谁是DX11新卡皇 GTX590鏖战四大顶级卡

吸血大魔王

        北京时间2011年03月24日21时，NVIDIA全球发布双核旗舰产品GeForce GTX 590，这是即2008年GeForce GTX 295后又一双核利器，不过这也让众多用户苦等了2年半。期间AMD发布了Radeon HD 5970，独孤求败；发布了Radeon HD 6990，刷新最高性能高高在上。而NVIDIA仅以Fermi架构的GeForce GTX 480和GeForce GTX 580作为最强单卡自居。         我们知道每一代产品单GPU的极限性能毕竟有限，想要在短时间内打造更强的性能，多GPU互联技术应运而生，随后基于多卡互联的单卡产品也随机而来，从此最强性能产品当属每代的双芯卡。不过NVIDIA在进入Fermi架构后，强大Fermi衍生产品不仅带来了强力性能也带来一些隐忧，造成在第一代Fermi架构产品的双芯造星计划破灭。随后推出优化微架构的GF104等GPU，则是以3D性能为重前提下抛弃了相对需求较少的功能单元模块，换取了功耗、温度及频率上的优势，但这类GPU无法组建双芯产品撼动Radeon HD 5970，更不用说Radeon HD 6990。
        GF110核心诞生，作为第二代Fermi架构的老大，其不仅在GPU制造端做了优化、改良，在PCB、供电模块也做了全新设计，从而最大化提升GF110芯片的性能功耗比，同时GF110也成为打造单卡双芯旗舰产品的唯一指望。
        今天，基于GF110核心的GeForce GTX 590诞生了。

        自从NVIDIA将GeForce GTX 295从双PCB改造成单PCB设计后，GeForce GTX 590毫无疑问还会延续这样的高性价比设计。

        GeForce GTX 590仅从核心、显存硬件规格来看，其就是2个GeForce GTX 580，当然为了避免单卡双GF110核心的高功耗、高温带来“高危”情况，显卡频率方面保守的设定为607MHz/1215MHz/3400MHz。同时，单卡3GB显存、过千流处理器数量也是昔日所有N卡产品无可匹敌的。有关GeForce GTX  590的更详细规格参数，请看下表：

GeForce GTX 590 对 位 产 品 规 格 比 较 表
显卡型号	GeForce GTX 590	GeForce GTX 580	Radeon HD 6990 OC	Radeon HD 6990	Radeon HD 5970
市场定价	6999 元	3999 元	4999-5099 元	4999-5099 元	4599 元
GPU代号	GF110	GF110	Cayman	Cayman	RV870
GPU工艺	40 nm	40 nm	40 nm	40 nm	40 nm
GPU晶体管	30 亿 *2	30 亿	26.4 亿 *2	26.4 亿 *2	21.5 亿 *2
着色器数量	512 *2	512	1536 *2	1536 *2	1600 *2
着色器组织	1D *512 *2	1D *512	4D *384 *2	4D *384 *2	(1D+4D)*320 *2
ROPs数量	48 *2	48	32 *2	32 *2	32 *2
纹理单元数量	64 *2	64	96 *2	96 *2	80 *2
核心频率	607 MHz	772 MHz	880 MHz	830 MHz	725 MHz
着色器频率	1215 MHz	1544 MHz	880 MHz	830 MHz	725 MHz
理论计算能力	1.87 TFLOPs *2	2.37 TFLOPs	2.70 TFLOPs *2	2.55 TFLOPs *2	2.32 TFLOPs *2
等效内存频率	3416 MHz	4008 MHz	5000 MHz	5000 MHz	4000 MHz
内存位宽	384 bit *2	384 bit	256 bit *2	256 bit *2	256 bit *2
内存带宽	163.9 GB/s *2	192.4 GB/s	160.0 GB/s *2	160.0 GB/s *2	128 GB/s *2
内存类型	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5
内存容量	1536 MB *2	1536 MB	2048 MB *2	2048 MB *2	1024 MB *2
DX版本支持	11	11	11	11	11
HD视频技术	PureVideoHD	PureVideoHD	UVD3	UVD3	UVD2
通用计算接口	CUDA	CUDA	Stream	Stream	Stream

       无论AMD还是NVIDIA，对于最强产品的称号都很渴望，而AMD更是在最新一代双芯产品中做了两手准备用以抵御GeForce GTX 590，即内置双BIOS高频设计和默频设计，这样在未知GeForce GTX 590性能前提下做到全方位抵御。

        目前，AMD对Radeon HD 6990官方定价是4999元-5099元之间，而GeForce GTX 590官当定价为6999元，几乎相差2000元。

        GeForce GTX 590能否夺回卡皇称号、能否物有所值的高出2000元、能否在功耗/温度等方面有出色表现，本文将会在后续测试中一一揭秘。

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1024流处理器助阵 GTX590规格浅析

        GeForce GTX 590定位旗舰，直接与对手Radeon HD 6990竞争，其搭配全规格GF110核心，同时为每颗核心标配1536MB显存，从而满足双GPU的无瓶颈发挥。强大的性能自然会让用户担心随之而来的高功耗、高温，不过NVIDIA工程师通过电路优化、频率考证多方面确保产品的可控范围内稳定运行。

GeForce GTX 590 规格参数

        通过官方规格参数表能够看到，GeForce GTX 590的功耗值为365瓦，大大低于AMD公布Radeon HD 6990的450瓦，不过与Radeon HD 6990一样产品标配了双8PIN外接供电。值得一提的是，GeForce GTX 590仅使用了11寸PCB，相对于AMD的双芯产品而言，更短的PCB会提升产品机箱物理兼容性。

        ● 搭载GF110-351核心 1024流处理器达成

        GeForce GTX 590搭载了两颗完整规格的GF110核心，与以往不同，下面实物图中我们无法看到核心具体型号，通过品牌送测产品拆解我们还是找到了其官方型号，即GF110-351-A1核心。

基于40nm工艺GF110-351-A1核心

        GeForce GTX 580使用GF110-375-A1核心，而GeForce GTX 590使用的两颗核心为GF110-351-A1核心，二者在理论规格上完全一致。均由30亿晶体管构成，默认标配512个流处理器、48个光栅处理器、64个纹理单元和384bit显存控制器等。

        显存方面，每颗GF110-351-A1配置了12颗规格为16M*32bit的SAMSUNG K4G10325FE-HC04颗粒，构成384bit/1536MB的组合。也就是说，双芯GeForce GTX 590共拥有高达3GB的显存容量，这也是NVIDIA迄今为止，GeForce系列产品中最高的显存配备。

GPU-Z 0.5.2识别情况

        通过最新版的GPU-Z 0.5.2软件，我们能够了解到产品默认频率为608MHz/1215MHz/3416MHz。产品BIOS版本为70.10.37.00.01，而且在本次收到的所有送测产品中均使用该BIOS。

NF200-P-SLI-A3 PCI-Express桥接芯片

        NF200芯片我们不在陌生，其经常出没在单卡双芯显卡或者多x16 PCI-Express物理通道的主板中，它不仅能够提供更多的PCI-Express Line，还能分配PCI-Express通道从而协助产品物理内部组建SLI。

　　在GeForce GTX 590中使用了NF200-P-SLI-A3芯片，其显卡外部接口的PCI Express x16拆为PCI Express x8 *2；同时其提供32个PCI-Express Line，每个GF110芯片连接到NF200上，统一通过它和外部通信，两枚GPU被虚拟封装成一个图形设备。而GPU之间的通信，仍然是类SLI技术，交换3D加速的相关信号。

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弹药箱护甲 "最高机密"公版GTX590赏析

        其实我们在前文已经看到了GeForce GTX 590的外观设计，不过下文我们将对其进行更细致的介绍及产品拆解分析。

        此次GeForce GTX 590的发布，笔者第一时间收到了相关产品，让笔者惊讶的是NVIDIA首次在送测官方产品时还包含NVIDIA官方包装及附件，同时GeForce GTX 590产品的包装如此特殊。

NVIDIA官方GeForce GTX 590产品及包装/附件

        官方GeForce GTX 590的包装采用了货真价实的废弃弹药箱MOD而来，在仅改变弹药箱外观喷漆的前提下没有做任何其他MOD。在包装上我们可以看到“TOP SECRET”（译为“最高机密”）的字样，同时旁边还能看到象征最高性能Tank战士的轮廓。

        在产品附件中外观酷似战士铭牌设计的优盘，容量为4GB。

公版GeForce GTX 590

公版GeForce GTX 590

        GeForce GTX 590的整体外观设计，与单PCB版GeForce GTX 295相似。中央高风量风扇设计，背面没有采用全挡板设计，而是分为两部分。值得一提的是，为了提高中置风扇的导风效率，GeForce GTX 590采用双头排气设计。

   
显卡正面右侧设计

        GeForce GTX 590正面右侧设有出风口，同时在右上方我们能够看到双8pin外接供电，结合PCI-Express提供的75瓦，显卡整体能够获得最多375瓦功耗。

   
显卡正面左侧设计

        GeForce GTX 590正面左侧，我们能够看到显卡标配3个支持Dual-Link的DVI接口，同时搭配一个Mini DisplayPort接口。这是NVIDIA首次引入DisplayPort接口，同时摒弃Mini HDMI接口。同时值得一提的是，3个Dual-Link DVI接口可以真正实现单卡NVIDIA 3D Surround技术。

GeForce GTX 590标识

        此次GeForce GTX 590的“各种”认证、标识没有以标签贴纸形式印刷在PCB背后，而是统一印刷在散热器上，同时我们能够看到GeForce GTX 590的公版PCB编号为P1020。

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完全拆解GTX590 14相豪华供电设计

        GeForce GTX 590虽然贵为旗舰双芯产品，但单PCB设计让产品的拆解并不复杂，导风罩、一体散热模块和PCB共3大部分组成完整GeForce GTX 590。

GeForce GTX 590 官方立体拆解图

        通过官方资料我们能够了解到，GeForce GTX 590的公版散热器采用了均热板设计，最大限度上增加风冷散热器的散热效能；同时产品PCB为12层设计，其中2盎司箔PCB设计，不能能够提高PCB电气性，还能增加散热效能。

需要六角改锥协助

        不过需要说明的是，NVIDIA官方公版GeForce GTX 590的固定螺丝要使用6角改锥拧下。

GeForce GTX 590 PCB

        GeForce GTX 590可以认为是由两个GeForce GTX 580组成，每个所谓的“GeForce GTX 580”被设计有5+2相供电辅助，12颗GDDR5高速显存搭配。同时上图勾画出每颗GF110-351-A1核心及对应显存的5+2相供电模组物理设计范围。

核心供电PWM控制IC-CHIL 8266

        核心5相供电采用了CHiL提供的CHL8266解决方案，这颗PWM芯片最高支持6相数字供电，同时其能够预设多种运行模式，例如显卡待机、满载、视频播放、3D计算等，根据核心负载率调整供电使用模组数，这样设计的好处就是有效根据不同应用施以不同功耗对应，做到节能最大化的目的。值得一提的事，CHiL8266芯片最大可支持200A电流和2V电压，最高保证400瓦显卡稳定运行。

显存供电PWM控制IC-茂达APW7088

        显存供电所使用的PWM控制芯片为茂达APW7088，该芯片最多支持2相供电模组管理。值得一提的是APW7088 PWM芯片，采用了全新的无卤素封装工艺符合RoHS环保标准。

视频型号输出接口采用全屏蔽设计

        显卡的3个DVI接口和1个Mini DP接口，均采用了全屏蔽设计，从而保证视频信号的抗干扰性。

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引入均热板技术 打造高效低噪散热器

        Fermi架构的GF100核心功耗让人堪忧，虽然经过一些列优化、改良的GF110核心有大幅改善，但是双芯产品前提下，还是让人不容乐观。同时随高功耗同时到来的高温也是一个棘手问题，下面让我们看看GeForce GTX 590公版散热器的组成。

整套GeForce GTX 590公版散热器

        散热器总成包括导风罩、一体式散热支架、2个核心散热模块、2片背部散热片和高风量风扇组成。

   
散热器导风罩

        此次GeForce GTX 590导风罩采用两头出风设计，用以满足产品双向散热器需求。同时在导风罩"GeForce"Logo处设有LED灯，当显卡运行时GeForce Logo会亮起。

   
散热器风扇

        散热器风扇采用了台湾Forcecon（力致科技）的风扇，其参数为12V/0.4A，采用4pin供电设置，支持PWM脉宽调节技术。

   
一体式散热模块

        
        散热器采用一体式架构设计，除了装有独立核心散热模块外，散热器骨架不仅起到坚固PCB作用，还为显存及各类电气件提供吸热底作用。

两颗GPU的均热板散热模块

        为了增加散热器整体散热效能，核心散热模块采用了均热板设计，同时由于两颗核心周边物理电气件设计的不规则，两个核心散热模块形状不同。

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身高/体重对比 GTX590完美比例身材

        提及顶级旗舰产品，除了高性能、高功耗、高发热量外，还有就是超大身型、超长PCB。那么GeForce GTX 590是否还会延续这样的传统吗？

        ● 身高测量

GeForce GTX 590（上）略长于GeForce GTX 570（下）

GeForce GTX 590（上）略短于Radeon HD 6990（下）

        GeForce GTX 590比GeForce GTX 580长，比Radeon HD 6990短。实际三者的PCB长度分别为GeForce GTX 590为11英寸、GeForce GTX 580为10.5英寸、Radeon HD 6990为11.5英寸，GeForce GTX 590介于其中，同时相比Radeon HD 6990拥有更高的机箱物理兼容性。

        ● 体重测量

GeForce GTX 590重量为1039克

GeForce GTX 580重量为870克

Radeon HD 6990重量为1146克

Radeon HD 5970重量为1200克

Radeon HD 6970重量为1043克

        GeForce GTX 590相比GeForce GTX 580而言，体重了大幅增加。不过相对于对比的3块A卡而言，GeForce GTX 590还没有单芯Radeon HD 6970重，产品整体重量控制很好。

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军备类-NVDIDIA最高机密GeForce GTX 590

NVIDIA官方GeForce GTX 590

打开“包装”

整体特写

   
NVIDIA GeForce GTX 590特写

   
接口及附件特写

   
NVIDIA 4GB优盘

NVIDIA产品包装

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常规类-Inno3D最快送测GeForce GTX 590

Inno3D（映众）GeForce GTX 590

  
打开包装

  
Inno3D（映众）GeForce GTX 590特写

  
接口及附件特写

Inno3D（映众）GeForce GTX 590包装

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保险箱类-索泰贵重物品GeForce GTX 590

Zotac（索泰）GeForce GTX 590

打开包装

整体特写

  
Zotac（索泰）GeForce GTX 590特写

  
接口及附件特写

Zotac（索泰）GeForce GTX 590包装特写

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工具箱类-技嘉最实用附件GeForce GTX 590

Gigabyte（技嘉）GeFore GTX 590

打开包装

整体特写

   
Gigabyte（技嘉）GeFore GTX 590特写

   
接口及附件特写

Gigabyte（技嘉）GeFore GTX 590包装特写

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常规类-华硕朴素包装GeForce GTX 590

ASUS（华硕）GeForce GTX 590

打开包装

   
ASUS（华硕）GeForce GTX 590特写

   
接口及附件特写

ASUS（华硕）GeForce GTX 590包装特写

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七彩虹GeForce GTX 590

微星GeForce GTX 590

昂达GeForce GTX 590

铭瑄GeForce GTX 590

Power of View GeForce GTX 590

EVGA GeForce GTX 590

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● 测试系统硬件环境　　性能测试使用的硬件平台由Intel Core i7-975 Extreme Edition、ASUS P6T Deluxe主板和2GB*3三通道DDR3-1600内存构成。细节及软件
环境设定见下表：

测 试 平 台 硬 件
中央处理器	Intel Core i7-975 Extreme Edition
	（4核 / 超线程 / 133MHz*25 / 8MB共享缓存 ）
散热器	Thermalright Ultra-120 eXtreme
	（单个120mm*25mm风扇 / 1600RPM）
内存模组	Apacer PC3-12800 猎豹套装 2GB*2
	（SPD:1600 8-8-8-24-2T）
主板	ASUS P6T Deluxe
	（Intel X58 + ICH10R Chipset）
显示卡
	AMD 产 品
	Radeon HD 6990
	（Cayman / 4GB / 核心:830 MHz / Shader:830 Mhz / 显存:5000 Mhz）
	NVIDIA 产 品
	GeForce GTX 590
	（GF110 / 3GB / 核心:607 MHz / Shader:1215 Mhz / 显存:3416 Mhz）
硬盘	Seagate 希捷 Barracuda 7200.12 1TB
	（1TB / 7200RPM / 16M缓存 / 50GB NTFS系统分区）
电源供应器	AcBel R8 ATX-700CA-AB8FB
	（ATX12V 2.0 / 700W）
显示器	DELL UltraSharp 3008WFP
	（30英寸LCD / 2560*1600分辨率）

   
         Apacer猎豹6GB DDR3-1600套装                          Seagate 希捷 Barracuda 7200.12 1TB

   
AcBel R8 ATX-700CA-AB8FB                                  Thermalright Ultra-120 eXtreme

        我们的硬件评测使用的内存模组由宇瞻（Apacer）中国区总代理佳明国际提供，电源供应器、CPU散热器由华硕（ASUS）玩家国度官方店、利民（Thermalright）的北京总代理，COOLIFE玩家国度俱乐部提供。

        ●
测试系统的软件环境
        为保证系统平台具有最佳的稳定性，此次硬件评测中所使用的操作系统均为Microsoft Windows 7 正版授权产品。使用Windows 7正版软件能够获得最好的兼容性以及系统升级更新服务。

        用户在体验或购买安装正版Windows 7的操作系统时请认准所装系统是否已经获得正版授权许可！未经授权的非正版软件将无法获得包括更新等功能在内的正版Windows 7服务。

操 作 系 统 及 驱 动
操作系统
	Microsoft Windows 7 Ultimate RTM
	（中文版 / 版本号7600）
主板芯片组 驱动	Intel Chipset Device Software for Win7
	（WHQL / 版本号 9.1.1.1125）
显卡驱动
	AMD Catalyst for Win7
	（WHQL / 版本号 11.2）
	AMD Catalyst for HD6990
	（Beta / 版本号 11.4）
	NVIDIA Forceware for Win7
	（WHQL / 版本号 266.58）
	NVIDIA Forceware for GTX590
	（Beta / 版本号 267.52）
桌面环境	2560*1600_32bit 60Hz

测 试 平 台 软 件
3D合成 测试软件
	3Dmark Vantage
	Futuremark / 版本号1.2
	3Dmark 11
	Futuremark / 版本号1.0.1
3D游戏 测试项目
	DirectX 9游戏
		Call of Duty：Black Ops
		Activision / 版本号 1.0
		Star Craft II
		Blizzard / 版本号 1.0
	DirectX 10游戏	Company of Heroes
		Relic / 版本号1.7.1
		Crysis
		Crytek / 版本号1.2.1
	DirectX 11游戏
		Battlefield：Bad Company 2
		EA / 版本号 1.0
		Colin McRae DiRT 2
		Codemasters / 版本号 1.01
		Lost Planet 2
		Copcom / 版本号 1.0
		Metro 2033
		4A Game / 版本号 1.0
		S.T.A.L.K.E.R.:Call of Pripyat
		Koch / 版本号 1.0
		Tom Clancy's HAWX 2 Benchmark
		Ubi / 版本号 Benchmark 1.1
	PhysX游戏
		Batman
		Eidos / 版本号 1.1
	Tessellation测试	Heaven Benchmark 2.5
		UNIGINE / 版本号 2.5
		Stone Gaint Benchamrk
		FatShark / 版本号 1.0
	GPU通用计算	Media Coder NT CUDA加速版
		上海瀚智信息技术有限公司 / 版本号 1.0
辅助测试软件	Fraps
	beepa / 版本号 3.2.9

　　各类合成测试软件和直接测速软件都用得分来衡量性能，数值越高越好，以时间计算的几款测试软件则是用时越少越好。

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● DX10理论性能测试：3DMark Vantage　　3DmarkVantage是Futuremark最新推出的一款显卡3D性能测试，该款软件仅支持DirectX 10系统及DirectX 10显卡。测试成绩主要由两个显卡测试和两个CPU测试构成，整个测试软件各家偏重整机性能。

        在3DMark Vantage中，我们排除PhysX_GPU加速的因素干扰仅对比GPU_Test分数，GeForce GTX 590在Performance低画质下以较为弱劣势落后于Radeon HD 6990，不过在High和Extreme模式中性能均强于Radeon HD 6990（默认频率BIOS）。

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● DX11理论性能测试：3DMark 11        3DMark 11是Futuremark在2010年12月07日推出的全新3D性能测试软件，该款软件仅支持DirectX 11系统和DirectX 11显卡。显卡测试的主要以产品的DirectX 11效能为主，同时还兼顾PhysX等方面平台性能。

        在3DMark11测试中GeForce GTX 590表现不佳，即使是默认频率Radeon HD 6990也能以较大优势领先。

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● Call of Duty：Black Ops 　《使命召唤7黑色行动》游戏背景故事剧情设定在了上世纪后期的美国越南战争时期，游戏主要描述了战争期间的一个名称为StudiesandObservationsGroup的组织。他们将在越南战争中承担最秘密、最危险的任务。而且游戏场景还会穿插北极、古巴等一些冷战时期的热点地区。玩家投身越南丛林时将扮演MACV-SOG成员，专司敌后渗透、破坏、暗杀等不可告人的隐秘行动。

　　>>游戏类型：DirectX9第一人称射击游戏
　　>>测试方式：游戏过场回放，内容为3D实时运算的对战录像
　　>>画质设定：全部最高

        在《使命召唤：黑色行动》游戏测试中，GeForce GTX 590整体表现好于其他参测产品，不过就游戏表现而言参测所有型号显卡均能满足最高画质下的流畅运行。

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  ● StarCraft II        星际争霸2（StarCraft II）是著名即时战略游戏《星际争霸》的续篇, 由2007年5月19日在韩国首尔开幕的暴雪全球邀请赛宣布。目前以Windows XP、Windows Vista和Mac OS X为支援平台。这款游戏的开发在2003年《魔兽争霸III：冰封王座》出版后就开始。至今，公测版免费试玩。

　　>>游戏类型：DirectX9即时战略游戏
　　>>测试方式：游戏录像回放，内容为3D实时运算的对战录像
　　>>画质设定：全部最高

        在《星际争霸2》的测试成绩中我们能够分析出，该游戏不支持多卡互联，所以出现频率较高的GeForce GTX 580和Radeon HD 6970，分别比GeForce GTX 590和Radeon HD 6990成绩好的现象。

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● Company of Heroes　　Company of Heroes（英雄连）是一款即时战略类游戏。二战是几年来长盛不衰的3D游戏题材，Company of Heroes就是从101空降师诺曼底登陆后在欧洲战场血战题材入手的最新战略游戏，不过其自带测试并非针对即时战略的实际场景，反而更像第一人称视角游戏。

　　>>游戏类型：DirectX10 即时战略游戏
　　>>测试方式：游戏自带性能测试工具，内容为3D实时运算的剧情过场回放
　　>>画质设定：全部最高

        在《英雄连：前线》游戏测试中，Radeon HD 6990的表现略好于GeForce GTX 590，尤其是在开启反锯齿特效后Radeon HD 6990领先优势更明显。

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● Crysis　　多次跳票、万众期待的DirectX 10游戏大作Crysis，把目前PC 3D娱乐的视觉体验发挥到极致的游戏，大量使用DirectX 10的硬件功能，对显卡的负载也提升至空前水平。

　　>>游戏类型：DirectX10 第一人称视角射击游戏
　　>>测试方式：游戏自带GPU性能测试工具，为3D实时运算的飞行过场回放
　　>>画质设定：全部最高

        在《孤岛危机》游戏测试中，Radeon HD 6990的表现明显好于GeForce GTX 590，即使是Radeon HD 6990默认BIOS也有较高的领先优势。

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● Battlefield: Bad Company 2

　　《战地：叛逆连队2 (Battlefield: Bad Company 2) 》是EA DICE研发的第9款“战地”系列作品。它是2008年上市的同系列的游戏战地：叛逆连队的续作。两在单人游戏剧情上亦有很多交叉点。游戏仍然沿用前作的寒霜引擎，并有所改进。除了完善了代码的优化，本作在破坏效果上也有所加强，可破坏的物件由92%上升到99%。前作里不能破坏的小物件以及建筑物框架，在本作中也可以被破坏。

　　>>游戏类型：DirectX11第一人称射击类游戏
　　>>测试方式：沿同一固定路线跑完3次取平均值，Fraps计速
　　>>画质设定：全部最高

        在《战地：叛逆连队2》游戏中，GeForce GTX 590和Radeon HD 6990表现十分接近，不过后者在实际数据上还是以微弱优势领先。