彩的像素信息进行压缩，在极端状况下，压缩储存后的参考像素还不及未经压缩像素一半的大小，这无疑大大减小了数据传输量。

GTX1080有效带宽可达GTX980的1.7倍

　　GTX1080搭载了全新的增强型delta色彩压缩技术，可以更高效地实现2:1的压缩比，同时，全新的4:1、8：1高压缩比模式也已被GTX1080所采用，这使得显存利用率再次达到一个新高度，相当于等效提升了对应比例的显存带宽。第四代delta色彩压缩技术同上代相比能够减少20%的有效带宽，再配合上GTX1080率先使用的10Gbps速率的GDDR5X显存，最终使得其有效显存带宽是上代GTX980的1.7倍。

异步运算技术

　　从传统角度上看，GPU主要承担的任务是图形渲染，系统会将待处理的工作按照指定流程传递给GPU，以便让图像能够以正确的顺序显示出来，这点对于图形渲染来说非常重要。而现如今随着GPU功能的不断挖掘以及架构的不断升级，许多计算、复制的工作也会交由GPU来做，如果仍然只有一条序列的话，渲染、计算、复制三项任务将会互相抢占，造成“交通拥堵”，运行效率自然大打折扣。因此多条序列分别处理渲染、计算、复制等工作才能大大提升GPU效率，这种技术就是异步运算技术。

　　说起异步运算技术，大家可能会首先想到AMD的GCN架构，GCN的异步着色器技术让GCN架构的A卡在DX12中拥有了出色的性能表现。随着DX12时代的全面到来，NVIDIA的全新GTX1080自然也是在异步运算上狠下功夫。官方宣称，GTX1080有着完全的异构计算能力，借助异构着色器，GPU可以并行处理多任务，而非按优先级进行候选或者抢占。

动态负载平衡技术

　　首先为大家介绍的是Pascal架构引入的全新技术――动态负载平衡。为了让大家能够更直观地了解这项技术，我们看上面这张图：横坐标是时间，纵坐标是GPU资源分配百分比，浅绿色是图形工作量，深绿色部分是计算工作量，而灰色斜纹部分为空闲。首先看上半部分的静态平衡，如果计算工作量所需的时间比图形工作量的时间长，而两个工作需要同时完成才能进行新的工作，那么进行图形工作的GPU就会有一部分闲置出来，这就浪费了GPU的性能；接着我们看下图的动态平衡，当计算工作量先完成时，负责计算工作的GPU资源就会去帮助完成剩余的图形工作，这样就不会有闲置的GPU资源，并且大大降低了工作所需的时间，这就是Pascal的动态负载平衡技术。

Pascal架构的抢占技术

　　然后是有关GPU抢占的技术。了解VR的朋友们一定听说过“异步时间扭曲”技术，异步时间扭曲是指在一个线程（称为ATW线程）中进行处理，这个线程和渲染线程平行运行（异步），在每次同步之前，ATW线程根据渲染线程的最后一帧生成一个新的帧。（有关异步时间扭曲的知识请参见《小菜硬件杂谈说说VR里的异步时间扭曲》）实现异步时间扭曲需要GPU支持合理的抢占粒度，那么抢占指的是什么意思呢？所谓抢占，就是指为了使重要工作得以快速运行，GPU会选择性关闭不太重要的工作，从而提高重要工作的运行效率。Pascal架构是史上首个支持像素级抢占的GPU架构，当接收抢占请求时，Pascal的图形单元会记录下那些优先级较低的工作被中断时的位置，优先处理那些重要的工作；当抢占结束后，其余的工作从之前被中断的位置开始继续执行。

抢占在VR中的应用――异步时间扭曲（ATW）技术

　　Pascal的抢占不仅作用于图形工作中，在计算工作中也可以实现。线程级的抢占和像素级抢占的实现方式类似，都是停下当前优先级较低的线程块的工作，去支援优先级较高的SMs运算线程，当抢占结束后，从之前中断的地方开始继续计算工作。对于游戏来说，像素级抢占和线程级抢占相结合让Pascal架构GPU可以以极快的速度和最小的性能开销实现抢占，同时对于CUDA计算任务，Pascal也可以以最好的抢占粒度去实现抢占。

FastSync技术

　　FastSync是一种替代传统垂直同步的防止画面撕裂的技术。同V-Sync不同的是，开启FastSync后，在做到防止画面撕裂的同时能够不降低显卡的性能，也就是说FastSync能够实现V-Sync开启时的流畅画面，并且有着如同未开启V-Sync一样的低延迟。从下图可以看出，FastSync的延迟仅比关闭V-Sync时的延迟多了8ms，这点差距还是十分令人满意的。最后，FastSync技术可以搭配G-Sync技术一起使用，为玩家带来更好的视觉效果。

FastSync和V-Sync延迟对比

全新高带宽桥接器

　　同GTX1080问世的还有NVIDIA全新设计的SLI桥接器。使用传统的桥接器进行双卡互联时只需要连接每张卡上的一根SLI金手指即可，而这种全新的桥接器需要同时连接GTX1080上的两根SLI金手指，以提高GPU之间的数据传输带宽。这个全新的SLI桥接器叫做“NewSLIHBBridge”，使用这个全新的桥接器时，GTX1080的SLI接口运行在650MHz，而传统的桥接器搭配之前的GPU只能运行在400MHz。

NewSLIHBBridge

　　GTX1080的全新SLI系统能够提供上代GPUSLI系统2倍的带宽，这对于4K或5K这样的高分辨率及环绕输出尤为重要。而且全新的桥接器可以实现更平滑的画面输出，在游戏中能够为玩家带来更顺畅的游戏体验。不过遗憾的是，由于全新的桥接器需要使用两根SLI金手指才能工作，因此使用NewSLIHBBridge的GTX1080只能实现双卡SLI。

GPUBoost3.0

　　GPUBoost是NVIDIA推出的GPU动态提速技术，能够在TDP允许的范围内，尽可能地提高GPU运行频率，进而提升GPU工作效率。全新的GTX1080为我们带来了这个技术的最新升级版――GPUBoost3.0。GPUBoost3.0可以设置各个电压点的频率偏移。GPUBoost2.0及以前的版本只能实现固定的频率偏移，也就是说频率的提升只能呈线性的方式，提升后的频率无法达到此电压下对应的最大频率。

GPUBoost2.0与3.0之间的区别

　　GPUBoost3.0就很好地解决了这个问题，频率偏移可以对应到单个电压点，而不是像之前的线性相关，这样就可以使得GPU的频率达到该电压下所能实现的最大值，大大提升了GPUBoost的效果。全新的GPUBoost3.0还能与超频软件相结合，让玩家可以手动调整频率偏移曲线，来达到理想的GPU频率。