自NVIDIA RTX 4080釋出以來,各AIC品牌也相繼推出了自家的不同系列顯示卡,今天為大家帶來的是影馳 GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC顯示卡的評測。
說起星曜,大家的印象一定是白色、透明,以及星耀娘。在RTX 40系顯示卡中,影馳延續了上一代産品的精髓并在細節處做了較大的改動,尤其是系列IP星耀娘……也更吸引眼球了。
1 影馳 GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC 概覽
本次影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC在包裝上與上一代有較大的差别,由于RTX 40系顯示卡尺寸的增加以及内部配件更豐富,是以整體尺寸更大,全新設計的星耀娘更好看。
在配件方面,除了輔助供電轉換線,和5V的燈光同步線,還有星曜專屬的 ARGB 支撐架,支援炫彩光效并可自由調節高度。
影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC依然采用了該系列标志性的鑽石切割透明外殼設計,與上一代相比外殼的貼合性更好,想表達的水晶透明質感也更強。
本代星曜同樣支援DIY設計,的采用可拆卸的上蓋,内部全白設計友善使用者打造個人專屬外觀。這張顯示卡的整體尺寸為338×139×69(不含擋闆)。
影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC采用星卓III散熱系統,主動散熱部分為3個直徑100mm、厚度20mm風扇,每個風扇擁有11篇靜霜扇葉,可加大進風量,實作更出色的散熱效果。并且在RTX 40系中,星耀系列着重在風扇四周設計了大量鑽石切割設計,水晶質感更強。
影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC側面的系列logo采用千層鏡光效,猶如千層鏡面。搭配正面三個透明ARGB風扇更能提升電競氛圍。
影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC采用一體壓鑄的金屬背闆,白色噴塗搭配星曜系列的logo标志,簡潔美觀。另外非公版同樣采用較短的PCB闆,尾部能夠看到大面積镂空設計,更進一步保證散熱性能。
星卓III内部的散熱系統擁有4根直徑8mm和5根直徑6mm的鍍鎳複合熱管以及大面積高效能均熱闆和鳍片組成,結合回流焊接工藝,帶來更強的散熱性能,合金加強件也能有效防止顯示卡變形。
視訊輸出接口上,依舊采用了HDMI 2.1 + DP 1.4a*3的四接口設計。HDMI 2.1可支援4K 120Hz HDR、8K 60Hz HDR,對于目前階段的産品來說完全夠用。另外從标準的擋闆尺寸,也能夠看出本代RTX 40系顯示卡尺寸的增加。
本次影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC的整卡功耗為320W,采用單16pin的輔助供電。目前已有部分電源廠商釋出了最新的ATX 3.0标準高端電源,自帶12VHPWR的16pin供電接口,最高可支援600W供電。是以不出意外的話,或許下一代顯示卡也将采用這樣的單16pin來供電。
需要注意的是,目前适用于RTX 30系列的12pin接口和電源轉接器與RTX 40系列顯示卡不相容。
2 NVIDIA GeForce RTX 4080 架構淺析
本次釋出的GeForce RTX 40系顯示卡由全新的NVIDIA Ada Lovelace架構打造,TSMC 4N NVIDIA定制工藝,旗艦核心AD102達到了恐怖的760億個半導體,而在RTX 30系顯示卡中為280億個。
與上一代NVIDIA Ampere相比,NVIDIA Ada Lovelace在相同功率下,具有2倍以上的性能提升,最高可達到90-TFLOPS的着色器資料吞吐量。
本次釋出的GeForce RTX 4080達到49-TFLOPS,而不久前釋出的RTX 4090則為83-TFLOPs,相比上一代NVIDIA Ampere則隻有40-TFOPs,提升還是非常大的。
完整AD102核心
完整AD103核心
完整的AD103共有7個GPC(其中1個包含4組TPC);40個TPC、80個SM單元。從AD102和AD103兩個完整晶片來看,中間的差距還是不小的。
本次NVIDIA GeForce RTX 4080使用了削減後的AD103晶片,可以看到相比完整的總GPC沒變,但少了2組TPC,并且NVENC單元也從6個削減到3個。
其中不難看出完整的AD103核心日後必有他用,或許RTX 4080 Ti将采用滿血版的配置。
其實根據完整的架構圖就能看出,此次Ada架構整體結構性的改動并不大,這一點從SM單元便能清晰印證,同樣的FP32 CUDA核心,同樣的FP32/INT32混合CUDA核心,同樣的L1級緩存等等。當然,每個SM單元内部的Tensor Core更新為第四代。
不過變化最為顯著的,則是第三代光追核心,我們結合兩代架構來看。在第二代光追核心中,包含負責邊界交叉測試的Box Intersection Engine引擎,和負責三角形交叉測試的Triangle Intersection Engine引擎。
而在第三代光追核心中,還增加了兩個新的引擎:Opacity Micro-Map Engines(OMM)和Displaced Micro-Mesh Engines(DMM),這兩個新的硬體單元可以極大地提升光追性能(具體原理後文詳細介紹)。
至此,每2個SM單元組成一個TPC單元,每6組TPC單元組成一個完整的GPC頂層單元(在部分核心中,會出現5組TPC組成一個GPC單元的情況)。
而每個GPC單元又搭載一個獨立的光栅引擎、兩組ROP分區(每組包含8個ROP單元)。
由于整體架構分析篇幅較長,關于NVIDIA Ada架構的其他新特性就不在這裡介紹了,将在文章末尾以附錄的形式展開說明,有興趣的使用者可翻至最後。
3 測試平台簡介
首先介紹一下測試平台,為了保障影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC的性能發揮,我們的平台也再次進行了全面更新。
本次測試平台的處理器采用了Intel最新的13代i9-13900K,性能強悍,并且電源進行了着重更新。
首先看一下GPU-Z的參數,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC采用AD103核心,晶片面積為379m㎡,相比老大哥RTX 4090小了不少。
擁有9728個CUDA,相比RTX 3080 Ti的10240少5%,不過不同架構下僅用數量來說并不準确,如果數量少性能反而提升,那證明NVIDIA Ada Lovelace的确帶來了相當大的優勢。
影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC的Boost頻率為2580MHz,對比公版的2505MHz有較大提升。
采用16GB GDDR6X Micron顯存,位寬為2560bit,顯存帶寬達到了716.8 GB/s,光栅單元和紋理單元為112和304。
4 理論性能測試
下面先進行的是用來衡量顯示卡DX11理論性能的3DMARKFS套裝:FS,FSE,FSU三者分别對應顯示卡在1080P、2K、4K的理論性能,取顯示卡分數實際測試結果如下:
這裡着重說明一下,i9-13900K在測試3DMARK FS成績中存在BUG,GPU占用不足,導緻分數較低;這裡的FS成績為i9-13900K處理器關閉小核心測試所得。
在針對顯示卡DX11性能的3DMARKFS套裝測試中,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC主要對比上一代遊戲旗艦RTX 3080 Ti,其中FS提升了48%;FSE提升了45%;FSU提升了42%,綜合來看相比RTX 3080 Ti的性能提升約為45%。而對比剛剛釋出的老大哥RTX 4090,綜合成績相差23%左右。
而在針對DX12環境下的Time Spy和Time Spy Extreme測試中,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC相較RTX 3080 Ti的提升分别為:TS提升50%;TSE提升45%,綜合下來約為48%。
PortRoyal是3DMARK中專門針對光追性能的測試項,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC相較RTX 3080 Ti的提升約為42%。
綜合來看,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC的理論性能相較GeForce RTX 3080 Ti的提升約為45%。
Speed Way測試是3DMARK最新更新的用于測試DirectX12 Ultimate 性能的顯示卡基準測試。要運作此測試,顯示卡必須支援 DirectX 12 Ultimate 并包含 6GB 及以上顯存。
這項測試結合了實時光線追蹤和傳統渲染技術來測量顯示卡性能。場景含有光線追蹤反射、實時全局光照、網格着色器、體積照明、粒子和後處理效果。并且有意思的是,Speed Way測試支援自由探索場景,可檢視光照及錄影機設定的改變如何影響視覺效果。
在該項測試中,我們對比了剛剛釋出的RTX 4090顯示卡,從1080p分辨率到8K的差距依次為:39%/39%/42%/48%,可以看到在越高的分辨率下RTX 4090大顯存的優勢越明顯,尤其8K分辨率。
另外我們使用3DMARK剛剛更新的DLSS 3進行了相關性能測試。
由于該項測試類别較多,僅展示影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC顯示卡自身成績,其實可以看到在DLSS 3的加持下,分辨率越高提升越明顯,尤其在8K分辨率,是從無法運作到流暢的标準。
5 正常遊戲 性能測試
由于本次RTX 40系加入了DLSS 3新技術,是以後面會進行單獨測試,這裡依然選擇主流的幾款3A大作進行遊戲性能對比。
首先在《地平線5》中,可以明顯看到,雖然我們使用了i9-13900K處理器,但在1080p分辨率下依然能感受到幀數瓶頸。
性能方面,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC相比GeForce RTX 3080 Ti的提升分别為:1080p提升48%;2K提升64%;4K提升62%,綜合提升58%。
在《刺客信條:英靈殿》中,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC相比GeForce RTX 3080 Ti的提升分别為:1080p提升75%;2K提升74%;4K提升50%,綜合提升66%。
在《無主之地3》中,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC相比GeForce RTX 3080 Ti的提升分别為:1080p提升56%;2K提升39%;4K提升27%,綜合提升41%。
《光明記憶:無限》的光追測試軟體是獨立于遊戲的測試工具,比遊戲中用到的光線追蹤技術更多,測試條件為“RTX最高/DLSS品質”。是以測試幀數相對較低,但實際遊戲配置相當親民。
性能方面,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC相比GeForce RTX 3080 Ti的提升分别為:1080p提升43%;2K提升43%;4K提升41%,綜合提升42%。
在另外一款國産遊戲《邊境》的跑分軟體中,情況基本與《光明記憶:無限》相同,測試條件均在“RTX最高/DLSS品質”下進行。
在《邊境》中,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC相比GeForce RTX 3080 Ti的提升分别為:1080p提升48%;2K提升54%;4K提升49%,綜合提升50%。
6 DLSS 3性能測試
由于本次新技術DLSS 3的推出,将有35款遊戲将于近期推出全新的DLSS 3功能,本次我們也拿到了部分遊戲的測試版。
其中11月15日已有10款加入DLSS 3的遊戲,包括《逆水寒》、《微軟模拟飛行》、《毀滅全人類2:重新探測》、《瘟疫傳說:安魂曲》、《光明記憶:無限》、《暗影火炬城》、《F1 22》、《生死輪回》、《漫威蜘蛛俠:重制版》、《超級人類》。
另外還有《WRC Generations》、《極品飛車:不羁》、《戰錘40K:暗潮》将在RTX 4080推出後不久相繼釋出,在聖誕前都可以玩上這些包含DLSS 3的遊戲。
下面就讓我們來實際測試,擁有全新的DLSS 3的遊戲,能達到何種幀率。
本次DLSS 3的測試圖表比較繁瑣,并且增加了1% Low FPS和延遲的測試,普通的FPS好了解,那麼這個1% Low FPS是什麼意思。
首先,遊戲benchmark通常測試的FPS即為,一段時間内的遊戲平均幀。而1% Low FPS則是将一段時間内的幀數從大到小排列,取最小的1%出來,再對這1%的數求平均值。
其實簡單來說,這兩個數值都不能代表我們在遊玩時,具體哪一刻的感受,但FPS更注重整體,而1% Low FPS則是從最差的裡面求平均,更謹慎一些。
看懂了1% Low FPS,我們再來看這張圖表,在坐标軸左側的為延遲(越低越好),坐标軸右側的均為幀數(越高越好),并且由于牽扯到正負坐标,是以兩側的值有可能會不同。
在《微軟模拟飛行》中,對于處理器的要求異常高,不過本次我們使用了旗艦級的13900k可以明顯感受到性能的強大,在4K分辨率下關閉DLSS不會出現與DLSS 2分數相同的情況。
而在DLSS 3中,我們能夠明顯看到幀數再次大幅提升,要知道我們所有DLSS 3的測試均在4K分辨率下進行。看來利用幀生成來突破CPU瓶頸限制,實際表現确實如宣傳的那樣神奇。
不過幀生成并不是毫無弊端,這也是為什麼此次測試加入了延遲。并且在開啟DLSS 3後,NVIDIA Reflex是捆綁開啟的。但相對于DLSS 2增加的這點延遲,在實際體驗中的感受并不強。
《幻塔》是本次新增的DLSS 3測試,作為一款移動端和PC端多平台的遊戲,在PC端中已經加入了光線追蹤以及DLSS,并且相當耗費性能。
我們使用影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC在關閉DLSS後,預設最高畫質僅有45幀,延遲也達到了100毫秒。不過在開啟DLSS 2後有明顯改善,而DLSS 3則讓這款遊戲在4K分辨率開啟光追後達到了電競級幀數。
在《賽博朋克2077》中的資料反映比較真實穩定,可以看到在DLSS關的光線追蹤最高的情況下,即便影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC顯示卡也隻有29幀,并且延遲達到了127.6毫秒。
而在開啟DLSS 3後,幀數為108,提升了272%。雖然相比DLSS 2的延遲高了13毫秒左右,但依然維持在較低的水準。
《瘟疫傳說:安魂曲》目前已經釋出,相信不少玩家都感受到了其精美的畫面,不過除了顯示卡需求較高,同屏30萬隻老鼠對于CPU的要求也異常高。
不過由于DLSS 3的特性便是無視CPU BUNDLE,強行提高幀數。影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC在DLSS 3和DLSS關之間的幀數提升達到了145%。可以看到雖然DLSS 3的延遲有所增加,但仍然比DLSS關閉後要低。
目前《F1 22》的資料測試同樣有問題,在DLSS關和DLSS 2中均沒有延遲資料。這一組主要看幀數的提升。其中DLSS 3相比DLSS關的幀數提升了160%,DLSS 2的提升也達到了130%。
在國産遊戲《逆水寒》的光追測試中,本次我們選擇的測試demo采用了真正的全局光照。是以在我嘗試關閉DLSS運作後,電腦直接崩潰。
是以關閉DLSS測試行不通,這組資料主要看開啟DLSS後的幀數變化。作為從無法測試到60幀的流暢水準,DLSS 3簡單來說是提升了60倍的幀率,但這确實質的飛躍。
《暗影火炬城》也是本次新增的DLSS 3測試,在開啟光追後對于性能要求明顯提高。其中DLSS 3相比DLSS關的幀數提升了119%,DLSS 2的提升則達到了109%。
《毀滅全人類2》是一款開放世界“爽遊”,玩家将扮演外星人入侵地球。在開啟DLSS 3後不僅幀數相較關閉有84%的提升。
在Unity的測試軟體中,将會自動播放一段即時演算視訊,我們通過FrameView記錄全程。不過由于程式僅提供關閉和開啟DLSS 3的操作,是以我們取兩組分數。
可以看到在關閉DLSS 3後不僅平均FPS隻有23幀,延遲也高達189.5ms。而開啟DLSS 3後提升非常大,性能提升達到了249%,示範效果肉眼可見的流暢。
在UE5提供的測試遊戲中,友善的給出了DLSS的快捷測試,這裡分為DLSS關(超分辨率關+幀生成關+Reflex關);DLSS 2(超分辨率性能+幀生成關+Reflex開);DLSS 3(超分辨率性能+幀生成開+Reflex開)三檔測試。
另外,在DLSS關閉狀态下,FrameView軟體無法監測延遲。這組對比中,由于場景受限,我們選擇固定鏡頭測試,是以三組資料1% Low幀數相對較高。
當然針對畫質方面,我們也進行了測試,在上圖中我們截取《賽博朋克2077》中的一角,可以看到在兩種DLSS模式下,相較原畫質幾乎沒有明顯變化,隻在栅欄處的光影效果有所不同,但對于如此大幅度的幀數提升,這點瑕疵幾乎可以忽略不計。
7 生産力工具測試
雖然本次評測顯示卡為80級别産品,但16GB的大顯存對于内容創作者同樣是有很大幫主。首先我們使用SPECviewperf 13這款工業、專業軟體跑分測試。
對比顯示卡為RTX 4090顯示卡以及上一代遊戲旗艦RTX 3080 Ti顯示卡。
SPECviewperf 13
在SPECviewperf 13的軟體測試中,可以看到部分軟體對比上一代遊戲旗艦RTX 3080 Ti的提升非常明顯,其中3DS MAX的提升幅度達到86%。不過由于我們為1080p下的軟體環境測試,RTX 4090在顯存方面的優勢并不明顯。
由于影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC的高頻高功耗,相比RTX 4080公版成績也有非常大的提升,甚至在CREO中超越了RTX 4090。
Blender
Blender是一款專業的三維渲染軟體,本次推出了固定的benchmark跑分軟體,省去了安裝軟體下載下傳素材的麻煩。這款跑分軟體隻需下載下傳好啟動程式,軟體會自動渲染測試monster/junkshop/classroom共三個場景。
上圖為GeForce RTX 4090顯示卡得分,分别為6504/2982/3034分,平均4173分;下圖為影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC顯示卡得分,分别為4881/2243/2330分,平均3151分。
兩張顯示卡的性能差距在32%左右,相比3DMARK的純理論分數差距較大,畢竟90級顯示卡曾經是過去的TITAN,地位不容撼動。
DaVinci_Resolve_18.0.2
下面我們通過達芬奇來對NVIDIA AV1編碼進行實測,對比輸出為H.264編碼。輸出尺寸為4K UHD,品質選擇最好,來看看兩組成品有何差別。
由于我們沒有固定碼率,而選擇了相同的畫面品質,可以看到在同品質下,AV1所生成的視訊碼率更低,幾乎為H.264的三分之一。
而低碼率也就意味着視訊體積越小,該段視訊采用AV1編碼的大小為H.264編碼的四分之一,對于硬碟的空間節省非常明顯,下面再來看看兩段視訊的畫質表現如何。
左H264 右AV1
我們選擇NVIDIA的ICAT軟體進行分屏對比,将這段4K視訊放大500%後檢視噪點情況。可以看到使用AV1編碼遠處房屋的像素過度更平滑,幾乎沒有很明顯的顆粒感,進而使場景看起來更幹淨。
當然AV1也不是沒有遺憾,就是目前很多點傳播放器還不支援AV1解碼,泛用性沒有那麼高,但随着越來越多的産品支援AV1編碼,相信流通起來還是很快的。
8 溫度及功耗測試
功耗測試中,我們選擇FurMark軟體進行拷機測試,并采用GPU-Z檢測溫度,功耗僅計算顯示卡自身。
可以看到影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC這張顯示卡在45分鐘左右的拷機中,峰值溫度一直在61℃左右,熱點溫度也僅有70℃左右,溫度控制的非常好。
另外新版本的GPUZ還新增了對16pin電源接口的監控功能,讓使用者可以通過傳感器擷取功率輸入資訊,進而及時發現一些異常情況。
遊戲 | 1080p | 1440p | 4K |
Control | 212 W | 288 W | 297 W |
Cyberpunk 2077 | 224 W | 275 W | 287 W |
Forza Horizon 5 | 172 W | 197 W | 238 W |
Guardians of the Galaxy | 177 W | 233 W | 266 W |
Metro Exodus | 205 W | 262 W | 295 W |
值得一提的是,本次我們在拷機測試中最大闆載功耗為320W左右,TDP達到了99%。但在實際遊戲測試中,大部分3A遊戲能夠在260W左右,一些非常耗費性能的3A遊戲才能夠到達290-300W左右,遠低于額定功耗。
是以在實際的使用過程中,由于不同遊戲負載不同,GPU的實際功耗是動态變化的,類似于FPS随時間的變化,RTX 40系列很難觸及功耗牆。
是以從這一點來看,上一代遊戲旗艦RTX 3080 Ti整卡功耗為350W,而在RTX 4080中,即便是耗費性能最高的《Control 》,也未達到300W。并且RTX 4080的綜合性能提升44%左右,是一款能耗比非常出色的次世代顯示卡。
9 千重鏡面 光影美學
在RTX 40系顯示卡中,影馳的星曜系列在設計理念上沿襲了RTX 30系的水晶切割、純白、透明等關鍵詞,但細節方面的進步更加明顯。透明外殼整體的貼合度更高,并大量減少了切割面的數量,轉而集中在風扇周圍,水晶質感更強。
作為目前為數不多,以純白配色為主題的顯示卡,星曜系列也深知玩家的訴求:純白勝雪;光影美學,對于想要打造純白整機的使用者是非常不錯的選擇。
性能方面,影馳GeForce RTX 4080 16GB 星曜 OC相比較上一代遊戲旗艦RTX 3080 Ti的理論性能,綜合提升約為45%,相應的對比RTX 3080提升約為56%左右。
目前這張RTX 4080在4K分辨率下,3A大作基本都可以達到百幀,是以顯示器是目前更換顯示卡的主要瓶頸,因為相信在此之前即便擁有4K顯示器的使用者,大部分也是60Hz。但如果你擁有一張RTX 4080,仍然使用60Hz的顯示器,會浪費掉大部分顯示卡性能。
10 附錄1-NVIDIA Ada Lovelace架構解析
Shader Execution Reordering (SER)着色器執行重排序
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負載,動态重組為更高效的工作負載。主要針對光線追蹤的性能提升非常大。
簡單地說,GPU在執行類似工作的時候效率最高。但随着光追效果越來越強大,每個場景可能有數百萬條光線照射在不同材質上,而我們知道不同材質的反射率,以及反射效果也是不同的。是以這樣就為着色器建立了大量的、發散的,效率低下的工作負載。
SER則可以将這些雜亂的指令重新分門别類,動态重組為更高效的工作負載。根據NVIDIA的說法,SER可将着色器性能最多提升2倍,并将遊戲幀率最高提升25%。
舉個簡單的例子,當光線第一次從發射端到碰撞端是非常有規律的射線,而碰撞到物體後的二次光追,則會出現大量發散的、無規律的反射,這對于光追負載是非常高的。而從圖中便能看到,SER可以将這些指令進行二次排序,以發揮出着色器的最大性能。
不過好在這麼實用的功能并不是RTX 40系的專利,它是一個易于內建的SDK,目前需要遊戲開發商內建在遊戲中。另外由于它是一個通用的邏輯,後續也有可能直接內建在Windows的API中,這樣遊戲開發者就無需特意引用,直接調用系統API即可。
可以說SER對于手持RTX 20系及以上(能夠開啟光線追蹤)的N卡使用者來說,是極大地福音。畢竟免費提升的光追性能,誰不喜歡呢。
第三代 RT Cores
RT Core的作用在于更快的光線追蹤計算能力,如果說在RTX 30系顯示卡中,想要暢享4K高幀率遊戲有點吃力,那麼RTX 40系顯示卡中,将顯得輕而易舉。
在GeForce RTX 4090這張顯示卡上,達到了191 RT-TFLOPs的處理能力,而RTX 30系顯示卡最快處理能力為78 RT-TFLOPs,足足為2.4倍。并且根據NVIDIA的官方說法,第三代RT Core的峰值RT-TFLOPs相比于前代提高了2.8倍。而這隻能說明,這張4090并非Ada Lovelace架構的最終形态。
Opacity Micro-Map Engines
在第三代RT Cores中引入了兩個重要的硬體單元,首先是Opacity Micro-Map Engines,可以了解為微映射透明度引擎,它主要的作用是優化光線追蹤渲染,可大幅減輕着色器的工作負擔。
比如樹葉之類的複雜物體,不同的光線都會影響它的表現狀态,以及樹葉之間的光線反彈,是以對于光線追蹤的計算量是巨大的。
不過Opacity Micro-Map Engines可以将光線追蹤特性烘焙到不透明蒙版中,是以那些不規則形狀和半透明的對象,也就能夠更快更精準的渲染出來,進而極大減輕着色器的工作負擔。
Displaced Micro-Mesh Engines(DMM)
Displaced Micro-Mesh Engines可了解為微網格置換引擎,它建構光線追蹤的BVH(Bounding volume hierarchy)的速度提高了10倍!所使用的的顯存減少了20倍!
DMM由第三代RT core本地處理,與前幾代相比,它隻使用基本三角形渲染複雜幾何圖形,極大減少了存儲和處理需求。
具體的工作原理從圖中一目了然,新的DMM可以将面數非常多的複雜圖形做簡化,創造出簡單的模型,但整體的光線追蹤效果不變。
通過一些模型資料我們可以具體看到,新的DMM将模型簡化了多少。原本1100萬三角面的模型,經過簡化後,隻有15萬左右的微網格,BVH的建構速度提升了8.5倍,小了6.5倍。
而這還不是最誇張的,越複雜的模型往往優化的效果越好,在官方展示的這幾組對比示例中,最快可提升大于15倍的速度,容量簡化20倍的模型。
第四代 Tensor Cores
除了光追單元的更新外,第四代張量核心的更新更加恐怖。它采用了新的FP8張量引擎,在GeForce RTX 4090這張顯示卡上,吞吐量達到了1.32 Tensor petaFLOPs,提高了5倍。
注意這裡的機關——petaFLOPs。以往的TFLOPs為萬億次浮點運算,而petaFLOPs則為千萬億次浮點運算。
DLSS 3
本次推出的DLSS 3也是RTX 40系一大賣點,從DLSS 2.3直接邁入了DLSS 3版本,也能看出此次的更新之大。而DLSS 3也被NVIDIA官方稱為神經網絡渲染新時代。
全新的DLSS 3在原有的DLSS超分辨率的基礎上,添加了光學多幀生成技術,以生成全新的幀,而不像原來隻能生成像素。
DLSS 3結合了DLSS超分辨率、DLSS幀生成和NVIDIA Reflex這三大技術,能夠重建八分之七的像素,極大提高性能。
在GPU受限的遊戲中,比如2K分辨率及以上的更高分辨率,DLSS 2能夠将幀率提高2倍,DLSS 3則能夠提升4倍。
本次DLSS 3跨越了一個大版本,從想法和原理上也再度更新,完全“猜想”1幀的技術,我們解釋起來簡單,但實施起來需要大量的推理與演算,以及絕對超前的想法。
不過“憑空”生成的1幀,在延遲上絕對要比DLSS 2高。是以此次完整的DLSS 3中,捆綁了NVIDIA Reflex,可以有效幫助減小延遲。
這也不負NVIDIA給它起了個“神經網絡渲染新時代”的名号。縱觀目前市面上的XeSS、FSR技術,DLSS絕對稱得上“巨人的肩膀”。當然,連年的創新,苦的是手持上一代顯示卡的玩家,想體驗DLSS 3的幀生成,目前唯一的辦法就是購入一張RTX 40系顯示卡。
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,這也是為何DLSS 3中的幀生成為RTX 40系顯示卡獨享。
光流加速器在原本DLSS 2的基礎上,還可以計算兩個連續幀内的光流場,能夠捕捉遊戲畫面從第1幀到第2幀的方向和速度,從中捕捉粒子、反射和光照等像素資訊。并分别計算運動矢量和光流來獲得精準的陰影重建效果。
以《賽博朋克2077》為例,在第一幀,光流加速器會捕捉到每一個像素中的粒子、反射和光照等資訊。并在第二幀中查找比對的像素區域,計算幀之間的內插補點。
如果說原來DLSS 2能夠“猜”出一張圖剩下的像素,那麼DLSS 3除了這些,還能夠“猜”出下一幀的畫面。
另外由于DLSS 3的幀生成是在GPU中處理和運作的,是以即使遇到CPU瓶頸的遊戲,AI同樣能夠提升幀率。這也是為什麼在此次釋出會中說到,DLSS 3能夠突破CPU的限制來提升幀數。
雙AV1編碼器
本次更新的第八代NVENC編碼器可以說是直播、視訊、後期工作者的極大福音。它首次加入了對AV1編碼的支援,最顯而易見的效果就是直播。
相比傳統的H.264編碼,AV1編碼的效率平均提升了40%,在同碼率下AV1編碼的畫質将更好。目前大部分直播的分辨率和清晰度,均受限于平台規定的最大比特率。以Twitch限制的8Mbps為例,可以看到在同等帶寬下,同為2K 60幀的畫面,采用AV1編碼的清晰度明顯比H.264更高。
說起直播,OBS相信大家都不陌生,在10月份即将釋出的更新檔中,OBS就加入了對NVENC的AV1編碼支援
當然,直播隻是我們更容易見到的AV1優勢,在視訊工作的所有環節,AV1編碼都可以帶來極大提升。
是以,如圖所見。NVIDIA已經為廣大使用者鋪好了一條完整的生态鍊,從編碼API、軟體、平台到播放器,将全面支援AV1編碼。
另外再說一下NVIDIA一直強調的雙AV1編碼。顧名思義,即部分顯示卡内搭載了兩個編碼器,它所帶來的效果也是顯而易見的。
首先,根據官方宣傳的,在4K H.265的導出速度上,RTX 4090是RTX 3090 Ti的2.2倍;在8K H.265的導出速度上更是達到了2.5倍。這部分的提升,大家常用的剪映同樣适用,感興趣的使用者不妨親自體驗一下。
除了導出速度,8K 60幀的視訊錄制在以前簡直難以想象,而雙編碼器的好處就是可以将圖像一分為二,兩個編碼器分别處理7680×2160的圖像資訊,最後拼合完整。
關于編碼部分,可能大部分使用者的感受不深,但當有一天,你想錄屏的時候,卻發現顯示卡不支援,才會發覺它的重要性……
随着圖像逐漸進入到超清時代,硬體編碼和渲染幾乎已經成為不可或缺的幫手。雖然論品質,硬體編碼仍不及CPU軟編,但軟編做到了極限畫質,也要承受時間的無窮長。甚至在一張8K渲染圖中,兩種編碼方式的時間差距就已經達到了幾個小時,遑論一段10秒的CG動畫。在不斷進步的硬體編碼中,品質和時間也在不斷地被挑戰和重新整理。
11 附錄2-Ada Lovelace是誰?
Ada Lovelace(1815-1852)是英國數學家、計算機程式創始人,建立了循環和子程式概念,被稱為世界上第一位程式員。
Ada從小對數學有極高天賦,其父稱她為“平行四邊形公主”,後來的合作夥伴Charles Babbage稱她為“數字女巫”。在19歲時Ada嫁給了自己曾經的科學家庭教師,婚後的她對數學熱情不減。
1842年到1843年花了9個月時間翻譯了Babbage的《分析機概論》的備忘錄,寫了很多注記,其中給出了用計算機進行Bernoulli數求解的詳細說明。由此,Ada被廣泛認為是世界上第一個程式員。
而以她名字命名的語言——ada語言,已經成為了美國軍方開發戰鬥機等尖端武器的語言。
從幾行簡短的生平簡介中,不難看出Ada的生命雖然隻經曆了短暫的37個春秋,但卻足以被後人銘記。
這也是為什麼此次NVIDIA RTX 40的先行宣傳中,用到了“以未來敬傳奇”的slogan。
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