完整 MAXWELL 核心登場，NVIDIA GEFORCE GTX TITAN X 顯示卡實測

在 Maxwell 推出數月後，NVIDIA 終於將完整版核心公諸於世，就讓我們來看看，是否能打破 4K 單卡瓶頸。

Maxwell 架構主要是針對前代 Kepler 架構的不足處進行改良，同時也針對目前記憶體頻寬不足的部份進行最佳化，提供更優異的記憶體管理。



GM200 主要增強的部份有三，其一為 CUDA Cores 將會從原先的 GM204 中的 16 組共 2048 個增加至 24 組共 3072 個。其二是 Memory Bus 從 256 bit 增加為 384 bit，容量上也從原先的 4GB 大幅增加至 12GB。其三則是在 Noise 部分細分為 Fan Noise 與 Board Noise，主要因應高頻下元件震動上所產生的噪音進行調整，將採用高頻元件進行濾波，降低高頻音的問題。





卡的設計上也有別於以往 TITAN 系列，這次導入超頻元素，NVIDIA 內部實測結果顯示可以輕鬆藉由離心扇散熱器達到 1.4GHz，這點在之前的 TITAN 家族中都是前所未見的表現。

然而，我們覺得這部分並非這張顯示卡的重點。

有別其餘 GeForce 系列顯示卡大多採開放第三方廠商自製，TITAN 家族一直以來都被禁止廠商自行設計，或者按照公板設計微調，僅開放 BIOS 微調與 Cooler Bundle 的折衷方式。不過在我們之前對於 TITAN 系列顯示卡進行測試的結果，大多面臨到 TGP 不足的問題，當然在這部份，NVIDIA 自己也做了許多調整，我們將會在文章內容中為各位讀者解析。

首先，先來談談散熱器。



NVIDIA 其實在 TITAN 家族一推出，就已經確立未來都會使用離心扇或者全金屬結構作為主要素材，這點其實不難從各代產品看出。唯一一個例外的產品為雙核心的 TITAN-Z，採用軸流扇，但大體仍然維持全金屬造型，且該設計主要為了配合雙核心所變更。

採用這種設計的好處則有二，其一為離心扇能夠相容於大部分惡劣環境，僅需要些許細縫讓冷空氣吸入即可保持極高的解熱能力。其二則是金屬結構，除了在穩固性上面較以往塑料外殼更堅固之外，也提供一部分被動散熱能力，搭配離心結構事半功倍。

不過這種設計也是有相當大缺點，除了在售價上，每一個產品若有微小差異，就必須要重新開模反映在終端售價上。另一問題即是 PCB 上元件限制多，由於需要考量風道暢通，並沒有辦法使用大型元件，若要保持相同電子特性的條件下，整張顯示卡的造價相對高昂。

GeForce GTX TITAN X 在這次也面臨到許多人常提到是否為省料版，原因在 GTX 980 附有背板，反倒是 GTX TITAN X 上怎麼被取消了？主要原因為 Airflow 上的考量，GTX 980 TDP 僅 165W，而 GTX TITAN X 則是提昇至 250W，為了確保多卡環境下能夠擁有最大入風量，因而取消背板。這點在 GTX 980 背板上接近末端處出現可移除的結構設計中得到驗證，該設計即是為了多卡環境下而作，使用多卡時需將之移除，確保入風量足夠，帶來穩定的冷空氣交換。



透過 BIOS 設定，我們可以發現 GTX TITAN X 並沒有提供風扇停轉功能，在 61 度時轉速會達到 1050 轉，約 30%，在 81.41 度時則是會提昇至 1900 轉，約 52%；在 90.91 度時，則是會達到最高 4800 轉。沒有停轉機制的主要原因在 TDP 已經達到 250W，為了確保穩定性，因而取消停轉機制。

PCB 採用長卡設計，長度約為 266mm，比起 ATX 寬幅 244mm 要多上一點，不過在機殼相容性上仍然可以安裝於大部分機殼中。



整體供電迴路採 6 + 2 + 1 相設計，比起之前的 GTX 980 僅 4 + 1 + 1 相要來的高上許多。

核心迴路由 8 顆 Fairchild FDMF6820A DrMOS 搭配 ON-Semi NCP81174 控制器，不過由於主控最高僅支援 4 相控制，NVIDIA 在小子板上面增加了 3 顆 NCP81162 Doubler。這部份一樣是依循 NVIDIA 在 Maxwell 架構下的鎖定控制器的策略，但可以發現在 PCB 下緣有一處空焊點，共 48 pin，這部份可能是 NVIDIA 有準備另一套 Power Solution，用來省去這麼繁瑣的晶片組合。



另外在 DrMOS 的部份，或許很多讀者可能會覺得怎麼會是 8 顆但卻只有 6 相，主要原因在 NVIDIA 許多公板卡上，都會做 Power Balancing 的設計。能夠減緩各 Input 的電流量，在接近滿載時可以透過切換的方式，抽取其餘 Source 來降低單一 Input 的負載量。



記憶體迴路採用 1H1L（NTMFS4C08N、NTMFS4983NF），搭配 NCP81172 組成，另外在高頻濾波的部份全數採用鉭質電容，這點是針對 GTX 970 上所出現的 Borad Noise 所進行的改進，將能夠有效減少高頻狀況下所產生的元件噪音。

PEXVDD 則是採用 Switching 設計，主因在 Linear Regulator 因為是由核心供電迴路降壓而來，能夠提供的電流與電壓部分受到限制，在超頻或者供電穩定性上，都較 Linear Regulator 更好。

電源輸入埠則是採用 PCIe 6 + 8pin 設計，主要配合 TGP 提昇至 250W。







NVIDIA GeForce GTX TITAN X BIOS 參數：

TGP：250 / 275W max

PCIe Rail：66 / 75W max

PCIe 6pin Rail：87 / 108W max

PCIe 8pin Rail：162 / 175W max

TDP：225W（官方寫 250W，BIOS 內實際寫入參數為 225W）

ASIC Quality：69.0%

Power Target Limit：10%

Voltage Range：1.155V + 112mV

Real Voltage Limit：1.243V

BIOS 中，可以看到設定上非常怪異，除了 PCIe Slot 按照 PCI-SIG 標準規範之外。在 PCIe 6、8pin 上都是超標的狀況，且幅度並不小。手動提昇 Power Limit 後，可以達到 PCIe 6pin 108W 與 PCIe 8pin 175W 的幅度，這點在使用較差等級的 PSU 恐怕會造成線材燒毀的隱憂。