性能暴增 功耗减半 NVIDIA GT 640M移动显卡全面评测
主题策划
前不久我对NVIDIA新推出的GT 635M 移动显卡进行了测试，让人遗憾的是这款显卡仍然基于老旧的40nm制程和费米（Fermi）架构，没有采用新一代开普勒（Kepler）核心。不过，这种遗憾终于得到了弥补，NVIDIA在上月份发布了基于开普勒架构的GT 6XX和GTX 6XX系列新移动显卡。我将通过配备GT 640M显卡的Acer Timeline M3-581TG超极本，将新6系移动显卡展现给大家。
新旧架构差异明显
NVIDIA推出6系移动显卡不是什么新鲜事，因为在NVIDIA推出开普勒架构的新6系移动显卡之前，市面上就已经出现了很多配备GT 6xxx系列的笔记本，如GT 620M/GT 630M/GT 635M显卡，这些显卡均基于上一代Fermi架构，和本次测试的GT 640M有着本质的不同。
此次NVIDIA发布的开普勒架构新6系显卡一共有四款，包括定位主流市场的GT 系列和定位高端市场的GTX系列，分别为GT 640M LE/GT 640M/GT 650M以及GTX 660M。虽然从命名方式上看，前后发布的6系列显卡遵循了相同的命名规则，但是架构和制程的改变还是给新6系显卡带来了革命性的突破，体现出了更多的看点，这让人对后面的性能实测报以更多的期待。
目前，V6.0版本的GPU-Z已经可以准确识别GT 640M的信息了，从GPU-Z的检测截图可以看到，GT 640M最显眼的是流处理器单元达到了384个，和GT 635M的144个相比已经有了本质的提升。不过不能忽视的是，GT 640M显卡的核心频率比较低，仅有405MHz，这和NVIDIA官方宣传的625MHz有着一定的出入，也比GT 635M的675MHz要低。其实这样的情况在笔记本上还是比较常见，频率调节范围大的移动显示核心，可以让厂商针对不同厚度的机型调节频率高低，从而控制发热量，何况本次GT 640M的载体是一款超极本。
此次测试，我主要通过GT 640M显卡来考查新6系移动显卡的性能，并将这块显卡和市场现存的一些主力显卡进行性能比较。同时我还将考查GT 640M显卡在功耗上的变化，并将其和其他市售主流机型进行比较，查看GT 640M在功耗控制上是否有优势。此次用于测试的Acer Timeline M3-581TG超极本的具体配置如下：
测试平台配置
■处理器：Core i7 2637M（1.6GHz）
■机身内存：4GB DDR3
■硬盘容量：256GB SSD固态硬盘
■独立显卡：GeForce GT 640M 1GB
■显示屏：15.6英寸（1366×768）
■电池容量：4850mAh
■操作系统：Windows7 Ultimate SP1
性能大幅度超越GT 540M独显
在接下来的基准性能测试部分，我仍将借助权威的3DMark Vantage显卡性能测试软件来测试GT 640M的3D性能，同时引入游戏进行实测，并加入GT635M、GT 520M、GT 630M、GT 555M以及GT 540M等移动显卡进行对比，这五款显卡都是现阶段比较常见的显卡，具有一定的代表性和指导意义。其中GT 520M移动显卡多出现于超极本和低端主流本市场，而GT 540M和GT 630M则是14英寸机型中主力独立显卡。至于GT 555M在主流市场的高端机型中比较常见，也是NVIDIA在Fermi架构时代针对主流市场推出的最强显卡。
架构变化带来的性能提升显而易见，3DMark Vantage测试的GPU子项GT 640M得分27120，比Fermi架构的GT 635M有10%的性能提升。如果将GT 640M与上一代5系列移动显卡相比，二者之间的性能差距进一步扩大。与NVIDIA 5系列时代最强的GT 555M移动显卡相比，GT 640M仍然有23%的性能提升幅度。和针对中端市场推出的GT 540M相比，领先幅度更是达到了72%。根据我的测试记录，GT 640M的3DMark Vantage测试27120分的成绩，是迄今为止我所测试的主流笔记本，同项目测试中获得的最高纪录了。
如此大的差距对于我来说并不感到奇怪，毕竟架构变化对性能提升带来的帮助，远比纯粹提高核心显卡的频率要来得简单和直接。和GT 555M的144个流处理器单元相比，GT 640M的流处理器单元数量达到了384个，甚至和高端的GTX 660M/GT 675M保持了一致。
轻松胜任大型3D游戏
从上面的基准性能测试中，大家已经了解到了GT 640M强悍的性能，那么体现在游戏中又如何呢？为此我加入了四款游戏在常规画质设置下考查GT 640M所能达到的帧速，同时对于部分游戏还将游戏画质设置到最高值，考查此时画面是否流畅。
不过在下面测试开始之前需要说明，本次测试的评测样机属于超极本，搭配的是Core i7 2637M超低电压处理器，而且显卡核心频率较官方宣称值也有一定的下调。如果本次测试使用的是标准频率的GT 640M显卡和标准电压的Core i7处理器，获得的测试成绩将会上升到一个新的高度，大家在对比游戏测试数据时需要对此有一个清晰的了解。
在游戏测试中，GT 640M强悍的性能表现继续在发挥，《街头霸王4》游戏画面帧速达到了138.5fps，虽然这个成绩比GT 635M的145.6fps有轻微的落后。当我将设置调节到全高画质并开启8倍抗锯齿设置后，《街头霸王4》游戏的画面帧速仍然保持在了77.8fps，人物搏斗的画面十分流畅。在《孤岛惊魂2》游戏中使用高画质设置，画面帧速为129fps，此时即便我将画质调节到非常高，画面帧速仍然保持在63.7fps，表现出色。
在对显卡性能要求比较高的《生化危机5》、《使命召唤7》两款游戏中，GT 640M移动显卡均能轻松应对。在《生化危机5》游戏中，GT 640M在默认画质设置下获得的游戏画面帧速为79.7fps，这个成绩超过了用于对比的其他五款显卡，而我开启8倍抗锯齿并将其他设置调节到全高后，画面帧速有一定的下降，但仍然达到了66.7fps，把这个结果和默认画质设置下的GT 630M移动显卡帧速相比，画面帧速还要高出11.3fps。
在《使命召唤7》游戏和默认画质设置中，GT 640M成绩为78.7fps，和GT 635M的74.5fps比较接近。和GT 630M相比，GT 640M有26%的性能提升；和GT 555M相比，有7%的领先；和GT 540M相比，有34%的领先。但是和定位低端的GT 520M相比，领先幅度更是达到了223%。在这里我之所以将GT 640M和GT 520M相比，是因为这两款显卡都出现在了超极本中，我希望通过这种对比，让大家了解到当前超极本内置独立显卡所能达到的性能级别。当然，GT 640M性能出色，但是功耗和发热量控制是否能过关，后面的测试会给大家答案。
功耗大幅度降低
和上次测试配备GT 635M独立显卡的笔记本相比，本次搭载GT 640M独立显卡的却是一款厚度仅有2.03cm的15.6英寸超极本。要知道，如果按照以往显卡性能和机身厚度的对应关系，配备GT 640M移动显卡机身的厚度至少达到3cm，将其设计在14英寸笔记本中也只是部分PC厂商的保守设计方案。
但是，GT 640M的性能比GT 555M还有23%左右的提升，比GT 630M有69%的性能提升，我手中一款搭载GT 630M独显笔记本的机身厚度为3.4cm，C面的厚度为2.4cm，无论哪个数值都比本次测试的GT 640M超极本要厚很多。
由于本次测试的样机带有双显卡切换功能，我首先将显卡的“全局设置”设定为“高性能独显”，同时卸掉测试笔记本的电池、将显示通过HDMI接口输出到外接显示器上，对其在不同应用状态下的功耗进行测试。在静置状态下，测试样机的功耗为9W（右方左图），这个结果比主流独显笔记本相同状态下的22W要低不少，9W的功耗值甚至和上网本相当。在这9W的功耗里面，超低电压处理器虽然有一定的贡献，但是GT 640M出色的待机功耗控制能力还是不可忽视的。按照NVIDIA官方提供的资料，GT 640M的TDP为25W，而GT 520M等显卡的TDP则为50W。GT 640M性能比GT 520M要高2倍多，而功耗却有对半的减少，实属难得。
在接下来的满负荷测试中，我通过Furmark和AIDA64对测试样机的处理器和显卡添加满负载。当显卡负荷加载到100%的时候，整机功耗为50W；如果同时将显卡和处理器负载加到100%的时候，整机功耗为69W，这样的表现对于一款搭载有高性能独立显卡的Core i7笔记本来说，在以前是一件不可以想象的事情。
事实上，本次测试的GT 640M样机搭配的是一款65W的电源适配器，而在以前此类机型至少要搭配90W的电源适配器。从上方右侧的图片可以看出，从90W到65W功耗，带来的好处不仅仅是功耗降低了更省电，同时适配器的体积和重量也跟着减小，旅行重量随之降低。我将测试样机适配器和一款配备GT 630M独显机型的90W适配器进行了比较，测试样机的65W电源适配器比90W的要轻0.18kg，其中65W适配器的重量为0.2kg，90W的重量为0.38kg。
进驻超极本 发热控制很重要
功耗降低了，整机的发热量也会跟着降低。但是将GT 640M加入到2.03cm厚的超极本中，确实是一件看上去有点疯狂的事情。为了验证GT 640M加入超极本后的散热表现，我在常规应用和满负载情况下考查了测试样机的散热能力，记录测试样机的C面和机身底部的温度。
经过一个小时的上网应用（室温22℃），C面的温度均低于31℃，即便是键盘上方靠近处理器出风孔位置温度也保持在31℃左右，产品的使用舒适度不错，此时底部靠近散热器位置的温度也保持在38℃左右。
在高负载环境下，我利用Furmark和AIDA64软件对显卡和处理器加载满负荷，一个小时后测试C面和底壳的温度。此时，C面的温度控制仍然比较理想，腕托和键盘大部分区域都感觉清凉，只是键盘上方靠近散热器的位置温度达到了38℃左右。此时我查看AIDA64检测到的处理器温度为92℃，显卡核心的温度为85℃，这样的成绩对于一款厚度只有2.03cm的超极本来说是让人满意的成绩了。但是相比之下，底部的热量聚积现象就显得非常明显了，底部靠近处理器出风口位置的温度竟然达到了65℃，这对于一款笔记本来说已经是让人无法承受的温度了。
不过大家需要了解的是，在日常使用过程中，几乎没有哪位用户会在显卡和处理器100%负载的情况下长时间使用超极本。何况本次测试的这款GT 640M超极本只是一款工程样机。不过在我看来，GT 640M功耗控制虽然出色，但是将其融入超极本中还是需要良好的设计作为辅助，而且GT 640M高性能显卡加入超极本等轻薄笔记本中，也代表着未来笔记本的发展趋势。
实际上通过拆解测试样机看到，测试样机配备的散热器比较小巧，和GT 630M等14英寸主流本的大块头散热器相比要小很多（上图）。试想，如果适当扩大散热风扇尺寸或者热管的厚度，当然会获得更好的散热效果。所以反过来看，如果将GT 640M加入到常规厚度的主流本中，不但会降低笔记本内部散热设计的难度和成本，而且还可以对笔记本的厚度和重量进行控制。
性能重要，功耗控制更重要
通过上面的测试很容易看出，GT 640M相对上一代产品在性能上有大幅度的提升，这着实让我惊讶。大幅提升的性能，不但将上一代主流市场的性能显卡GT 540M远远地抛到了后面，即便是主流市场中最高端的GT 555M也要让它三分。而且从本次NVIDIA发布的开普勒架构新6系移动显卡来看，GT 640M只是一款位居“末端”的产品，这也预示着未来开普勒移动显卡笔记本的性能会上升到一个新的台阶，这也将引领笔记本产业显卡3D性能整体水平的提升。
GT 640M等新一代显卡功耗大幅降低的同时，性能却大幅度提升，这无论于用户还是于整个笔记本产业来说，都将是一个革命性的变化，这也正如前面所说那样，对于NVIDIA的6系列移动显卡而言，这真正寓意着一个笔记本独显效能时代的开始。
但是通过上面的测试不难看出，GT 640M发热量还是一个不可忽视的问题，尤其是进驻超极本中还需要面对很多的问题。不过随着英特尔Ivy Bridge平台发布日期的临近，处理器也将迎来效能时代，虽然GT 640M在超极本中温度控制表现不佳，但是这主要因为较薄的机身厚度所致，如果将GT 640M放到主流机型中，将会让主流本的设计变得更加简单，散热设计成本降低、使用舒适度提升、电池使用时间变长，甚至在超极本还没有完全普及之前，有可能引发主流本新一轮变薄的发展趋势。