顯卡大亂鬥AMD Radeon R9 300/Fury對上NVIDIA GTX 900系列, 全面開戰 頂尖對決

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AMD今年不負眾望,終於推出了新一代的繪圖晶片“Fiji”,Fiji憑藉著晶片堆疊與整合HBM記憶體,讓其效能終於能與勁敵GTX 980 Ti同台較勁,此次為了讓各位讀者了解目前新一代顯示卡的效能,更是力邀AMD Radeon R9 300系列前來電腦DIY參與此次特別企劃,讓各位讀者能一篇看懂300系列顯示卡的效能以及其定位。

讓玩家在DIY裝機或者升級電腦零組件時,有更多的資料可以參考,除了效能測試之外,也要比較其散熱與功耗,AMD新一代繪圖卡怎麼挑、怎麼選就讀這篇。

 

大閱兵AMD Radeon R9/R7 300系列

撇除R9 Fury系列的顯示卡來說,其餘的R7 360、R9 370 / 380 / 390與390X,都已經在各大通路鋪貨,提供給AMD玩家新的裝機顯示卡選擇。但老實說,300系列的顯示卡都是從舊有的核心,進行效能提升、功耗微調以及加大記憶體等動作,因此300系列的顯示卡比起上一代來說,在效能、功耗與靜音各方面都有所提升,因此也讓筆者決定來一場顯示卡大亂鬥,讓各位玩家們能搞懂,現在主流的顯示卡其效能的高低與定位。

AMD將現在的電競市場分為 1080p(Full HD)、1440p與2160p(4K)三個層級,檯面上打得火熱的遊戲與競賽項目,都是在Full HD 1080p解析度下所運行的線上遊戲,像是備受亞洲矚目的DOTA遊戲《英雄聯盟》、以及暴雪力推的《暴雪英霸》、射擊遊戲《CS:GO》等競技遊戲,這類遊戲最大的訴求在於團隊間相互的較勁,比選手們的技術、戰略的使用與自身的經驗,因此遊戲的特效、畫質、畫面細緻度,就不會是遊戲開發時的第一考量,換句話說這類遊戲不用太過強大的顯示卡就能驅動,針對這塊市場AMD派出Radeon R7 360 2GB與R9 370 4GB應戰,這兩張卡可以算是入門等級的顯示卡,效能方面比起舊有的Radeon HD 7770、7790有著1.3X、1.4X的效能提升,這兩張卡市場上價位落在3,000~5,000元之間,也是入門裝機的不錯選擇。

接著將解析度提升到1440p這層級,可以說是目前遊戲最佳解析度,在現階段想要“單卡”運行高畫質設定的4K遊戲,對於AMD或者NVIDIA來說都太吃力,因此2560×1440可以說是目前最適合遊戲的高解析度設定,在這區間AMD則推出Radeon R9 380 4GB顯示卡,與上一代Radeon HD 7850相互比較,在效能上則有1.8X的顯著提升,記憶體頻寬更是給到256-bit的高頻寬,就效能來看R9 380可以算是能應付輕、中度硬體需求的遊戲,而遇到高硬體需求的遊戲時,只需要降低特效已能獲得不錯的遊戲流暢度,市場價位區間也在7,000元左右,算是玩家裝機最甜蜜的價位帶。

緊接著3840×2160的4K高畫質遊戲體驗,可以讓玩家體驗最細膩的遊戲世界,但相對的需要更強大的運算效能與記憶體容量,為了能夠驅動次世代的遊戲體驗,AMD則推出Radeon R9 390 8GB與390X 8GB出戰,兩者最大差異在於串流處理器、運算單元、紋理單元與核心時脈的不同,這兩張卡對比上一代Radeon HD 7950、7970則有1.6X、1.7X的效能提升,這兩張卡價位也相當高,皆有1萬2、1萬5左右的身價。

而這次的超新星Fury與Fury X雖已經推出,但似乎貨源還未穩定,搭載一體式水冷的Fury X還未聽聞有品牌廠商推出自製版,而空冷的Fury已經由華碩與藍寶搶先推出「ASUS STRIX Radeon R9 Fury」與「SAPPHIRE TRI-X Radeon R9 Fury」顯示卡,空冷版本皆採用三風扇,搭配密集散熱鰭片、熱導管帶來強勁空冷,讓R9 Fury能將其效能完整的展現出來,但就目前一卡難求的情況下,可能還是要讓高階玩家再等一會了。

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↑ AMD R9 300規格整理。

 

Fiji – R9 Fury/Fury X

R9 Fury採用最新的Fiji核心,同樣28nm工藝製成,擁有4組著色引擎、64組運算單元、4096個串流處理器,核心時脈為1050MHz,記憶體則是搭載4組HBM記憶體,總共4GB的容量、4096-bit記憶體介面、記憶體時脈為500MHz。需使用2組8-pin外接電源,功耗為275Watts。

筆者在上一期曾介紹過Fiji的晶片堆疊與HBM大工程,晶片堆疊(Die Stacking)的技術,用意在於將離散的眾多小晶片集成在一顆晶片之上,成就了史上第一顆整合記憶體的GPU Fiji。為了讓堆疊的晶片能垂直互聯,就會需要「矽穿孔(Through Silicon Vias)」技術,在矽晶圓上以蝕刻或雷射方式鑽孔(Via),再以導電材質填滿使用μBump連接,這技術有助於提高系統的整合度與效能,並且能有效的降低成本。

矽穿孔可以說是晶片堆疊的關鍵,Fiji採用的HBM(High-Bandwidth Memory)高頻寬記憶體,就是使用晶片堆疊的技術,將4層DRAM Die與一層邏輯Die堆疊,層與層之間透過矽穿孔與μBump連接。在Fiji的晶片之上,共有4顆HBM記憶體,組成4GB記憶體,由此推算4顆HBM記憶體,總共有20層Die,再算上GPU與連結層,一顆Fiji晶片上共有22顆晶片堆疊而成。

HBM記憶體不僅提供更高的記憶體介面與頻寬之外,在耗電與面積上更是完勝GDDR5,僅只有記憶體時脈速度慢於GDDR5。也因此採用Fiji繪圖晶片的Radeon R9 Fury X,在電路板的設計上,可以節省將近3倍的面積,讓繪圖卡短小精悍、效能更勝。

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↑ AMD Fiji GPU,正中央大顆的是GPU核心,上下兩旁的四顆晶片則是記憶體,而在GPU與記憶體下方的則是中介層晶片。

 

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↑ 晶片堆疊的Fiji剖面圖。

 

效能實戰 頂尖對決

筆者習慣將效能測試分為,Round 1:3DMark測試、Round 2:實際遊戲fps表現、以及Round 3:溫度/功耗測試,透過這三合回來檢視顯示卡的整體效能,最後在比照市場價格來整理出此次的結論。

電腦DIY的測試平台為Intel Core i7-5930K處理器搭配GIGABYTE X99-GAMING 5P主機板,使用Kingston HyperX Predator DDR4 4*4GB 3000MHz記憶體、OCZ Vector 180 480GB固態硬碟當作系統碟,安裝Windows 7 Ultimate SP1 64 Bit作業系統,以及選用Enermax數控無風冰核 550W電源供應器,測試整平台耗電變化。

至於為何不用AMD的處理器,這問題筆者也只能莫可奈何,為了測試出顯示卡最真實的效能只能出此下策,就只能期待AMD日後的Zen架構處理器了。

為了讓這次ARAM大亂鬥的數據有所比較,因此筆者準備了紅方挑戰者有ASUS STRIX R7 370 DC2OC 4GD5、MSI R9 380 GAMING 4G、PowerColor PCS+ R9 390 8G、ASUS STRIX R9 390X DC3OC 8GD5以及ASUS STRIX R9 Fury DC3OC共計五張顯示卡,力抗綠方的MSI GTX 960 GAMING 2G、GTX 970 GAMING 4G、GTX 980 GAMING 4G與GTX 980TI GAMING 6G,此次對戰陣容可以說相當豪華,而雙方各自ban掉AMD Radeon R7 360(太過低階無對手)以及NVIDIA GeForce GTX TITAN X(太過高階無對手)顯示卡,力求一場公平、公正的效能競技。

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↑ ASUS STRIX R7 370 DC2OC 4GD5顯示卡。

 

 

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↑ MSI R9 380 GAMING 4G顯示卡。

 

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↑ PowerColor PCS+ R9 390 8G顯示卡。

 

 

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↑ ASUS STRIX R9 Fury DC3OC顯示卡。

 

測試方法

在相同平台上AMD使用Catalyst-15.7驅動程式,而NVIDIA則是353.30 WHQL驅動。筆者先使用3DMark Fire Strike來會會這9張參賽者。

Fire Strike是基於DirectX 11 API所設計的效能基準測試,適用於高效能電腦,運行於1080p解析度,而針對多GPU的平台也有Fire Strike Extreme的測試項目,將解析度提升至1440p,來比較多顯示卡的電腦效能,另外為了測試電腦在4K高解析度下的效能,也有Fire Strike Ultra這測試項目,這也是目前3DMark中最嚴苛的測試項目。

除了3DMark的測試之外,筆者也安裝了幾款遊戲,透過FRAPS來檢視遊戲執行時的fps表現,透過折線圖將遊戲運行的效能表現給記錄下來,如此一來就能讓筆者比較各張顯示卡的效能,而測試的遊戲與繪圖設定如下,供各位讀者參考。

 

《英雄聯盟》

最熱門的線上遊戲,目前季賽已經準備打進資格賽,今年英雄聯盟世界大賽,將在10月左右舉辦,而台灣的資格賽也移師高雄舉辦, 期待今年的ahq與FW能帶給台灣玩家一個希望的種子;英雄聯盟也是筆者測試中,對於硬體需求極低的一款遊戲,但這款遊戲又是目前最熱門的項目,因此筆者不能不測阿!

「英雄聯盟遊戲設定:解析度=1920*1080、腳色畫質/環境特效品質/特效畫質/陰影=極高」。

 

《暴雪英霸》

這款遊戲可以說是今年暴雪的主力之一,將暴雪旗下的眾多英雄,全部送到萬象界域,進行5v5的捉對廝殺,英雄有著「技能」與「天賦」的兩大系統,擺脫以往DOTA遊戲需要賺錢購買裝備的性質,取而代之的則是遊戲地圖的任務機制,不同地圖有著不一樣的地圖資源可以搶奪,這也讓這遊戲可以玩的策略與著重的方向,與英雄聯盟或者DOTA2有著大不同,這款遊戲畫質比起英雄聯盟還要出色,而且其圖像設定的項目也非常多,無疑是希望讓入門電腦到高階遊戲主機,都能獲得不錯的遊戲水準。

「暴雪英霸遊戲設定:解析度=1920*1080、圖形品質/物理性=極限、著色器/陰影/燈光/材質品質/後製處理/地形=超高、其餘設定=高」。

 

《暗黑破壞神3》

相當經典的一款遊戲,那為什麼會測試這款呢?因為筆者還在玩就是了,專注練野蠻人跟狩魔獵人,這代更新的制服都蒐集得差不多了,現在就等之後更新檔2.2.1實裝,再繼續打寶了。

「暗黑破壞神3遊戲設定:解析度=1920*1080、材質品質/陰影品質/物理特性/雜物密度=高、開啟反射/反鋸齒」。

 

《俠盜獵車手5》

這款遊戲也帶動了一波不小的顯卡換機潮,這極度開放的自由世界,正是吸引玩家的主因之一,更別說還有線上遊戲的版本,讓全世界的玩家都能在GTA V的世界中進行各種任務,而電腦版的GTA V畫質更是完勝遊戲主機,想要感受那鉅細靡遺的聖洛都,非得使用電腦來玩不可,因此其對硬體的需求也相當的高,這款遊戲就非常適合當作效能測試的依據。

「俠盜獵車手5遊戲設定:解析度=1920*1080、FXAA開啟、MSAA關閉、所有設定為非常高」。

 

《巫師3:狂獵》

正宗RPG大作,這款也是筆者相當喜歡的遊戲,這代也有著全地圖開放的設計,在如詩如畫的中古世紀,透過尋找希里的線索,串起整個世界的烽火,遊戲劇情、操作、系統並重的遊戲,在效能上也相當吃重硬體資源,與GTA V同樣屬於高度硬體需求的遊戲。

「巫師3:狂獵遊戲設定:解析度=1920*1080、關閉NVIDIA毛髮技術、所有影像設定=高」。

 

3DMark Fire Strike測試

此次測試都是各家板卡廠商的自製版,因此在時脈的設定上,都比公板的數據還要好,有鑒於此筆者在測試時,都使用各家廠商的工具,讓顯示卡進入OC Mode模式下工作所測得的分數,筆者依據其分數由低至高的方式排列,R7 370的確是入門款的效能,但目前NVIDIA還未推出GTX 950顯示卡的狀況來說,目前入門價位的新卡就只有R7 370/360可以選擇,否則只能挑選上一代的入門卡了。

緊接著NVIDIA GTX 960的價位與AMD R9 380相當接近,但由於本次測試時,手邊的GTX 960是2GB記憶體的版本,與R9 380 4GB相比之下分數小贏了一些,但或許換上4GB的GTX 960分數就會非常雷同了;就像是AMD R9 390與NVIDIA GTX 970的對決一樣,兩者不論是在Fire Strike或者Extreme與Ultra的測試中分數都相當的接近,但是AMD R9 390其記憶體是NVIDIA GTX 970的兩倍大,看樣子是不是因為記憶體容量的關係而讓分數有所改變,或許就需要透過遊戲的FPS表現來看出端倪。

而高階卡的對決,AMD R9 390X對上NVIDIA GTX 980,雖然記憶體容量還是有著兩倍大的差異,但論起分數還是NVIDIA GTX 980贏了些面子,當然AMD寄予厚望的R9 Fury在效能表現上就贏過了NVIDIA GTX 980,至於頂尖對決的NVIDIA GTX 980 Ti與AMD R9 Fury X顯示卡,就只能留編輯部收到自製板R9 Fury X時才能比較。

筆者上述的點評,是依據圖表的分數由下往上敘述,由下往上來看或許會覺得NVIDIA的效能就是比起AMD的R9 300系列還強,但若改成由上往下看,撇除GTX 980 Ti的分數,這樣看下來AMD的R9 Fury、390X、390的效能都贏過競爭的GTX 980、GTX 970與GTX 960,但老實說這些這些分數差異,差個幾百分實際在遊戲運行又能多個幾幀呢?

因此筆者將3DMark的分數當作效能與價位的區分點,透過3DMark來快速的檢視各卡的效能區間,而接著再透過實際遊戲的測試,才能實際了解顯示卡的效能。

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《英雄聯盟》FPS表現

以往筆者是習慣提供遊戲進行的FPS折線圖,但由於這次比較的顯示卡太多,折線圖就像是筆者腦中的三千煩惱絲,實在無法讓各位讀者清楚的了解其差異,因此這次則改採FPS平均與最低的長條圖來比較。

測試遊戲時,筆者都開啟5v5的招喚峽谷,選擇中路這條路線,並且在兩兵交會對線開始時,按下紀錄的按鈕將這段過程的FPS變化給記錄下來,再由這段紀錄取出平均值與最小值。

在英雄聯盟的比較中,這9張測試的顯示卡都獲得了百幀以上的FPS表現,就連最入門的ASUS R7 370也有平均237、最低133的FPS幀數;在這項目中由ASUS R9 Fury獲得最高的平均FPS表現,總而言之英雄聯盟是需求極低的一款線上遊戲,對於想當招喚師的玩家來說,硬體的要求不高,只要有不錯的獨顯,甚至高階的內顯都能跑足60FPS。

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《暴雪英霸》FPS表現

從這款遊戲的測試中,可以發現筆者大意了,沒注意到遊戲中不同地圖帶來的效能差異,但好玩的是暴雪英霸在遊戲設計、英雄角色等細節、特效都比英雄聯盟還要絢爛一些,因此在遊戲繪圖設定中也從低到極限可以讓玩家,針對自身的系統效能去調整設定。

而這9張卡的表現都有達到平均60FPS的水準,可見其運行不同地圖所帶來的效能差異還頗大,但整體表現還是有達到一定水準,若有玩家想轉戰萬象界域,這9張卡都能有不錯的表現,只是筆者還未使用內顯來測試暴雪英霸,這或許要等日後Skylake問世之後,筆者在測試期內顯夠不夠力,能否驅動暴雪英霸呢?

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《暗黑破壞神3》FPS表現

明明暴雪英霸的整體畫質、細節都比暗黑破壞神3還好,但從效能來看反而暗黑破壞神3比較吃重。但比較尷尬的是ASUS R9 390X,上下兩張卡都跑到平均200 FPS,但就它只有123 FPS,這問題肯能是筆者挑選的A1悲慘之原的這張地圖,怪物的變化太大所導致,但就算如此這9張卡一樣都有達到60 FPS以上的表現。

對筆者來說,若能特效全開跑滿60 FPS筆者就心滿意足了,由此可見此次測試的9張顯示卡,都有足夠的效能應付輕、中度硬體需求的遊戲,看來要拚個高下只能在高度需求的遊戲中比較了。

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《俠盜獵車手5》FPS表現

俠盜獵車手的測試,筆者是進入遊戲後切換成小富,從小富的家中開車出去兜風,記錄這段飆車時的FPS表現。從圖表可以看出,這次的測試結果符合3DMark的測試結論,就是長條圖呈現倒金字塔的形狀,換句話說就是排在越高的顯示卡效能就越好。

筆者的遊戲設定僅開到中高的等級,並未全開特效,從這張圖表來看,入門的ASUS R7 370 4G、MSI GTX 960 2G與MSI R9 380 4G,都能有著接近60 FPS的表現,換句話說這幾卡只要降低一些特效,都能跑的順這款遊戲;而PowerClolr R9 390 8G以上的顯示卡,都能跑出平均100幀的表現,可見在遊戲設定時可以將AA反鋸齒給打開,讓畫質在細膩一些。

比較好玩的是若我們用NVIDIA陣營與AMD陣營的方式來看這張圖,會發現NVIDIA的表現都比起AMD的在好一些,這差距可以說是幾幀個位數的差異而已,但這不約而同的行為還真是有趣,或許就是鄉民傳說的驅動值5,000元的差異吧!

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《巫師3:狂獵》FPS表現

巫師這款遊戲可以說是筆者的最愛之一,這款遊戲不論畫質、細節都能稱為今年遊戲界的代表作,但為了讓測試的數據較好掌握,筆者關閉了NVIDIA毛髮技術,老實說NVIDIA毛髮技術相當吃資源,但開啟後的效果差異相當明顯,左看右看都是一隻狼,但沒開啟毛髮技術就是一隻哈士奇,開啟毛髮技術才是貨真價實的一匹狼,這毛髮技術可以讓上千根的毛髮有著物理般的飄動、絲絲分明(比飛柔的效果還好),但相對的也非常吃重繪圖效能,因此開啟之後FPS會明顯地降低,以至於筆者在這次測試時只能關閉此特效。

NVIDIA的GameWorks的技術非常強悍,但或許就是它壓死了蝙蝠俠,這也只能等NVIDIA救起蝙蝠俠之後再討論了。

巫師的測試中,可以明確地發現入門的顯示卡,無法跑足60 FPS的表現,像是NVIDIA GTX 960與AMD R9 380都只有45幀的表現,而AMD R9 390以上的顯示卡才有近60 FPS的水準;由此可見,想玩高需求的單機遊戲,AMD R9 390是最低的選擇,若想要特效再往上開可能就要AMD R9 390X或者NVIDIA GTX 970以上的顯示卡了。

而在高階的顯示卡比較中,反而AMD R9 Fury稍微有點退步,讓它夾在GTX 980與Ti之間,似乎有點欺負人就是了。但可別忘AMD R9 Fury有著超高頻寬的HBM記憶體在撐腰,或許往上比4K解析度,才能替它打抱不平,在1080p的測試中,只能說Ti欺負人了(AMD同學加油)。

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2160p再戰一次FPS表現

各位以為比完1080p就結束了嗎?為了替AMD同學扳回一城,筆者將遊戲解析度上調至3840*2160,其餘的設定與遊戲的測試方法與1080p相同,如此一來就能再次檢視,目前的高階顯示卡,能否驅動次世代的高畫質4K遊戲體驗。

這節測試,筆者就只測試《俠盜獵車手5》與《巫師3:狂獵》這兩款遊戲,顯示卡則選四張高階卡來比較,分別是紅方ASUS STRIX R9 390X DC3OC 8GD5以及ASUS STRIX R9 Fury DC3OC,與綠方MSI GTX 980 GAMING 4G與MSI GTX 980TI GAMING 6G顯示卡。

先從俠盜獵車手5的效能表現來看,這次R9 Fury同學真的有贏過了它的勁敵GTX 980,但老實說這四張卡都不及格,平均FPS均未達60幀;換句話說,在現階段想要開啟4K解析度與高特效,暢玩高需求的單機遊戲,除了平台要強之外還有透過多顯卡的SLI或CF交火,才有辦法達到60 FPS的水平。但就這效能來看,想必在一個世代的製程改進,就有辦法解開單卡4K遊戲60幀的成就了。

而巫師3這款遊戲,測試的結果與俠盜獵車手雷同,只是效能更吃緊了,四卡的表現最低是R9 390X的28 FPS,而R9 Fury以34幀贏過GTX 980的30幀,而GTX 980 Ti同學則有42幀的表現;綜觀這次4K與1080p的測試中可以發現,AMD R9 Fury雖說在3DMark中展現出應有的表現,但在實際1080p遊戲測試時還是險輸給GTX 980,沒想到一提升解析度到4K,就贏過了它的此生勁敵,由此可見Fiji的HBM高頻寬記憶體,更適合用在4K遊戲體驗上。

假如,明年NVIDIA真的端出使用堆疊記憶體技術的“Pascal”GPU,那將又會是一場腥風血雨的主宰市場了。

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溫度與功耗測試

筆者燒機是使用FurMark – 3840*1080-4xMSAA下進行,再透過Open Hardware Monitor監控溫度,而功耗則使用Enermax提供的程式,以及功率測試儀來監控,筆者將溫度與功耗都整理在一張圖表上。

先來看看平台功耗,從圖表來看可以很清楚的發現,AMD與電源供應器的廠商關係應該不錯,R9 300系列與Fury的燒機功耗,比起勁敵都還要高了些,而待機功耗則是大家都差不多。

由於此次測試的都是品牌廠商推出的自製版,換言之就是採用自家頂尖的散熱模組,因此在待機溫度與燒機溫度的表現上,這9張卡都有很出色的表現,且不會太吵,只不過呢!AMD同學還是比較熱情就是了。

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總結

這一連串的測試轟炸下來,想必各位讀者對於心目中的顯示卡有了一定的了解,若我們從售價的角度來看,目前NVIDIA的顯示卡價位比起AMD的都要貴了一些,但論效能同樣也是小贏了不少。從圖表來看,效能與售價最美的平衡就是AMD R9 380與NVIDIA GTX 960這兩張顯示卡,其效能與售價可以說是最能被玩家所接受的,而往上看AMD R9 390與NVIDIA GTX 970的售價與效能還是在可接受的範圍內,但高階的AMD R9 390X、Fury與NVIDIA GTX 980的價格就突飛猛進一般,遠遠的拉開自身效能的表現,的確要效能更強其付出的代價(金錢)也越高。

最後也要感謝PowerColor、ASUS以及MSI大力配合,才能讓這次顯卡大亂鬥得以完稿,再次感謝MSI提供整套NVIDIA顯示卡,讓筆者可以當作比較組來測試。

抓好預算、了解自己的遊戲習慣,就能買到適合自己的顯示卡,享受電腦遊戲帶來的極致體驗。

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電腦DIY測試平台
處理器:Intel Core i7-5930K
主機板:GIGABYTE X99-GAMING 5P
記憶體:Kingston HyperX Predator DDR4 4*4GB
系統碟:OCZ Vector 180 480G
電源供應器:Enermax數控無風冰核 550W
作業系統:Windows 7 Ultimate SP1 64 Bit

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