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消息称英伟达RTX 5090核心数比前代多50%、综合性能提升70%

IT之家 9 月 19 日消息,网友 Panzerlied 在国内 Chiphell 论坛发帖,表示英伟达 RTX 5090 的 CUDA 核心数量会增加 50%、显存带宽提升 52%,缓存提升 78%,频率提升 15%,最终规格比 RTX 4090 高 70%。

根据另一位网友 fighte97 计算的结果,英伟达 RTX 5090 的 CUDA 核心数量为 24567 个,显存带宽为 1532 GB/s,L2 缓存为 128MB,时钟频率为 3.0GHz 以上。

IT之家此前报道,下一代英伟达旗舰显卡 RTX 5090 将使用台积电的 3nm 工艺,预计将在明年年底推出。

英伟达在去年推出的 RTX 40 系显卡代号为 Ada Lovelace,而外媒 Hardwaretimes 称下一代英伟达 RTX 显卡的代号为 Blackwell,并表示这些 GPU 将在台积电的 3nm(N3)节点上制造,晶体管数量将超过 150 亿,密度接近 3 亿 / mm²,核心时钟将超过 3 Ghz,总线密度将达到 512 bits。

GeForce独显福利!NVIDIA显卡控制面板怎么用?

前不久CFan曾和大家分享过英特尔和AMD核显控制面板的优化思路,详见《让免费的核显更好用!英特尔酷睿集成的GPU如何优化? 》和《锐龙笔记本用户必看!教你玩转Vega核显设置 》。今天,咱们再来聊聊NVIDIA独显控制面板的基础功能。

在笔记本专用的独立显卡领域,英伟达旗下GeForce显卡的普及度最高,针对游戏的优化也最为完善。我们可以在桌面点击鼠标右键,进入“NVIDIA控制面板”,对GeForce系列独显进行各种优化调试。

找到隐藏的选项

绝大多数独显笔记本都是使用集显与笔记本屏幕直连,外接显示器则是通过独显输出画面。因此,在英伟达控制面板左侧的功能列表,我们一般只能看到“3D设置”,只有通过视频线与显示器相连时,才会显示出隐藏的“显示”和“视频”功能。如果你觉得外接显示器画面不清晰,色彩看着不舒服,可以通过这两个隐藏的选项加以调节。

一般情况下NV控制面板只能看到这些功能

只有外接显示器,或是强制独显直连屏幕,才能看到控制面板的全部功能选项

显示功能介绍

“显示”包含更改分辨率、调整桌面颜色设置、旋转显示器、查看HDCP状态、设置数字音频、调整桌面尺寸和位置和设置多个显示器等功能。和使用Windows 10显示管理设定分辨率相比,英伟达控制面板中“显示→更改分辨率”界面更加直观,无需跳转到其他界面即可同时设定外接显示器的分辨率和刷新率。

在“调整桌面颜色设置”界面下,切换到“使用NVIDIA设置”就能自定义颜色通道,还能通过微调数字振动控制和色调进一步改变色彩风格,在这里没有统一的标准,自己看着舒服即可。

如果改完发现效果还不如以前,点击右上角的“恢复默认设置”即可。如果外接显示器可以旋转,在“旋转显示器”界面下还能定义屏幕倾斜的角度,可解决画面显示颠倒的问题。

“查看HDCP状态”没有什么实际意义,它只能证明当前显示器是否支持适合看电影的HDCP技术。如果显示器内置扬声器,而笔记本同时还连接了音箱,在“设置数字音频”界面下可以对这些喇叭进行管理。

如果你外接的是非标准分辨率的液晶电视(如早期的等离子彩电),画面可能会超过屏幕当前的显示范围,比如看不到底部的任务栏,此时在“调整桌面尺寸和位置”界面可以对画面进行缩放,只是这里设置的效果可能没有电视机自带的画面缩放和位移功能好用。如果笔记本支持多屏输出,在连接多款显示器时,可以在“设置多个显示器”界面下进行管理。

视频功能介绍

“视频”包括调整视频颜色设置和调整视频图像设置,由于英伟达显卡支持“PureVideo”技术,我们在选择“使用NVIDIA设置”模式下就能对视频画面的色彩进行微调,还能优化边缘增强和减少噪音。为了达到最佳效果,大家可以一边播放视频一边微调,观察变化情况。

本图经过拼接,仅供参考

3D设置介绍

当笔记本玩游戏卡顿,或是你想100%发挥显卡性能,需要在“3D设置”中进行优化,包括通过预览调整图像设置、管理3D设置和设置PhysX。其中,“通过预览调整图像设置”建议设定在“由3D应用程序决定”,如果自己手动设置的话,侧重于性能可提升帧数但会降低画质,适合低端显卡;侧重画质则会降低帧数,适合高端独显。在“设置PhysX”界面,保持默认的自动选择即可。

CFan曾不止一次介绍过“管理3D设置”的功能,它能让所有程序(全局设置)或指定程序以独显还是集显运行。其中,全局设置建议选择“集成图形”(最省电),然后我们再进入程序设定选项卡,强制让集显跑不流畅的游戏以“高性能NVIDIA处理器”运行。

本图经过拼接,仅供参考

如果你的笔记本配备了GTX级别的高端独显,我们还能让指定程序以自定义的三重缓冲、各项异性过滤、垂直同步、平滑处理、环境光吸收、电源管理模式、纹理过滤、线程优化和虚拟现实预渲染帧数运行。如果你的独显档次较低,或是你不了解各画质选项背后的意义,建议选择全局设置或是由应用程序控制。

现在有少数游戏本,已经可以在NV控制面板中手动切换核显直连屏幕或独显直连屏幕了,选择后者在玩游戏时可以获得更高的帧数,让独显满血输出。

NVIDIA GeForce RTX 4090首测 4K/144将成最低配

NVIDIA RTX 40系显卡终于与我们见面,按照以往的惯例,通常都是游戏级别的“80”型号显卡率先与我们见面,不过此次最先推出的却是“90”级别的产品。

其实根据目前的情况来看,GeForce RTX 4090率先推出,也是为了照顾到仍在市售的RTX 30系产品。还记得在RTX 30系显卡推出时,大部分RTX 20系显卡其实已经停产,整体的更新换代节奏明显。

而目前GeForce RTX 3090的价格基本不足万元,也已经停产。所以在此时推出GeForce RTX 4090,其实并不足以影响到RTX 30系整体的销售。

每一次“90”级别的产品NVIDIA官方,其实很少宣传游戏领域,不过此次在性能悬殊如此大的情况下,即便是NVIDIA对于它的游戏性能也是侃侃而谈。

顺带一提,本次NVIDIA将限量推出GeForce RTX 4090 FE公版,将会于北京时间10月12日晚9点在京东首发上市。喜欢公版设计或是想要收藏的玩家务必下手,只有当你拿在手里后,才能够感受到什么叫满分工业设计。

01 NVIDIA GeForce RTX 4090 概览

今年的GeForce RTX 4090在外观上变化不大,不过包装还是一如既往的精美,并且此次NVIDIA还加入了环保的理念。

外包装依旧采用了哑光黑色硬纸盒,而且可以清楚地看到“GeForce RTX 4090”字体的变化,GeForce RTX的英文字样更圆滑,而数字则更“厚实”。

从侧面可以看到,本次显卡的包装除了外圈的硬纸盒,内部全部采用了黑色瓦楞纸。在盒子两侧还有黑色胶带防止运输过程损坏。

打开后的包装有点像帐篷形状,这张“性能怪兽”静静躺在那里,而且有意思的是,显卡周围的装饰纹路自带“震惊”效果。

拿出显卡后,包装内还附赠了一根16pin转8pin*4的转接线。其实本次GeForce RTX 4090的建议电源与GeForce RTX 3090 Ti相同,都是850W,所以如果在RTX 30系配备了高瓦数电源的玩家大可以放心升级。

NVIDIA GeForce RTX 4090 FE显卡的整体尺寸为304×137×61mm,占用3槽空间。其实长度相较RTX 30系显卡没有变化,甚至比RTX 3090 Ti还少了10mm,但整体的质感和分量都有所提升,整卡约为2.2kg,这还是以简约设计著称的公版,很难想象各家AIC的显卡到底会有多重。

NVIDIA GeForce RTX 4090的整体设计依旧沿用了RTX 30系显卡的外观,但由于架构升级,发热量增大,散热自然也需要同步升级。本次的GeForce RTX 4090风扇尺寸再次增大,基本已经达到了显卡整体框架的直径,而在散热风扇增大的基础上,最大气流动态增加20%,同噪音等级的气流动态增加15%。

视频输出接口上,依旧采用了HDMI 2.1 + DP 1.4a*3的四接口设计。HDMI 2.1可支持4K 120Hz HDR、8K 60Hz HDR,对于目前阶段的产品来说完全够用。

至于呼声较高的DP 2.0,其实目前绝大部分消费级游戏显示器都没有实装,且DP 1.4a标准也能够支持8K 60Hz刷新率的显示器。所以,综合来看,绝对够用。

况且,我们真的需要那么极致的规格吗?羊毛出在羊身上的道理大家都懂。

另外由于公版采用的双轴流散热系统,所以在视频输出接口部位能够看到大量的散热鳍片,这一点与上一代相同。

本次GeForce RTX 4090的整卡功耗为450W,采用单16pin的辅助供电。目前已有部分电源厂商发布了最新的ATX 3.0标准高端电源,自带12VHPWR的16pin供电接口,最高可支持600W供电。所以不出意外的话,或许下一代显卡也将采用这样的单16pin来供电。

虽然目前所有显卡厂商基本都会附赠一根转接线,不过8pin*4的杂乱程度可想而知,有条件的话,一个ATX 3.0标准的电源简直不要太整洁。

需要注意的是,目前适用于RTX 30系列的12pin接口和电源转接器与RTX 40系列显卡不兼容。

另外在RTX 40系显卡中,即便是首发的旗舰GeForce RTX 4090也不支持NVLink,所以想要重现往日的四路泰坦是不可能了。

最后来看一下GeForce RTX 4090内部的PCB板,依旧采用了“深V”的异形PCB,依旧紧凑的排布了所有的元器件,没有一点浪费,并且在如此紧凑的环境下搭载了20+3相供电。整整齐齐,堪称艺术品。

NVIDIA同时还强调,在高负载下,GeForce RTX 4090的供电更稳定,不会出现剧烈的电压、电流波动。

02 Ada Lovelace 姓甚名谁?

下面我们来看一下此次推出NVIDIA Ada Lovelace架构,我们先从Ada Lovelace这个人讲起,相较于Ampere,这位似乎大家更陌生一些。

Ada Lovelace(1815-1852)是英国数学家、计算机程序创始人,建立了循环和子程序概念,被称为世界上第一位程序员。

Ada从小对数学有极高天赋,其父称她为“平行四边形公主”,后来的合作伙伴Charles Babbage称她为“数字女巫”。在19岁时Ada嫁给了自己曾经的科学家庭教师,婚后的她对数学热情不减。

1842年到1843年花了9个月时间翻译了Babbage的《分析机概论》的备忘录,写了很多注记,其中给出了用计算机进行Bernoulli数求解的详细说明。由此,Ada被广泛认为是世界上第一位程序员。

而以她名字命名的语言——ada语言,已经成为了美方开发战斗机等尖端武器的语言。

从几行简短的生平简介中,不难看出Ada的生命虽然只经历了短暂的37个春秋,但却足以被后人铭记。

这也是为什么此次NVIDIA RTX 40的先行宣传中,用到了“以未来敬传奇”的slogan,下面我们详细剖析一下,这次的Ada Lovelace还有哪些创新和超越。

03 NVIDIA Ada Lovelace架构

本次发布的GeForce RTX 40系显卡由全新的NVIDIA Ada Lovelace架构打造,采用TC 4nm定制工艺(TC 4 nm NVIDIA Custom Process),旗舰核心AD102达到了恐怖的760亿个晶体管,而在RTX 30系显卡中为280亿个。

与上一代NVIDIA Ampere相比,NVIDIA Ada Lovelace在相同功率下,具有2倍以上的性能提升。最高可达到90-TFLOPS的着色器数据吞吐量,而本次发布的GeForce RTX 4090则达到83-TFLOPs,相比上一代NVIDIA Ampere则只有40-TFOPs。

完整的AD102核心共有18432个CUDA,其中包含12个图形处理集群(GPCs), 72个纹理处理集群(TPCs), 144个流式多处理器(s)。144个第三代光追核心(RT Cores)、576个第四代张量核心(Tensor Cores)。另外可以看到Boost频率也从1.9GHz猛增到了2.5GHz。

另外一点在架构图上没有体现的是,AD102核心还包含288个FP64双精度浮点核心(每 2个),用来确保FP64代码正确处理,包括FP64张量核心代码。

通常来讲,单精度浮点运算会用于深度学习模型训练,而双精度浮点运算则用于数值模拟工作。通常游戏卡都会砍掉FP64,这既节省了成本,又对游戏本身没有影响。而专业卡都保留有FP64,目的就是为了精度更高训练与计算。

此次资料中只提到了AD102核心搭载了288个FP64,尚不知道后续的推出的产品有无变更。

了解了完整的GA102核心,我们再来看一下RTX 4090的核心,其实知道了RTX 4090的参数,我们大概也能了解到后续可能推出的“Ti”系列究竟相差在哪。

相比完整的GA102来说,RTX 4090共有16384个CUDA,其中包含11个GPC、64个TPC以及128个单元,第三代RT Cores为128个,第四代Tensor Cores为512个。

其实根据完整的架构图就能看出,此次Ada架构整体结构性的改动并不大,这一点从单元便能清晰印证,同样的FP32 CUDA核心,同样的FP32/INT32混合CUDA核心,同样的L1级缓存等等。当然,每个单元内部的Tensor Core升级为第四代。

不过变化最为显著的,则是第三代光追核心,我们结合两代架构来看。在第二代光追核心中,包含负责边界交叉测试的Box Intersection Engine引擎,和负责三角形交叉测试的Triangle Intersection Engine引擎。

而在第三代光追核心中,还增加了两个新的引擎:Opacity Micro-Map Engines(OMM)和Displaced Micro-Mesh Engines(DMM),这两个新的硬件单元可以极大地提升光追性能(具体原理后文详细介绍)。

至此,每2个单元组成一个TPC单元,每6组TPC单元组成一个完整的GPC顶层单元(在部分核心中,会出现5组TPC组成一个GPC单元的情况)。

而每个GPC单元又搭载一个独立的光栅引擎、两组ROP分区(每组包含8个ROP单元)。

过多关于数数的部分就不再介绍了,毕竟此次架构图的大面上与NVIDIA Ampere架构基本相同,下面我们分别来看看,除了性能Ada架构还有哪些升级。

Shader Execution Reordering (SER)着色器执行重排序

SER主要的作用是提升着色器性能,它可以将效率低下的工作负载,动态重组为更高效的工作负载。主要针对光线追踪的性能提升非常大。

简单地说,GPU在执行类似工作的时候效率最高。但随着光追效果越来越强大,每个场景可能有数百万条光线照射在不同材质上,而我们知道不同材质的反射率,以及反射效果也是不同的。所以这样就为着色器创建了大量的、发散的,效率低下的工作负载。

SER则可以将这些杂乱的指令重新分门别类,动态重组为更高效的工作负载。根据NVIDIA的说法,SER可将着色器性能最多提升2倍,并将游戏帧率最高提升25%。

举个简单的例子,当光线第一次从发射端到碰撞端是非常有规律的射线,而碰撞到物体后的二次光追,则会出现大量发散的、无规律的反射,这对于光追负载是非常高的。而从图中便能看到,SER可以将这些指令进行二次排序,以发挥出着色器的最大性能。

不过好在这么实用的功能并不是RTX 40系的专利,它是一个易于集成的SDK,目前需要游戏开发商集成在游戏中。另外由于它是一个通用的逻辑,后续也有可能直接集成在Windows的API中,这样游戏开发者就无需特意引用,直接调用系统API即可。

可以说SER对于手持RTX 20系及以上(能够开启光线追踪)的N卡用户来说,是极大地福音。毕竟免费提升的光追性能,谁不喜欢呢。

第三代 RT Cores

RT Core的作用在于更快的光线追踪计算能力,如果说在RTX 30系显卡中,想要畅享4K高帧率游戏有点吃力,那么RTX 40系显卡中,将显得轻而易举。

在GeForce RTX 4090这张显卡上,达到了191 RT-TFLOPs的处理能力,而RTX 30系显卡最快处理能力为78 RT-TFLOPs,足足为2.4倍。并且根据NVIDIA的官方说法,第三代RT Core的峰值RT-TFLOPs相比于前代提高了2.8倍。而这只能说明,这张4090并非Ada Lovelace架构的最终形态。

Opacity Micro-Map Engines

在第三代RT Cores中引入了两个重要的硬件单元,首先是Opacity Micro-Map Engines,可以理解为微映射透明度引擎,它主要的作用是优化光线追踪渲染,可大幅减轻着色器的工作负担。

比如树叶之类的复杂物体,不同的光线都会影响它的表现状态,以及树叶之间的光线反弹,所以对于光线追踪的计算量是巨大的。

不过Opacity Micro-Map Engines可以将光线追踪特性烘焙到不透明蒙版中,所以那些不规则形状和半透明的对象,也就能够更快更精准的渲染出来,从而极大减轻着色器的工作负担。

Displaced Micro-Mesh Engines(DMM)

Displaced Micro-Mesh Engines可理解为微网格置换引擎,它构建光线追踪的BVH(Bounding volume hierarchy)的速度提高了10倍!所使用的的显存减少了20倍!

DMM由第三代RT core本地处理,与前几代相比,它只使用基本三角形渲染复杂几何图形,极大减少了存储和处理需求。

具体的工作原理从图中一目了然,新的DMM可以将面数非常多的复杂图形做简化,创造出简单的模型,但整体的光线追踪效果不变。

通过一些模型数据我们可以具体看到,新的DMM将模型简化了多少。原本1100万三角面的模型,经过简化后,只有15万左右的微网格,BVH的构建速度提升了8.5倍,小了6.5倍。

而这还不是最夸张的,越复杂的模型往往优化的效果越好,在官方展示的这几组对比示例中,最快可提升大于15倍的速度,容量简化20倍的模型。

第四代 Tensor Cores

除了光追单元的升级外,第四代张量核心的升级更加恐怖。它采用了新的FP8张量引擎,在GeForce RTX 4090这张显卡上,吞吐量达到了1.32 Tensor petaFLOPs,提高了5倍。

注意这里的单位——petaFLOPs。以往的TFLOPs为万亿次浮点运算,而petaFLOPs则为千万亿次浮点运算。

DLSS 3

本次推出的DLSS 3也是RTX 40系一大卖点,从DLSS 2.3直接迈入了3.0版本,也能看出此次的升级之大。而DLSS 3也被NVIDIA官方称为神经网络渲染新时代。

全新的DLSS 3在原有的DLSS超分辨率的基础上,添加了光学多帧生成技术,以生成全新的帧,而不像原来只能生成像素。

DLSS 3结合了DLSS超分辨率、DLSS帧生成和NVIDIA Reflex这三大技术,能够重建八分之七的像素,极大提高性能。

在GPU受限的游戏中,比如2K分辨率及以上的更高分辨率,DLSS 2能够将帧率提高2倍,DLSS 3则能够提升4倍。

本次DLSS 3跨越了一个大版本,从想法和原理上也再度升级,完全“猜想”1帧的技术,我们解释起来简单,但实施起来需要大量的推理与演算,以及绝对超前的想法。

不过“凭空”生成的1帧,在延迟上绝对要比DLSS 2高。所以此次完整的DLSS 3中,捆绑了NVIDIA Reflex,可以有效帮助减小延迟。

这也不负NVIDIA给它起了个“神经网络渲染新时代”的名号。纵观目前市面上的XeSS、FSR技术,DLSS绝对称得上“巨人的肩膀”。当然,连年的创新,苦的是手持上一代显卡的玩家,想体验DLSS 3的帧生成,目前唯一的办法就是购入一张RTX 40系显卡。

New Optical Flow Accelerator

New Optical Flow Accelerator光流加速器是在第四代Tensor Cores中最新引入的,这也是为何DLSS 3中的帧生成为RTX 40系显卡独享。

光流加速器在原本DLSS 2的基础上,还可以计算两个连续帧内的光流场,能够捕捉游戏画面从第1帧到第2帧的方向和速度,从中捕捉粒子、反射和光照等像素信息。并分别计算运动矢量和光流来获得精准的阴影重建效果。

以《赛博朋克2077》为例,在第一帧,光流加速器会捕捉到每一个像素中的粒子、反射和光照等信息。并在第二帧中查找匹配的像素区域,计算帧之间的差值。

如果说原来DLSS 2能够“猜”出一张图剩下的像素,那么DLSS 3除了这些,还能够“猜”出下一帧的画面。

另外由于DLSS 3的帧生成是在GPU中处理和运行的,所以即使遇到CPU瓶颈的游戏,AI同样能够提升帧率。这也是为什么在此次发布会中说到,DLSS 3能够突破CPU的限制来提升帧数。

双1编码器

本次升级的第八代NVENC编码器可以说是直播、视频、后期工作者的极大福音。它首次加入了对1编码的支持,最显而易见的效果就是直播。

相比传统的H.264编码,1编码的效率平均提升了40%,在同码率下1编码的画质将更好。目前大部分直播的分辨率和清晰度,均受限于平台规定的最特率。以Twitch限制的8Mbps为例,可以看到在同等带宽下,同为2K 60帧的画面,采用1编码的清晰度明显比H.264更高。

说起直播,OBS相信大家都不陌生,在10月份即将发布的补丁中,OBS就加入了对NVENC的1编码支持

当然,直播只是我们更容易见到的1优势,在视频工作的所有环节,1编码都可以带来极大提升。

所以,如图所见。NVIDIA已经为广大用户铺好了一条完整的生态链,从编码API、软件、平台到播放器,将全面支持1编码。

另外再说一下NVIDIA一直强调的双1编码。顾名思义,即部分显卡内搭载了两个编码器,它所带来的效果也是显而易见的。

首先,根据官方宣传的,在4K H.265的导出速度上,RTX 4090是RTX 3090 Ti的2.2倍;在8K H.265的导出速度上更是达到了2.5倍。这部分的提升,大家常用的剪映同样适用,感兴趣的用户不妨亲自体验一下。

除了导出速度,8K 60帧的视频录制在以前简直难以想象,而双编码器的好处就是可以将图像一分为二,两个编码器分别处理7680×2160的图像信息,最后拼合完整。

关于编码部分,可能大部分用户的感受不深,但当有一天,你想录屏的时候,却发现显卡不支持,才会发觉它的重要性……

随着图像逐渐进入到超清时代,硬件编码和渲染几乎已经成为不可或缺的帮手。虽然论质量,硬件编码仍不及CPU软编,但软编做到了极限画质,也要承受时间的无穷长。甚至在一张8K渲染图中,两种编码方式的时间差距就已经达到了几个小时,遑论一段10秒的CG动画。在不断进步的硬件编码中,质量和时间也在不断地被挑战和刷新。

04 测试平台简介

首先介绍一下测试平台,为了保障NVIDIA GeForce RTX 4090这张怪兽的性能发挥,我们的平台也再次进行了全面更新。

不过由于手头上没有旗舰处理器,采用了本代中高端产品,并且电源和显示器上进行了着重升级。

本次因为性能大幅升级,且DLSS 3的加入,所以真正的4K时代已经来了。我们选择了爱攻&保时捷(Porsche Design)联合设计的PD32M。设计理念这里不再多讲,但这款显示器的性能也着实强悍。

首先配备了4K/144Hz的硬性指标,并且采用MiniLED背光技术,支持1600尼特峰值亮度,8000万:1动态对比度,通过HDR1400认证。

10.7亿显示色数, 97% DCI-P3、99% Adobe RGB覆盖率,色彩精准度ΔE<2(平均值),色彩呈现更加精准、丰富。

RTX 40系显卡性能暴涨的同时功耗也有较大幅度上涨,鑫谷昆仑KL-1250G金牌全模组电源配备原生的12VHPWR 16pin线材,无需转接线,扎实的做工设计、高品质日系电容等用料,保证电源的稳定性和长寿命,1250W的额定功率提供了较大的冗余,轻松应对RTX 4090,80Plus金牌认证可提供高达90%的转换效率,让高功率电源更加节能省电。

首先看一下GPU-Z的参数,NVIDIA GeForce RTX 4090采用AD102核心,采用TC 4nm定制工艺(TC 4 nm NVIDIA Custom Process),芯片面积608平方毫米,这里相对于RTX 30系的GA102的628平方毫米更小。

拥有16384个CUDA,相比RTX 3090 Ti的10752多52%,Boost频率达到了2520MHz,而RTX 3090 Ti为1860MHz,提升非常大。

采用24GB GDDR6X Micron显存,位宽为384bit,显存带宽达到了1008.4 GB/s,光栅单元和纹理单元为176和512。

05 理论性能测试

下面先进行的是用来衡量显卡DX11理论性能的3DMARKFS套装:FS,FSE,FSU三者分别对应显卡在1080P、2K、4K的理论性能,取显卡分数实际测试结果如下:

在针对显卡DX11性能的3DMARK FS套装测试中,GeForce RTX 4090的提升非常惊人,可以看到在分辨率越高的情况下这张显卡提升越大,其中FS提升了48%;FSE提升了66%;FSU则暴力提升了75%。

综合来看,在整个FS套装的测试中,GeForce RTX 4090相较GeForce RTX 3090 Ti的提升约为63%。

而在针对DX12环境下的Time Spy和Time Spy Extreme测试中,GeForce RTX 4090相较GeForce RTX 3090 Ti的提升分别为:TS提升56%;TSE提升69%,综合下来约为63%。

PortRoyal是3DMARK中专门针对光追性能的测试项,GeForce RTX 4090相较GeForce RTX 3090 Ti的提升约为56%。

综合来看,GeForce RTX 4090的理论性能相较GeForce RTX 3090 Ti的提升约为61%。根据CUDA数量来看,这个成绩还是比较合理的。

不过,其实在功耗测试中,我们发现这张卡被限制了比较大的功耗,这一点我们后边会进行详细说明。

在本次测试中,我们使用3DMARK的测试版进行了DLSS 3的相关测试。其中DLSS关闭为52.19帧,DLSS 3开启后为154.98帧。

另外我们也测试了GeForce RTX 3090 Ti在该程序下成绩,其中DLSS关闭为32.73帧,由于不支持DLSS 3,所以在DLSS 2下的成绩为83.63帧。

以两代不同架构的产品来说,对比有些不公平,我们对比自身的不同提升。

GeForce RTX 4090在开启DLSS 3后,相比关闭提升了197%;而GeForce RTX 3090 Ti在开启DLSS 2后,相比关闭提升了155%。

当然DLSS 3最夸张的还不止数字上这么简单,我们再来看看这张图。

在8K(7680×4320)分辨率下的DLSS 3测试中,GeForce RTX 4090在DLSS关闭的情况下仅有12.7帧,属于PPT范畴了,而在开启DLSS 3后,一跃达到了86.11的流畅水准,提升了578%!

通过DLSS的测试,其实给我的震惊很大。感觉老黄在RTX 30系显卡中说的“8K游戏体验”在RTX 40系显卡中,终于能有机会实现了。顺便做一下预告,在后续我们也会拿到一款8K显示器来对游戏进行真实测试,看看8K到底离我们还多远。

06 常规游戏性能测试

由于本次RTX 40系加入了DLSS 3新技术,所以后面会进行单独测试,这里依然选择主流的几款3A大作进行游戏性能对比。

首先在《地平线5》中,可以明显看到,不止在1080p分辨率下,即使在2K分辨率中,受限CPU的情况依然明显。可以说如果你入手这张GeForce RTX 4090,4K/144Hz的显示器应该是最低配置。

性能方面,GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升32%;2K提升35%;4K提升56%,综合提升41%。

在《刺客信条:英灵殿》中,GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升48%;2K提升51%;4K提升40%,综合提升46%。

在《无主之地3》中,GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升43%;2K提升63%;4K提升65%,综合提升57%。

《光明记忆:无限》的光追测试软件是独立于游戏的测试工具,比游戏中用到的光线追踪技术更多,测试条件为“RTX最高/DLSS质量”。所以测试帧数相对较低,但实际游戏配置相当亲民。

性能方面,GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升42%;2K提升54%;4K提升60%,综合提升52%。

在另外一款国产游戏《边境》的跑分软件中,情况基本与《光明记忆:无限》相同,测试条件均在“RTX最高/DLSS质量”下进行。

在《边境》中,GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升50%;2K提升67%;4K提升77%,综合提升65%。

07 DLSS 3性能测试

由于本次新技术DLSS 3的推出,将有35款游戏将于近期推出全新的DLSS 3功能,本次我们也拿到了部分游戏的测试版。

另外《超级人类》、《生死轮回》、《逆水寒》“拂云庭“、《微软模拟飞行》、《瘟疫传说:安魂曲》都将在10月陆续发布支持DLSS 3的版本。

《赛博朋克2077》、《F1 22》、《瘟疫传说:安魂曲》、《微软模拟飞行》、《逆水寒》本次进行了DLSS 3的测试,另外Unity和虚幻引擎也提供了本次的测试程序。

本次DLSS 3的测试图标比较繁琐,并且增加了1% Low FPS和延迟的测试,普通的FPS好理解,那么这个1% Low FPS是什么意思。

首先,游戏benchmark通常测试的FPS即为,一段时间内的游戏平均帧。而1% Low FPS则是将一段时间内的帧数从大到小排列,取最小的1%出来,再对这1%的数求平均值。

其实简单来说,这两个数值都不能代表我们在游玩时,具体哪一刻的感受,但FPS更注重整体,而1% Low FPS则是从最差的里面求平均,更谨慎一些。

看懂了1% Low FPS,我们再来看这张图表,在坐标轴左侧的为延迟(越低越好),坐标轴右侧的均为帧数(越高越好),并且由于牵扯到正负坐标,所以两侧的值有可能会不同。

由于目前测试DLSS 3的游戏均为测试版,所以难免出现BUG。

在《微软模拟飞行》中,在开启和关闭DLSS 2的时候,分数几乎无变化。这款游戏是极度吃CPU资源的游戏,如果瓶颈卡在处理器上,那么传统的DLSS 2的确无法提供更多的帧数加成。

而在DLSS 3中,我们能够明显看到帧数的大幅提升,要知道我们所有DLSS 3的测试均在4K分辨率下进行。看来利用帧生成来突破CPU瓶颈限制,实际表现确实如宣传的那样神奇。

不过帧生成并不是毫无弊端,这也是为什么此次测试加入了延迟。并且在开启DLSS 3后,NVIDIA Reflex是捆绑开启的。但相对于DLSS 2增加的这点延迟,在实际体验中的感受并不强。

在《赛博朋克2077》中的数据反映比较真实,可以看到在DLSS关的光线追踪最高的情况下,即便GeForce RTX 4090显卡也只有41帧,并且延迟达到了85.7毫秒。而在开启DLSS 3后,帧数为127,提升了210%。虽然相比DLSS 2的延迟高了6毫秒左右,但依然维持在较低的水平。

《瘟疫传说:安魂曲》是即将发布的一款游戏,在DLSS 3和DLSS关之间的帧数提升,同样达到了130%。可以看到虽然DLSS 3的延迟有所增加,但仍然比DLSS关闭后要低。

目前《F1 22》的数据测试同样有问题,在DLSS关和DLSS 2中均没有延迟数据。这一组主要看帧数的提升。其中DLSS 3相比DLSS关的帧数提升了124%,相比DLSS 2的提升也达到了55%。

最后则是国产游戏《逆水寒》的光追测试,本次我们选择的测试demo采用了真正的全局光照。所以在我尝试关闭DLSS运行后,第一次电脑直接崩溃重启,第二次侥幸能够运行,帧数也仅有个位数,而延迟早已上万。

还记得在纯光线追踪软件中测试的《光明记忆无限》和《边境》,在本次只有DLSS 2的情况下都能够达到80帧左右。而《逆水寒》这款真正意义上的全局光照,在DLSS 2开启后仅有40帧左右,着实恐怖。

当然针对画质方面,我们也进行了测试,在上图中我们截取《赛博朋克2077》中的一角,可以看到在两种DLSS模式下,相较原画质几乎没有明显变化,只在栅栏处的光影效果有所不同,但对于如此大幅度的帧数提升,这点瑕疵几乎可以忽略不计。

在Unity的测试程序中,有一组实时演算的光线追踪+DLSS的帧数对比。GeForce RTX 4090在开启DLSS 3后,实时帧数为83;而GeForce RTX 3090 Ti在开启DLSS 2后,实时帧数为39帧,提升约为113%。

在UE5提供的测试游戏中,方便的给出了DLSS的快捷测试,这里分为DLSS关(超分辨率关+帧生成关+Reflex关);DLSS 2(超分辨率性能+帧生成关+Reflex开);DLSS 3(超分辨率性能+帧生成开+Reflex开)三档测试。

其中,DLSS关的即时帧数为66帧,DLSS 2为112帧,DLSS 3为154帧。不过UE5这个测试的DLSS 3延迟为57.1ms,而DLSS 2为20.5ms,相对较高。

08 专业软件测试

作为“90”级别的显卡,拥有24GB的超大显存,内容创作者领域的应用是必不可少的。我们使用SPECviewperf 13这款工业、专业软件跑分测试。

对比显卡为GeForce RTX 4090显卡、上一代旗舰GeForce RTX 3090 Ti显卡以及上一代游戏旗舰GeForce RTX 3080 Ti显卡。

在SPECviewperf 13的软件测试中,其实仍然出现不少问题。每款专业软件对于性能提升的程度不尽相同,而且刚刚推出的显卡对软件适配也多多少少存在着问题,3DS MAX甚至出现了负增长的情况,所以后续在软件更新完善后将再做测试。不过目前部分软件的分数仍能反映出GeForce RTX 4090的强悍之处。

Blender是一款专业的三维渲染软件,本次推出了固定的benchmark跑分软件,省去了安装软件下载素材的麻烦。这款跑分软件只需下载好启动程序,软件会自动渲染测试monster/junkshop/classroom共三个场景。

上图为GeForce RTX 4090显卡得分,分别为6320/2894/2937分,平均4050分;下图为GeForce RTX 3090 Ti显卡得分,分别为3136/1812/1549分,平均2165分。通过平均分的比较不难发现提升非常明显,达到了87%,这对于以帧为渲染单位的动画来说,能够大幅度节省时间。

09 功耗及温度测试

功耗测试中,我们选择FurMark软件进行拷机测试,并采用GPU-Z检测温度,功耗仅计算显卡自身。

GeForce RTX 4090这张显卡最让人惊叹的地方在于温度控制,看来改进的散热器效果显著。通过14分钟左右的拷机测试,温度一直控制在60℃以下,核心温度也仅有66℃,对于这张AD102的旗舰芯片来说难能可贵。

值得一提的是,在拷机测试中我们发现,尽管显卡占用达到满载,但峰值功耗一直在300W左右徘徊,TDP也鲜有超过70%的情况。而官方数据中GeForce RTX 4090的整卡功耗为450W。

在3DMARK的TSE拷机中,功耗有所增加,但依然与450W相距甚远。

所以笔者后续尝试了手动增加功耗,虽然理论测试的分数有所提升,但效果不大。所以推测在当前参数配置下,300W是否为一个甜蜜区间?即超过该功耗后,虽然显卡分数有所提升,但与增加的功耗其实不成正比。又或者是首发为了稳定性考虑,驱动限制了较大的性能发挥,所以后续我们也会随着RTX 40系的上市,持续观察。

10 小改动 大飞跃

本次GeForce RTX 4090显卡的首测其实时间非常紧张,并且由于DLSS 3的性功能增加,大部分游戏均为测试版,其中存在着各种各样不稳定因素和BUG,后续我们也会持续更新测试方法及游戏。

Ada架构的问世,其实在看到架构图时,并没有带来很惊艳的感觉。毕竟在大框架上,它和Ampere太像了,我们能看到的变化,仅仅是在光追单元增加了两个微引擎。

然而实测后的结果确实出乎了所有人的预料,尤其是《微软模拟飞行》,这个最新的硬件杀手能够极大限度的榨取CPU和GPU性能。但在4K分辨率下,开启DLSS 3后的平均帧数能够达到150帧,这是什么概念?

以前的显卡,包括RTX 30系的旗舰产品,在4K分辨率下测试3A游戏基本都无法达到100帧。而Ada和DLSS 3的横空出世,让4K/144不再是我们一直追求的极限,甚至唾手可得!

可以这么说,如果你置办一张GeForce RTX 4090显卡,那么4K/144Hz的显示器应该是最低配,但这个最低配也是市面上显示器的顶配了。变相带动显示器行业发展,这也只是其中之一,视频协议甚至也将再次升级。

除了强关联的显示器领域,电源、数据线、鼠标等与之相关的领域也将相继升级。可以说此次RTX 40系显卡的推出对于整个DIY行业都是一次难得提升。

说回显卡本身,在外观方面,由于沿用了RTX 30系公版的设计,整体变化不大,但做工用料依旧堪称王道,拿在手上让人忍不住摩挲几下,但又生怕粘上指纹不好清除。

而此次GeForce RTX 4090散热器的升级,除了外观上显得更加厚重外,散热效果当属满分。满载拷机仅60℃,这对于一款TITAN级别的旗舰显卡来说着实难得,简单打打3A游戏风扇甚至都不转,这是一种什么体验。

在性能提升上,GeForce RTX 4090的理论成绩,相较GeForce RTX 3090 Ti提升约为60%,根据CUDA数量来看,这个提升较为合理。不过或许是因为首发较为保守,我认为仍没有达到它的极限。

关于GeForce RTX 4090或者是RTX 40系的市场定位,很难说它会快速顶上RTX 30系或者RTX 20系的地位,况且这种“超时代”的产物不是大部分玩家所需。而有违常理的率先推出“90”级别显卡,NVIDIA也有意让RTX 30系再消化一点时间,毕竟这个时间节点到了,不发点什么说不过去。

最后强调一下,本次NVIDIA将限量推出GeForce RTX 4090 FE公版,将会于北京时间10月12日晚9点在京东首发上市。喜欢公版设计或是想要收藏的玩家务必下手,只有当你拿在手里后,才能够感受到什么叫满分工业设计。

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