iGame RTX 4070 Ti ADOC首测 价格砍半的3090ti你买吗?
刚刚过完元旦假期,NVIDIA便发布了RTX 40系的第三张显卡——RTX 4070 Ti。由于本次没有公版发布,所以我们抉择了七彩虹的iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC显卡,分别测试准则频率以及一键超频后的测试成果。作为2023年的第一张显卡,它究竟值不值得我们期待呢,下面我们了解一下它。
作为Ti系列显卡,按照常理应该在常规型号发布之后公布,不过本代的RTX 4070 Ti为何会如此早的与大家见面,想必我们也清楚。
经过比对后发现,这张卡的CUDA数量、核心频率等都与之前公布的RTX 4080 12G颇有相似之处。而NVIDIA公布的官方意见价格为6499元,相比上一张RTX 4080足足便宜了3000元,不知道对于这个结果大家是否称心。下面先让我们来看看本次评测显卡的概览。
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iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC概览
每一代七彩虹显卡在外看上的改动都是非常大的,很多品牌RTX 40系的显卡都是在原有RTX 30的基础上简单修改,但iGame在设计理念上也有着不小的转变,这次大家熟悉的iGame Advanced系列就是如此。
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配件方面,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC包装内自带一个金属显卡支架以及螺丝刀,另外虽然RTX 4070 Ti的功耗有所降低,不过RTX 40系全员摘用了16pin供电接口,所以还附赠了一个双8pin的转接线。
过往几代的iGame Advanced系列显卡大家都比较熟悉了,修长的外看让它在众多显卡中脱颖而出,更有“视觉刺客”的美名。不过在RTX 40系中,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC则主打“宇宙陨铁”的设计理念,下面我们来看看。
iGame RTX 40的Advanced系列显卡整体构造简化了很多,棱角分明,通体以银色陨铁卡身为主,正面导流罩为黑色,并有几何三角形做点缀。另外标志性的能量核心进化为引力之环,依然位于正中心的风扇,而此次它又有了更多玩法。
虽然Advanced系列经过改版方正了许多,但在导流罩上下两边,能够看出进行了非常大的倒角处理,Advanced和iGame的logo就分别在上下两侧的倒角边上。
iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC的整体尺寸为344×150.2×60mm(含挡板),老实讲作为RTX 40系显卡,这个规格并不是很大,对比已经发布的旗舰产品来说,拿在手里的重量依然算得上轻便。
主动散热部分,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC摘用了聚风镰环扇叶,它为双环型100mm+96mm扇叶升级加固的叶片环环相连,一体性更强。九翼扇叶如连镰刀般锋利,聚风驱热。
Advanced系列的外甲摘用包裹性更强的设计,金属背板一直覆盖到显卡尾部,与正面导流罩相接。
而这次iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC的背板设计的也尤为漂亮,在不同灯光下拍摄能够映出那种陨铁淬火的感觉,质感相当强。
更出彩的地方在于尾部的设计,除了iGame的镂空logo外,那些神似铭文的字母,也是“iGame”的变体字,并且表面摘用抛光处理,在不同光线下更显神异。
显卡内部散热摘用真空冰片技术,超扁平的密闭腔体内充冷凝液,吸取热量后通过相变原理散发热量。真空密闭腔体与热管及鳍片合为整体,散热效能突飞猛进。搭配内部6根8mm热管的奢华配置提升散热效率,“回流焊”工艺使热管与鳍片间产生接触面,优化散热效能。
视频输出接口上,依旧摘用了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。
另外在iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC上依旧有七彩虹特殊的一键超频机械按钮,反馈力度和确认感更明显,点亮之后会发出蓝光,易于识别。
本次iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC的整卡功耗为310W/330W,摘用单16pin的辅助供电,推举电源850W及以上。不过从本次包装内附送的双8pin转接线也能看出,之前的电源完全可以适配,但无奈NVIDIA这次统一接口,所以只能中间转接这一下。
虽然功率没有那么大,但有条件的还是意见大家抉择ATX 3.0电源,它自带12VHPWR的16pin供电接口,最高可支持600W供电。
需要注重的是,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。
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iGame Center软件及灯光
虽然Advanced系列表面上灯光没有那么多,但还是强烈意见下载iGame Center软件,中间的引力之环灯效非常有意思,而且新版软件不仅可以调剂灯效,还有数据监控功能。
软件首页会展示详尽的硬件参数信息,假如是七彩虹家的产品也能够正确识别出来。
本次iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC的亮点就在于风扇的“视觉暂留”效果。
在普通模式下,Advanced系列巧妙地凭借灯光闪耀加上风扇的转速,形成有节奏的颜色交替转变,“演出效果”满分。
而在静止模式下,灯光会通过特定的频率来显现几乎静止的扇叶状态,不过由于风扇转速随时都在发生转变,会出现缓慢转动的现象。
在iGame Center的灯光调剂中,还有不同的扇叶数目调剂,最多3倍的扇叶,看起来有点“反应堆”的意思了。
新版的iGame Center还支持开启监控窗口,分为简洁模式和iGame模式,iGame模式则对应七彩虹家不同系列显卡。
不过要注重的是,开启OSD监控会消耗一小部分显卡性能,玩家可依据自己的使用情状酌情开启。
除了日常监控,部分游戏还支持生成游戏日志数据,方便玩家看察全方位的数据统计。
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NVIDIA GeForce RTX 4070 Ti 架构浅析
本次发布的GeForce RTX 40系显卡由全新的NVIDIA Ada Lovelace架构打造,TSMC 4N NVIDIA定制工艺,旗舰核心AD102达到了恐惧的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。
本次发布的GeForce RTX 4070 Ti达到40-TFLOPS,而不久前发布的RTX 4090则为83-TFLOPs。
完全AD102核心
完全AD104核心
RTX 4070 Ti所使用的AD104
本次GeForce RTX 4070 Ti使用了AD104芯片,准则的5组GPC,NVENC单元削减了3个。
我们再来详尽的看看每个SM单元,其中与NVIDIA Ampere架构有着同样的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SM单元内部的Tensor Core升级为第四代。
不过转变最为显著的,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(具体原理后文详尽介绍)。
至此,每2个SM单元组成一个TPC单元,每6组TPC单元组成一个完全的GPC顶层单元(在部分核心中,会出现5组TPC组成一个GPC单元的情状)。
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)。
由于整体架构分析篇幅较长,关于NVIDIA Ada架构的其他新特性就不在这里介绍了,将在文章末尾以附录的形式展开阐明,有兴致的用户可翻至最后。
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测试平台简介
首先介绍一下测试平台,为了保障iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC这张显卡的性能发扬,我们的平台也再次进行了全面更新。
本次测试平台的处理器摘用了Intel最新的13代i9-13900K,性能绝对强悍,并且电源和展示器上进行了着重升级。
首先看一下GPU-Z的参数,由于本次iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC有标频和一键超频两种频率,我们也分别进行了测试。
不过即便是准则频率,也无法完全模拟出公版的数据性能,究竟两张卡的设计和做工用料完全不同。这里也只能看做是iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC在2610MHz下的性能表现,所以后续“公版”的测试分数仅供参考。
此次RTX 4070 Ti摘用全新的AD104核心,拥有7680个CUDA,这与之前曝出的RTX 4080 12GB的参数相同。本次测试的iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC的Boost频率为2760MHz,对比公版的2610MHz有非常大提升。
摘用12GB GDDR6X Micron显存,位宽为192bit,显存带宽达到了504.2 GB/s,光栅单元和纹理单元为80和240。
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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:
这里着重阐明一下,i9-13900K在测试3DMARK FS成果中存在BUG,GPU占用不足,导致分数较低;这里的FS成果为i9-13900K处理器关闭小核心测试所得。
在针对显卡DX11性能的3DMARKFS套装测试中,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC主要对比上一代旗舰RTX 3090 Ti,其中FS提升了12%;FSE提升了6%;FSU差距在1%,综合来看相比RTX 3090 Ti的性能提升约为6%。
而对比刚刚发布的RTX 4080,综合成果相差18%左右,这中间的差距虽然没有RTX 4080与RTX 4090大,但仍然足够安放一个型号,不过Ti已经用了,不知道后续会不会是SUPER?
而在针对DX12环境下的Time Spy和Time Spy Extreme测试中,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC相较RTX 3090 Ti的成果分别为:TS提升7%;TSE成果相同。
PortRoyal是3DMARK中专门针对光追性能的测试项,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC相较RTX 3090 Ti的分数差距约为1%,几乎是实力相当。
综合来看,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC的理论性能相较RTX 3090 Ti的提升约为4%。
不过这4%也并不是平均都提升,其实可以明显看到在辨认率越高的情状下,RTX 3090 Ti的优势越明显,究竟两款显卡的显存带宽相差一倍。
尽管RTX 4070 Ti的L2缓存达到了惊人的48MB,而RTX 3090 Ti只有6MB,但高位宽高带宽整体的优势依然明显。
Speed Way测试是3DMARK最新更新的用于测试DirectX12 Ultimate 性能的显卡基准测试。要运行此测试,显卡必须支持 DirectX 12 Ultimate 并包含 6GB 及以上显存。
这项测试结合了实时光线追踪和传统渲染技术来测量显卡性能。场景含有光线追踪反射、实时全局光照、网格着色器、体积照明、粒子和后处理效果。并且有意思的是,Speed Way测试支持自由探索场景,可查看光照及摄像机设置的改变如何影响视觉效果。
在该项测试中,我们对比了刚刚发布的RTX 4080显卡,从1080p辨认率到8K的差距依次为:24%/24%/24%/61%,目前常见的三种辨认率差距相同,但8K这种次时代的超清辨认率,绝对是用显存来说话了。
另外我们使用3DMARK刚刚更新的DLSS 3进行了相关性能测试。依然是对比之前发布的RTX 4080,除了8K辨认率下关闭DLSS 3的成果,两款显卡的差距一直保持在20%左右。
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常规游戏 性能测试
由于本次RTX 40系加进了DLSS 3新技术,所以后面会进行单独测试,这里依然抉择主流的几款3A大作进行游戏性能对比。
在《地平线5》中,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC相比RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升40%;2K提升38%;4K提升33%,综合提升37%。
在《刺客信条:英灵殿》中,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC相比RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升45%;2K提升34%;4K提升11%,综合提升30%。
在《无主之地3》中,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC相比RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升13%;2K相差1%;4K相差12%。
《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,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC相比RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升10%;2K提升4%;4K相差7%。
在另外一款国产游戏《边陲》的跑分软件中,情状基本与《光明记忆:无限》相同,测试条件均在“RTX最高/DLSS质量”下进行。
在《边陲》中,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC相比RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升21%;2K提升15%;4K提升2%,综合提升13%。
在常规游戏测试中,不难发现在高辨认率下RTX 3090 Ti优势非常明显,即便在1080p辨认率下RTX 4070 Ti能够有很大优势,但凭借24GB大显存以及1000 GB/s的带宽,4K辨认率下依然能够扳回一城。
所以综合来说,RTX 4070 Ti其实与RTX 3090 Ti算是实力相当,只不过两款显卡的“战场”不同,但假如在用户普及使用的1080p和2K辨认率来说,RTX 4070 Ti的优势更大,更不要说它还能够开启DLSS 3这一神技。
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DLSS 3性能测试
目前已有超过 35 款游戏和使用公布即将支持 DLSS 3,其中 15 款游戏已经上市。目前已有超过 250 款游戏和使用支持 DLSS,并且还在逐月增加。
其中11月15日已有13款加进DLSS 3的游戏,包括《逆水冷》、《微软模拟飞行》、《毁灭全人类2:重新探测》、《瘟疫传说:安魂曲》、《光明记忆:无限》、《暗影火炬城》、《F1 22》、《生死轮回》、《漫威蜘蛛侠:重制版》、《超级人类》。最新发布的则有《WRC Generations》、《极品飞车:不羁》、《战锤40K:暗潮》
下面就让我们来实际测试,拥有全新的DLSS 3的游戏,能达到何种帧率。
本次DLSS 3的测试图表比较繁琐,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。
本次RTX 4070 Ti定位于2K辨认率下的电竞级帧率,在《赛博朋克2077》中的数据反映比较真实稳定,可以看到在DLSS关的光线追踪最高的情状下,即便iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC显卡也只有45帧,并且延迟达到了90.3毫秒。而在开启DLSS 3后,帧数为119。
对比RTX 3090 Ti来看,虽然在关闭和DLSS 2模式下的分数几乎相同,但假如RTX 4070 Ti开启DLSS 3后,提升幅度达到了57%左右,非常大。
《暗影火炬城》也是本次新增的DLSS 3测试,在开启光追后对于性能要求明显提高。在两款显卡的对比中,在不开启DLSS 3的情状下RTX 4070 Ti相较RTX 3090 Ti也几乎都有着10帧的领先优势。而开启DLSS 3后,提升幅度为20%左右。
在Unity的测试软件中,将会自动播放一段即时演算视频,我们通过FrameView笔录全程。不过由于程序仅提供关闭和开启DLSS 3的操作,所以我们取两组分数。
可以看到在关闭DLSS 3后,即使在2K辨认率下平均FPS也有37帧,延迟也高达119.4ms。而开启DLSS 3后提升非常大,性能提升达到了127%,演示效果肉眼可见的顺畅。
在UE5提供的测试游戏中,方便的给出了DLSS的灵敏测试,这里分为DLSS关(超辨认率关+帧生成关+Reflex关);DLSS 2(超辨认率性能+帧生成关+Reflex开);DLSS 3(超辨认率性能+帧生成开+Reflex开)三档测试。
这组对比中,由于场景受限,我们抉择固定镜头测试,所以三组数据1% Low帧数相对较高。
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转变,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,这点瑕疵几乎可以漠视不计。
最后我们也测试了4K辨认率下iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC的各项表现,以下成果供大家参考。可以看到在开启DLSS 2和DLSS 3后,依然能够达到顺畅甚至电竞准则。
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生产力工具测试
虽然RTX 4070 Ti为彻彻底底的游戏卡,不过我们也对渲染及编码等内容进行了部分软件的测试。
Blender
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,省往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RTX 4080显卡得分,分别为4850/2239/2333分,平均3141分;下图为iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC显卡得分,分别为3726/1694/1868分,平均2429分。
两张显卡的性能差距在23%左右,与理论分数差距相当,究竟80级显卡在本质上同样是游戏卡,16GB显存与12GB显存在这方面的优势有限。
DaVinci_Resolve_18.0.2
下面我们通过达芬奇来对NVIDIA AV1编码进行实测,对比输出为H.264编码。输出尺寸为4K UHD,质量抉择最好,来看看两组成品有何区别。
本次的RTX 4070 Ti测试中,我们重新对该素材进行编码渲染,不过最终的渲染时间同样是1分50秒左右,与RTX 4080几乎相同。
由于我们没有固定码率,而抉择了相同的画面质量,可以看到在同质量下,AV1所生成的视频码率更低,几乎为H.264的三分之一。
而低码率也就意味着视频体积越小,该段视频摘用AV1编码的大小为H.264编码的四分之一,对于硬盘的空间节约非常明显,下面再来看看两段视频的画质表现如何。
左AV1 右H264(点击查看大图)
我们抉择NVIDIA的ICAT软件进行分屏对比,首先在较低的缩放倍率来看,两段视频在色彩和清楚度上完全相同,而在放大500%后,可以看到噪点情状。使用AV1编码像素过度更平滑,几乎没有很明显的颗粒感,从而使场景看起来更干净。
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温度及功耗测试
功耗测试中,我们抉择FurMark软件进行拷机测试,并摘用GPU-Z检测温度,功耗仅计算显卡自身。
在半小时的拷机中,iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC显卡满载状态下峰值温度掌握在63℃左右,热点温度也仅有76℃左右。可以看到整卡功耗为300W左右,假如TDP达到100%则为310W左右。
值得一提的是,本次我们在拷机测试中,虽然最大板载功耗为300W左右,TDP达到了97%。但在实际游戏测试中,大部分3A游戏只在240W左右,甚至部分不消耗性能的游戏在200W左右。
这里我们抉择了最消耗性能的《赛博朋克2077》,在4K辨认率下的光追超级预设,笔录了benchmark整个过程的功耗情状。表格中左侧为功耗,下方则为当前帧。
可以看到在功耗峰值点,这张iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC仍然不到260W,而在整个benchmark测试中的平均功耗为248W。所以在实际的使用过程中,由于不同游戏负载不同,GPU的实际功耗是动态转变的,类似于FPS随时间的转变,RTX 40系列很难触及功耗墙。
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价格砍半的3090 Ti你买吗?
从整个测试成果来看,本次发布的显卡相比RTX 4080确实应该低一个型号,究竟两款产品的性能差距在20%左右,假如都喊RTX 4080,只在显存名称区分,对于大部分用户来说确实有点混杂。
这张卡的亮点部分则是对比RTX 3090 Ti的上一代旗舰,从整个测试来看,在1080p以及2K辨认率,RTX 4070 Ti都有着较大的优势,但在4K辨认率下因显存瓶颈会被RTX 3090 Ti扳回一城。
但RTX 3090 Ti本身的定位就是生产力工具,24GB的大显存高带宽都是助力更好的内容创作,4K辨认率下的游戏表现倒是有点无心插柳了。
而RTX 4070 Ti的定位本就是游戏显卡,12GB显存即便在4K辨认率下也是完全够用的,况且作为RTX 40系显卡,还有DLSS 3这样的神技加持,在支持DLSS 3的游戏中,相较RTX 3090 Ti的提升非常大。
对于大部分骨灰级游戏玩家来说,2K@144Hz将是未来主流的电竞展示器,而这张iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC则是该辨认率和刷新率下的完美游戏显卡。
除了价格砍半外,游戏的平均功耗只有248W左右,相比RTX 3090 Ti的功耗也几乎砍半,这对于常年显卡满载的3A游戏玩家来说绝对是福音。
本次评测的iGame GeForce RTX 4070 Ti Advanced OC显卡,更符合现在的极简审美,在大刀阔斧改变的同时,细节之处拉满。特别是升级后的“引力之环”,虽然发光的部位不多,但通过iGame Center调剂后的视觉暂留效果惊艳。卡身整体质感强烈,银色的外甲在机箱内其他灯光的照射下,能够反射出更迷幻的色彩。
最后价格方面,本次RTX 4070 Ti的官方意见价格为6499元,相比最早公布时低了一些,与RTX 4080相差3000元。
本次RTX 4070 Ti显卡的售卖时间比性能解禁时间晚一天,为1月5日的22:00点,有兴致的用户不妨关注起来。
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附录1-NVIDIA Ada Lovelace架构解析
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。依据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法则的射线,而碰撞到物体后的二次光追,则会出现大量发散的、无法则的反射,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,以发扬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。究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,假如说在RTX 30系显卡中,想要畅享4K高帧率游戏有点食力,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。并且依据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。而这只能阐明,这张4090并非Ada Lovelace架构的最终形态。
Opacity Micro-Map Engines
在第三代RT Cores中引进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浩大的。
不过Opacity Micro-Map Engines可以将光线追踪特性烘焙到不透明蒙版中,所以那些不规则外形和半透明的对象,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,发明出简单的模型,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。
而这还不是最夸饰的,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惧。它摘用了新的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。
注重这里的单位——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直接迈进了DLSS 3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超辨认率的基础上,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超辨认率、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辨认率及以上的更高辨认率,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,我们阐明起来简单,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。所以此次完全的DLSS 3中,捆绑了NVIDIA Reflex,可以有效扶助减小延迟。
这也不负NVIDIA给它起了个“神经网络渲染新时代”的名号。纵看目前市面上的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,目前唯一的方法就是购进一张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中最新引进的,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。
假如说原来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,所以即使碰到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AV1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。它首次加进了对AV1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,AV1编码的效率平均提升了40%,在同码率下AV1编码的画质将更好。目前大部分直播的辨认率和清楚度,均受限于平台规定的最大比特率。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,摘用AV1编码的清楚度明显比H.264更高。
说起直播,OBS信赖大家都不陌生,在10月份即将发布的补丁中,OBS就加进了对NVENC的AV1编码支持
当然,直播只是我们更轻易见到的AV1优势,在视频工作的所有环节,AV1编码都可以带来极大提升。
所以,如图所见。NVIDIA已经为广大用户展好了一条完全的生态链,从编码API、软件、平台到播放器,将全面支持AV1编码。
另外再说一下NVIDIA一直强调的双AV1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,依据官方宣扬的,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,感兴致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,最后拼合完全。
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……
随着图像逐渐进进到超清时代,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,也要承担时间的无穷长。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。在不断进取的硬件编码中,质量和时间也在不断地被挑战和刷新。
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附录2-Ada Lovelace是谁?
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”,后来的协作伙伴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数求解的详尽阐明。由此,Ada被广泛认为是世界上第一个程序员。
而以她名字命名的语言——ada语言,已经成为了美国军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的先行宣扬中,用到了“以未来敬传奇”的slogan。