聪明的“选择”，GTX Titan通用计算性能及其影响

巴郡甘兴霸

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　　从测试结果来看，开了双精度之后GTX Titan的DP性能相比GTX 680有七八倍的提升，比HD 7970 GE也高出30%左右，简直是翻天覆地的变化。

　　从前面的分析我们已经知道GK110架构更多的是为加速计算考虑的，因此大幅加强了双精度浮点运算性能，而GTX Titan是面向游戏市场的，用不到这么多的双精度性能，而且还会额外增加不必要的功耗，因此在驱动面板中NVIDIA留了一手，GTX Titan显卡的1/3双精度性能默认是关闭的。

　　在驱动面板的3D选项设置中可以找到CUDA-Double precision的设置，默认是None，可以开启为GeForce GTX Titan。

　　这个设置也不是凭空多出来的，虽然NVIDIA官方给出的规格表上Titan显卡的单精度CUDA核心是2688个，双精度CDUA核心是896个，单精度性能是4.5TFLOPS，双精度性能是1.3TFLOPS，FP64理论性能是FP32单精度的1/3，这是标准的GK110核心的能力，但在GTX Titan显卡上，896个双精度CUDA核心数量没变，但是实际运行频率只有原有值的1/8，双精度性能实际上还是单精度的1/24，与GK104还是一样的比率，只不过绝对值高了。

　　这种设置带来的后果就是驱动程序中开不开双精度选项对GTX Titan显卡在部分依赖双精度性能的测试中影响非常大，比如下面的OpenCL GPC Benchmark测试中。

双精度选项对性能的影响（点击放大）

　　在GPC Benchmark的双精度测试中，开与不开双精度选项的差距不是一星半点，开启之后性能至少有5-7倍的提高。

　　我们再来看看它与GTX 680以及HD 7970 GE显卡在GPGPU通用计算中的详细提升，测试都开启了双精度性能。

GTX Titan vs.GTX 680

　　几项测试中，不论单精度还是双精度都是GTX Titan显卡遥遥领先，特别是涉及双精度的测试中，Titan显卡比GTX 680都是八九倍的提升。

　　测试中的Luxmark 2.0本来也是考量双精度性能的，不过GTX Titan运行报错，跑不出结果，可能是软件不兼容吧。

　　与HD 7970 GE相比就得两方面来看，涉及双精度的测试中GTX Titan领先HD 7970 GE大约30以上，不过在数据加密相关的性能上就比不过HD 7970 GE。

对游戏的影响
　　既然双精度开关对GPU通用计算影响很大，那么对游戏性能是否会有影响呢？现在再来对比一下GTX Titan显卡的3DMark测试成绩吧。

不开双精度下的3DMark X得分（点击放大）

开双精度下的3DMark X得分（点击放大）

　　不开双精度下的3DMark X得分是5080，而开了之后是4466分，也就是说性能降低了12%，这其中的原因就是在于GPU Boost 2.0加速频率大大降低了，不开双精度的话其最高加速频率可达1019MHz，稳定频率在967MHz左右，而开了之后boost频率一直在降低，最高也只有862MHz，稳定运行频率只有849MHz。

　　受频率降低影响，3DMark测试中的整机功耗也有了变化，不开双精度时测得是330W，开了之后就只有319W，看起来跟前面的GPU加速测试的结果相反，但这主要是后者的频率大幅降低的缘故。

总结：
　　从两个测试中可以看出，驱动面板中的这个选项对GTX Titan显卡的双精度浮点性能影响非常大，可以说是翻天覆地的变化，不开的话根本不能与HD 7970 GE相比，开了之后就能反败为胜。

　　本来还想着用Luxmark的测试来对比双精度开关对功耗的影响，但是因为程序运行不起来，因此只用GPC Benchmark中的双精度测试简单对比了一下，不开双精度测试时观察到的峰值功耗是229W，开了之后看到的峰值功耗是237W，对整机功耗还是有一些影响的。

　　需要说明的是，GPC Benchmark的测试时间只有10秒钟左右，再加上功率仪上的数字一直是变动的，短时间观察到的功耗值太少，而用游戏测试的话得出的结果是功耗降低了，但这主要是因为boost加速频率降低了，并非是直接由双精度选项开关引起的，因此上述功耗值还不能准确反应双精度开关对功耗到底有多大影响。

　　不过我们可以从另外一个角度来想，商人总是要趋利避害的，NVIDIA默认关闭这个功能肯定权衡过利弊的，DP CUDA会消耗更多的资源，而这个功能对游戏显卡来说没什么必要，甚至会影响boost频率（因为温度及TDP双重限制），关闭这个功能只会有好处。

　　话说回来，普通玩家也没多少机会跑双精度相关的应用，即便真的增加了一些功耗，受影响的人也是寥寥无几，这个问题也没什么纠结了，NVIDIA把选择权交给了用户了，用得到就开，用不到就不需要管了。