八核+七卡！泡泡网DIY个人超级计算机

    泡泡网显卡频道11月21日 自从一代经典GeForce 8800GT之后，在中高端显卡上我们很难再见到单槽设计的版本了，双槽早已成为标配，三槽甚至巨型散热器都见怪不怪了，高端显卡似乎只有搭配巨型散热器才拿得出手，显卡的散热解决方案进入了一个怪圈。

    GPU集成的晶体管数越来越多，导致功耗和发热量大增，传统单槽散热器因为散热面积有限，难以胜任动辄几百瓦功率的要求，因此多槽散热成为必然。不过GPU的工艺制程一直在不断升级改进，新工艺能够缩小GPU核心面积，并降低工作电压，从而很好的控制功耗和发热。

    就拿NVIDIA的中高端主力GTX260+来说，在55nm工艺的帮助下，新版不但性能提升显著，而且功耗和发热下降不少。但由于各大厂商依然使用老的GTX260设计方案，新核心的优势不但没有发挥出来，反而变本加厉的通过增加供电相数、安装巨型散热器的方式让显卡看上去更“威猛”，这种本末倒置的做法其实并没有给消费者带来多少好处。

    国内AIC影驰则打破常规，从设计之初就通过优化供电模块、适当降低电压的方式，控制了显卡的功耗，而散热器则使用了全新的定制版本，全球首款单槽设计的GTX260+就此诞生！

    单槽的设计使得我们可以在一台电脑中插入七片影驰GTX260+无双版，再搭配四核八线程的Core i7处理器，“八核+七卡”的配置在性能上足以媲美超级计算机，那么如此强悍复杂的配置该如何使用呢？他们到底能否长期稳定工作？性能如何呢？

● 难以想象的轻薄！影驰GTX260+无双版外观赏析

    当大家习惯了高端显卡默认双槽的设计方案之后，第一眼看到影驰GTX260+无双版时，只能用惊艳二字来形容。

    纤细身材、简约高雅、精致外观——影驰GTX260+无双版绝对是非公版显卡中的典范，浑然一体的设计使得该卡特色鲜明，整体造型不输给NVIDIA和ATI的公版卡。

    美中不足的是，这个铝合金外壳只覆盖了散热器表面，未能将输出接口也囊括进去，否则GTX260+无双版一体式的造型将会更加精美。

    输出接口也非常简约，使用率越来越高的HDMI无需转接直接提供，Dual-Link DVI加装了金属屏蔽罩，保证30寸显示器超高分辨率输出，DVI也可以转接支持D-SUB，挡板还有剩余空间所以保留了并不常用的S-Video。

● 完全超越NV公版！影驰GTX260+无双版PCB做工用料解析

    GTX260(+)总共有三种公版PCB，NVIDIA经历了三次缩水才将显卡降至千元价位，当然这其中55nm工艺功不可没。事实上显卡做工再好都没用，更低的功耗与发热对于消费者来说才是最实在的。

从上至下分别是P651、P654、P897版GTX260+

影驰GTX260+无双版

    影驰GTX260+无双版的做工和用料虽然不及前两种公版，但比最后一种P897公版还是要强很多，全固态电容、磁蔽电感、清晰合理的布局看起来有赏心悦目的感觉。

  

    GT200核心和NVIO芯片就无需多言了。显存方面，GTX260+无双版使用的是现代H5RS5223CFR-N2C颗粒，14颗全部分布在PCB正面，散热无需担忧。尾号N2C的显存是0.8ns的颗粒，理论频率可达2400MHz，不过GTX260+的默认频率完全按照公版标准，核心/流处理器/显存分别为576/1242/2000MHz，这意味着该卡拥有不小的超频潜力。

    供电模块设计非常整齐紧密，这是考虑到安装MOS散热片的需要，同时也保证了显卡体积不会太大，并与单槽散热器很好的兼容。

● 纯铜散热片+真空腔均热板！影驰GTX260+无双版散热器拆解

    影驰GTX260+无双版最大的亮点就是全球优异单槽设计，因此这个单槽散热器值得仔细研究一番，看看它有何德何能胆敢压制近200W TDP的GPU。

    取下散热器，从底部来看似乎并无过人之处，结构类似于GeForce 6/7时代的公版散热器，能够将核心、显存、NVIO三大芯片全方位照顾到。

    取下散热器面罩之后，就可以发现原来整块散热片都是纯铜的，采用精良的回流焊工艺制造出了密密麻麻的散热片，通过侧吹式方案带走GPU热量。铜的热传导率远高于铝，但成本很高而且密度很大。所以影驰GTX260+无双版虽然体积很苗条，但重量甚至比很多双槽GTX260+还要大！

    可以看到，在纯铜散热片底部，并不是普通的铜底或者热管，而是一块超大面积的真空腔均热板，它负责把GPU的热量迅速传递给每一张散热鳍片，使得热量平均分布，提高散热效率。

    大家都知道GTX 260这样的显卡，NVIO芯片散热也是需要考虑的。但受限于体积，不可能为它单独设计散热片。而且，显存同样需要散热，所以散热器外壳采用了一体式设计，兼顾显存、NVIO芯片散热。而且铝基板采用了精度高的压铸工艺，保证散热的同时，机构强度高，刚性好，无需为显卡设计防变形金属条。

    供电部分因为电容和电感体积较大的关系，一体式散热片不能延伸至发热很大的MOS部分，因此这块单独安装了铝制散热片，散热器出风经过此处可以辅助散热。

    通过图片可以看到，这款单槽散热器的成本并不低，为了严格控制体积付出了很多努力。正是由于优秀的风道设计、密集的纯铜散热片、大面积真空腔均热板，因此影驰GTX260+无双版才能以单槽设计压制高端GPU。

● 单槽散热靠谱吗？影驰GTX260+无双版温度测试

    硬件配置上确实很强大，但实际散热能力究竟如何呢，风扇转速高不高、噪音大不大？我们还是通过实际测试来检验吧。

    首先，在启动的那一瞬间，GTX260+无双有点象NVIDIA高端公版卡，部分笔记本电脑也是这样设计——风扇全速运转。不过，显卡自检的一瞬间过去后，显卡就恢复了低速转速，即便是满载也没有出现过全速转动情况。整体来看，显卡可以说是比较安静的，噪音控制的不错。

    运行FURMARK稳定性测试，分辨率设置为1280×1024，长时间运行，显卡始终工作在40%转速下，噪音非常小。而在温度方面，最高温度在82度。尽管这样的温度在笔者了解到的GTX260中算是比较高。但单槽散热能以很低的噪音保证显卡的长期稳定运行，的确难能可贵。

    在实际游戏《街霸4》BENCHMARK循环测试中，显卡的负载明显没有Furmark那么苛刻，此时GPU温度一直保持在68度刻度线以下，看来正常用的时候，显卡温度还是比较低的。

    在把风扇手动调味全速情况下，显卡空载温度迅速降到了42度。然后运行FURAMRK稳定性测试，来模拟显卡极限满载运行。这时候，显卡温度最高不超过70度，看来高转速模式下的散热能力还是很强的，但此时噪音很大，除非有特殊需要否则不推荐强制全速，因为显卡风扇支持PWM温控技术，在高温下会自动加速。

    综合来看，GTX 260+无双几乎在整个运行过程中都比较安静，噪音也比较小，符合影驰官方宣称的低噪音；在散热效率方面，风扇低转速时显卡满负荷最高温只有80度左右，并不高，而长时间运行大型3D游戏，显卡温度低于70度，可以说是比较凉快。在全球最薄的体积下，实现又凉又静，可以说是很难得，散热出色设计可见一斑。

● 单槽的极致用法！超级计算机平台登场

    单槽的设计使得我们可以在一台电脑中插入七片影驰GTX260+无双版，当然需要特殊的主板才可以，一般的高端主板最多能插入3-4块显卡。笔者所使用的主板就是华硕的P6T7 WS SuperComputer（X58）主板，从型号上就可以看出定位于工作站，专门用于组建个人超级计算机。

  

    ASUS P6T7 WS SuperComputer是一块标准的X58+ICH10R主板，支持LGA1366接口的Core i7处理器以及三通道DDR3内存。与普通X58主板不同的是，这款主板没有提供任何普通PCI或PCI-E X1插槽，全部七条都是PCIE-E X16接口，最多可以插上七片显卡。

    X58北桥内建32条PCI-E通道，最多能提供4条PCI-E X8接口供显卡使用，那么这7条插槽从何而来呢？秘密就藏在这个一体式散热片下面：

    原来华硕在主板上一次性整合了两颗nForce 200芯片，每颗都可以将16条PCI-E通道桥接成32条通道，这样X58北桥的32条PCI-E通道就变成了64条，最终提供16+8+8+8+8+8+8这样的七条PCI-E插槽，如果不是主板PCB空间不够用的话，相信设计8条PCI-E X8插槽也没问题。

    PCI-E 2.0的带宽是1.0的两倍，因此PCI-E X8绝对不会限制当今主流中高端显卡的性能发挥，同时插7片显卡不成问题。

● 绝对不是作秀！七卡互联效果显著稳定如初

    NVIDIA的驱动对多卡互联有限制，最多只能支持三卡互联，也就是3-Way SLI，如果是Quad SLI的话，必须是两片9800GX2或者GTX295这样的双核心显卡才能开启。

    而且三路SLI必须使用专用的三路桥接器才能在驱动当中开启，多余的显卡被孤立，最多只能允许一片当作物理加速卡使用。因此对于游戏玩家来说，只需要四片显卡就够了，更多的话毫无用处。

    那么我们插满七块显卡有什么用呢？连SLI桥都没办法插（像交火那样级联是无效的），仅仅是作秀、看上去壮观而已？当然不是！除了游戏外，我们应该把目光转移到CUDA通用计算上面来，大规模并行计算并不需要显卡协同工作，不需要SLI桥相连，更不需要驱动对多卡支持……

    因为并行计算本身就是多线程多任务模式，如果软件自身能支持多GPU的话，就能自动将任务均分给每颗GPU运算，最后合并起来达到加速的目的。如果软件不支持多GPU的话，可以同时开启多个软件分别指定不同的GPU来运算，同样可以让性能倍增，道理与四核CPU同时跑四个SuperPi一样！

    七卡并行计算的注意事项：

• 必须关闭SLI；
• 必须在六块从卡上扩展桌面，确保每块显卡都处于激活状态；
• Vista不支持扩展桌面，必须连接显示器或者欺骗的方式才能激活从卡，XP对于多卡支持最好、Win7次之，建议使用64bit系统；
• 主卡负载不宜过高（不要开启3D或者硬件加速程序），否则容易失去响应；
• 电源和散热是个大问题；

    经过笔者反复测试，7片影驰GTX260+完全可以同时稳定运行，七卡同时跑了整整一个晚上第二天上班依然稳定如初！但由于7片显卡挨太紧，散热方面必须特别注意，笔者使用了两个12CM风扇，一个吸一个吹平放在7片显卡上方，就能完美解决散热问题。

● GPGPU Benchmark基准测试

    目前支持通用计算的测试程序并不多，前不久发布的DirectCompute和OpenCL测试软件都是Beta版，都不能支持多GPU，唯一能支持多GPU和多卡的测试程序就是SiSoftware Sandra 2009 SP4中的GPGPU Benchmark，笔者首先用它来测试多卡的稳定性，并评估效能。

  
单卡和双卡成绩

  
三卡和四卡成绩

   
五卡和六卡成绩

七卡成绩

    SiSoftware虽然能够支持多卡和多GPU，但兼容性还是不好，效率不够高，三卡性能甚至不如双卡，五卡比四卡提升有限，显卡越多效率越低，七卡的性能只相当于单卡的四倍，那么在实际应用中的表现如何呢？

● 蛋白质折叠计算：七卡就是七倍性能！

    一般的商业CUDA软件都只能支持单GPU，而且无法利用高端显卡全部的性能，像Badaboom这样经过特别优化的软件也只能支持双GPU。虽然很多专业CUDA计算软件能支持N多GPU，但民用通用计算软件只有Folding@Home（蛋白质折叠计算）和SETI@home（天文数据外星文明分析）这两个分布式计算支持多GPU。

    Folding@home是一个由斯坦福大学主持，全球主要硬件厂商共同参与的大规模公益性分布式运算项目。其主要是研究了解蛋白质折叠、误折以及相关的疾病，主要研究的疾病包括：癌症、阿兹海默症、亨廷顿病、帕金森氏症等。我想，这是一个比单纯跑各种Benchmark来得更有价值的事情。

    将Folding@home程序目录复制7份，各自分配不同的机器号并指定不同的GPU，这样7个蛋白质程序就能互不干涉的各自独立运行，由于7个程序全靠GPU运算，因此CPU占用率非常低，完全不会影响普通2D软件的运行。

    运行几个小时之后，性能估值已经出来了，7块显卡的PPD分值（Points Per Day每日运算得分）都是7000多，总分值高达53K，已经和国内第一强人65K的成绩相差不远了。

    通过内置的Benchmark测试来看，每片GTX260+都能够达到7K左右的PPD，七卡插一起的性能和单卡相比基本没有损失，但由于网络不稳的关系，长时间运行的话，个别数据包算出来的平均PPD会有所下降。

● 功耗测试：双电源消耗多少电力

    GTX260+的TDP(最大功耗)是170W左右，7块GTX260+就需要1200W，再加上CPU主板内存的话，总功耗达1500W可能还不止。为此笔者特意使用了Silverstone通过三路SLI认证的1500W电源，结果发现电源功率不是问题，接口数量才是最大的问题……

    7块显卡，总共需要14个6Pin PCI-E接口，Silverstone 1500W电源提供了6个6pin(和8Pin) PCI-E供电接口，即便使用双4Pin转6Pin的转接线，将所有4Pin口用光也无法连接所有的显卡。迫不得已使用了双电源，每个电源各自承担三块半显卡的电力。

    两个电源的24Pin输出线缆可以通过一个转接线并连在一起，这样双电源就可以随电脑同步开机或关机。两个电源插在同一个插线板上，这样通过电表就能测出双电源的总功率了：

    通过实测发现，待机状态下系统的总功率就高达572W，包括一颗i7 965(3.2GHz关闭节能)，6GB DDR3-1333内存，2TB硬盘，主板，还有四个风扇。

    3D类的软件无法让这么多显卡同时运行，笔者只好通过运行7个Folding@home程序测出最高功率，此时7块显卡在拼命工作(但不一定是满载)，而i7 965基本处于空闲状态，最终功率稳定在了1000W左右。

    事实证明一个1500W电源可以带动如此强大的配置，只是电源接口确实不够用，所以还是两个800W电源更合适一些，而且划算。

● “八芯八卡”达成，性能再提升

6片GTX260+无双加上1片GTX295

    P6T7 WS Supercomputer最多提供了7条显卡插槽，只能插7片显卡，而且前6片必须是单槽的，但第7片可以插双槽显卡，如果我们把第7片显卡换成GTX295的话，那么就总共拥有8颗GPU了：

    通过理论测试来看，8颗GPU的性能又获得了不少的提升。也许有人会说直接插四片GTX295的话，不也是8颗GPU么，理论性能更高。不过四片GTX295的成本太高，而且GTX295作为双核显卡如果运行在PCI-E X8模式下性能损失会比较大。

● 影驰GTX260+无双版的适用人群：

一张卡占三个槽，这谁受得了？

• 电脑PCI插槽比较紧张的用户，无双版不会影响其它扩展卡；
• 想要组建双路或三路SLI的用户，单槽设计节约空间而且互不影响散热；
• 多屏输出且有3D需求的用户，GTX260+ 3D性能出色，而且能插很多片；
• CUDA通用计算用户，多块能达到优异性能。

● 全文总结：

    通过SiSoftware的GPGPU理论测试来看，多卡的效率并不出色，显卡越多效率越低。而且N卡本身就存在理论性能较弱、双精度性能远远落后与A卡的情况，相信大家通过测试截图也看出来了。

    但在实际应用测试中可以发现，根本不是那么回事，有几块显卡，并行计算性能就能提升几倍，完全没有任何的性能损失，这就是并行计算的优势。而且N卡在F@H中的运算能力要远高于同级A卡，理论与实际的效能差距之大让人难以想像。

    多GPU运行分布式计算的效率如此之高，可以预见在不久的将来，无论国家和企业的超级计算机还是个人高性能计算机，都将会是GPU的天下。一块主板只能安装一颗CPU，但显卡却能插很多块，而且GPU的运算能力远远超越了CPU，扩充升级显卡显然要比CPU更加简单方便！■<