NVIDIA承认GTX 970显卡规格有误？

近日，关于GTX 970显卡只能使用3.5GB显存的讨论如火如荼。昨天，边肖也验证了这个问题。在一些游戏中，存在GTX 970只使用3.5GB显存的问题。英伟达也对此进行了解释，称这是因为设计。但是官方的回答并没有详细解释为什么会这样做，现在这个问题的内幕已经被挖掘出来了，NVIDIA在GTX 970显卡的规格上存在错误，其ROP单元及L2缓存并非当初所说的那样，而是做了精简。.

Anandtech网站对GTX 970显卡的3.5GB显存进行了深入研究，并在与NVIDIA讨论后澄清了一些存在的问题。原文很长，技术性很强。让我们简单看看这个问题是如何发生的。

GTX 970规格修正：ROP及L2缓存有精简

首先要澄清的问题是，英伟达在官方文件中介绍的GTX 970规格有误，和GTX 980一样使用GM204核心。英伟达只说其SMM单元采用三组屏蔽降低功耗，预留7GHz GDDR5视频内存、256位宽、64 ROP单元，其实有些规格是错误的。

GTX 970视频内存异常背后肯定有规格差异。现在NVIDIA已经承认GTX 970原来的规格不对，四个ROP/视频内存控制分区中有一个实际禁用了，所以它的实际ROP单元只有56，L2缓存是1.75MB，而不是原来说的2MB，少了1/8。不过视频内存控制器没变，确实是256位宽，4GB。

GTX 970禁用三组SMM单位，一些单位的功能也受到影响。

部分禁用ROP/视频内存主控的功能是Maxwell架构上的一个新功能，后面会在原文中介绍。

这是英伟达文档中介绍的GTX 970规范。

至于为什么会出现这个错误，英伟达解释说是偶然，这些文件都是英伟达的技术销售团队做的。(PPT制作人这次惨了？)

说明NVIDIA的技术销售团队在制作评测指南时，并没有意识到Maxwell架构具有上述“部分禁止”的功能。他们知道GTX 970是256位宽，却不知道ROP单元和2MB L2缓存可以独立禁止。因此，他们制作的文件中的错误在英伟达各部门和通过媒体传播。

这个问题在过去的4个月里没有被发现，直到本月早些时候英伟达开始调查GTX 970视频内存寻址的问题才被注意到。

英伟达现在无疑是在做危机公关。Anandtech表示，考虑到NVIDIA并不是第一家在危机公关中撒谎的公司，他们应该相信他们吗？Anandtech网站给出的答案是：可以。(这里有点晕。不知道是真的相信还是嘲讽NVIDIA。反正我不信。就算之前NVIDIA真的发现了问题，恐怕也不会主动说出来，尤其是没有问题的话，现在我不得不说出来。)

当然，Anandtech网站也有反映，这些问题之前也透露了一些线索。例如，英伟达的CUDA DeviceQuery工具曾报告过，GTX 970显卡的L2缓存为1.75MB，而GTX 980的缓存为2MB。

以前的工具也报告过GTX 970 L2缓存变薄。

GPU-Z等第三方软件检测不到这个问题。

GPU-Z、AIDA64等第三方软件没有意识到这种情况，所以无法检测到这个问题。最新版本的GPU-Z 0.8.1仍然显示64个ROP单元。

深度解析：Maxwell架构的显存交叉及ROP分区

问题是GTX 970(只有GTX 970)。之前编的验证文章中GTX 760和GTX 960显示的降速原因其实和这里的不一样。)，因为NVIDIA只是开始禁用Maxwell架构中的一些ROP/视频内存主分区，这在之前的开普勒和更早的架构中是没有的。而GTX 970禁用部分分区，因此其行为在理论上不同于GTX 980或麦克斯韦架构。

NVIDIA之前的优艾设计网_平面设计解释也提到了这一点。禁用部分单元导致GTX 970 ROP/内存主分区不平衡，因此NVIDIA设计了内存分区，3.5GB分区为高性能分区，0.5GB分区包含剩余的视频内存，性能稍低。

为了更好地理解上述差异，我们应该首先了解麦克斯韦架构的内存交叉开关，看看它们是如何工作的。

GTX 970显卡内存交叉问题。

NVIDIA在上图中解释了Maxwell架构的内存交叉布局，特别是如何配置GTX 970。交叉杆上有16组SMM单元，交叉杆下有4组ROP/主分区。每个分区都分配给一个特定的ROP/L2高速缓存单元和内存主机。需要注意的是，GTX 970屏蔽的三组SMM单元并不是1/3/5组那么简单，L2缓存也不是最后一组屏蔽的。不过这是示意图，不需要考虑哪些单元屏蔽。

上面的示意图显示了SMM装置和ROP/主控分区是如何通过Crossbar连接的。内存分区主要与ROP/主控分区有关，而SMM单元与GTX 970显卡的内存分配无关。

sbar将他们联系在一起，而Croosbar只跟ROP/主控分区有关。

说到ROP/主控分区，这是Maxwell架构上的新功能。之前的Kepler架构上，ROP/MC分区只有完全禁用和完全不禁用两种选择——要么关闭整个分区，要么都不能关。而在Maxwell架构上，NVIDIA可以通过分区来独立禁用ROP/L2单元，允许1、2个单元禁用。这实际上引入了第三种可能——部分开启的ROP/MC分区，可由1组ROP/L2单元、2组内存主控支持，而与此同时，内存主控依然是一体的，禁用他们中的1个就会导致整个主控被禁用。

Kepler与Maxwell架构的区别

这就是GTX 970显卡的情况，这是Maxwell架构首次使用这种部分禁用的新功能，NVIDIA禁用了1组ROP/L2缓存单元，去掉了8个ROP单元（或者说是1组8pixel/clock的单元）以及256KB L2缓存，这就是GTX 970为什么只有56个ROP单元、1.75MB L2缓存的来源。

与此同时，这还有一个新功能，但它只有在禁用部分分区时才会激活——这就是第一、第二个ROP分区之间的Link通。通常每个ROP/L2单元都需要1个接口连接到Crossbar，同时需要1个Link连接到它自己的32位显存控制器通道中。不过GTX 970禁用了1组ROP/L2单元，所以临近的Link（buddy link）开始发挥作用，这是Maxwell架构能够禁用部分分区的关键，它能让第二个只有一半的显存主控保持激活状态。

这个Link只有在ROP/L2单元被禁用时才会需要被激活，NVIDIA确认它跟正常的ROP/L2单元到MC主控的link一样都是全带宽的，每周期可以执行4个32bytes要求（2读2写）。总之，这个Link是保证禁用部分分区功能的关键，它也使得在缺少了1组ROP/L2单元之后还能使用完整256bit位宽成为了可能。

与GPU执行每个操作类似，内存读取也会支持并行操作以提高吞吐量。在GTX 980这样完整的的显卡上，这些操作是以1KB的步幅匹配于所有内存控制器的。为了实现这个设计，每个32bit内存通道都需要通过自己的ROP/L2单元用一个直接的Link连接Crossbar。在GTX 970上，它有7个Crossbar接口和8个内存通道。

最后，由于Crossbar和内存主控的设计，1个Crossbar接口不能承载2个内存通道的完全负载，Crossbar和它自己的ROP/L2单元可以同时连接两个内存通道，分裂4个算法，不过同时只有1个读取返回总线，因此实际情况中它只能读取1个内存通道。

（看到这里，很多人可能还是不明白到底咋回事，还是直接来说吧）

正因为此，NVIDIA才将GTX 970显卡的显存分为两个分区，正常的3.5GB和另外的500MB分区，前面的3.5GB部分，其功能跟正常的GTX 980显卡是一样的，以1KB步进匹配7个Crossbar接口，因此有7个DRAM模块。第八个DRAM模组包含500MB分区，需要自己的Crossbar。

这就是为什么GTX 970显卡的224GB/s带宽是技术上正确的，但3.5GB部分显存的带宽是196GB/s（7GHz*7port*32bit），而500MB那部分读取速度是28GB/s，但这二者不是同时读取的，这实际上是一个XOR（亦或）的情况。进一步来讲，由于500MB显存那部分不能跟3.5GB那部分同时读取，这又进一步导致显卡的等效带宽太低了，使用的500MB部分显存越多，3.5GB部分显存的等效带宽就会越低。

最终的结果就是GTX 970拥有独一无二的显存布局，需要操作系统及NVIDIA的驱动优化，因为3.5GB部分的显存相比另外的500MB部分更大，更快，更好。这500MB部分的显存逻辑上来看相当于VRAM与系统内存之间的缓存，它的速度比3.5GB部分更慢，不过依然是PCI-E总线到内存的带宽的2倍。

GTX 970是NVIDIA首次使用ROP/MC主控分区的产品，不过这并不是NVIDIA首次次用分区内存或者非对称内存配置了。从GTX 500系列NVIDIA就开始应用非对称/异构内存配置了，特别是在GTX 660及GTX 660 Ti上了。这些显卡上使用了192bit位宽，但搭配了2GB显存，这也意味着有些内存主控会比其他主控连着更多VRAM。

最终的结果也是类似的，不过NVIDIA从来没有深度解释这些显卡的内存寻址，看起来跟GTX 970的情况很类似。与其说NVIDIA有过多次这样的经验，不如说这是NVIDIA首次在GTX 970这样的高端显卡上使用这种方式。

GTX 660 Ti上使用过类似的异构内存

至于为什么NVIDIA要这么做，问题的关键显然是成本和良率。如果没有这样部分禁用的能力，NVIDIA要么就只能使用功能完整的分区——这会减少良率进而提升成本，要么就只能直接禁用整个分区，这又会损失额外的ROP、内存及内存主控。现在这种细粒度调整允许NVIDIA更好地控制坏的芯片，调节部分单元再推向市场，

往大的方面说，取决于你如何定义GTX 970的显存容量，它可以说是3.5GB显存的，也可以说是4GB显存的，其中只有前面的3.5GB是全速的，这也是软件最想用的那部分。不过512MB那部分分区也是有意义的，虽然性能比3.5GB部分低，但它依然比PCI-E到住内存的带宽更高，GTX 970依然可以使用完整的4GB显存。

这意味着两种说法都是正确的，这就跟其他现代技术具备多方面因素一样，真正的答案往往比单一因素更复杂。

总结：

限于时间和篇幅，原文我只翻了前面两页，主要解释了GTX 970为什么有规格错误以及3.5GB+500MB内存分区到底是怎么来的。如有错误之处，还请读者多多指出。

GTX 970显卡发布4个多月了，现在NVIDIA才指出是技术销售团队在制作文档时犯错了，这个解释不知道大家相信不？

这里也解释了GTX 970的分区内存到底怎么来的，技术问题大家了解一下就好了，愿意深究的可以去详细阅读原文。至于GTX 970的分区内存到底有多大影响，昨天官方有公布过测试了，小编也体验过了，算起来影响确实不大，只不过消费者是否介意这个问题，还得看每个人的想法了，GTX 970的4GB内存确实可用，但有1/8的部分性能差，心里确实会有个疙瘩。