NVIDIA RTX 40系顯卡終于與我們見(jiàn)面，按照以往的慣例，通常都是游戲級別的“80”型號顯卡率先與我們見(jiàn)面，不過(guò)此次最先推出的卻是“90”級別的產(chǎn)品。
其實(shí)根據目前的情況來(lái)看，GeForce RTX 4090率先推出，也是為了照顧到仍在市售的RTX 30系產(chǎn)品。還記得在RTX 30系顯卡推出時(shí)，大部分RTX 20系顯卡其實(shí)已經(jīng)停產(chǎn)，整體的更新?lián)Q代節奏明顯。
而目前GeForce RTX 3090的價(jià)格基本不足萬(wàn)元，也已經(jīng)停產(chǎn)。所以在此時(shí)推出GeForce RTX 4090，其實(shí)并不足以影響到RTX 30系整體的銷(xiāo)售。
每一次“90”級別的產(chǎn)品NVIDIA官方，其實(shí)很少宣傳游戲領(lǐng)域，不過(guò)此次在性能懸殊如此大的情況下，即便是NVIDIA對于它的游戲性能也是侃侃而談。
順帶一提，本次NVIDIA將限量推出GeForce RTX 4090 FE公版，將會(huì )于北京時(shí)間10月12日晚9點(diǎn)在京東首發(fā)上市。喜歡公版設計或是想要收藏的玩家務(wù)必下手，只有當你拿在手里后，才能夠感受到什么叫滿(mǎn)分工業(yè)設計。
1 NVIDIA GeForce RTX 4090 概覽
今年的GeForce RTX 4090在外觀(guān)上變化不大，不過(guò)包裝還是一如既往的精美，并且此次NVIDIA還加入了環(huán)保的理念。
外包裝依舊采用了啞光黑色硬紙盒，而且可以清楚地看到“GeForce RTX 4090”字體的變化，GeForce RTX的英文字樣更圓滑，而數字則更“厚實(shí)”。
從側面可以看到，本次顯卡的包裝除了外圈的硬紙盒，內部全部采用了黑色瓦楞紙。在盒子兩側還有黑色膠帶防止運輸過(guò)程損壞。
打開(kāi)后的包裝有點(diǎn)像帳篷形狀，這張“性能怪獸”靜靜躺在那里，而且有意思的是，顯卡周?chē)难b飾紋路自帶“震驚”效果。
拿出顯卡后，包裝內還附贈了一根16pin轉8pin*4的轉接線(xiàn)。其實(shí)本次GeForce RTX 4090的建議電源與GeForce RTX 3090 Ti相同，都是850W，所以如果在RTX 30系配備了高瓦數電源的玩家大可以放心升級。
NVIDIA GeForce RTX 4090 FE顯卡的整體尺寸為304×137×61mm，占用3槽空間。其實(shí)長(cháng)度相較RTX 30系顯卡沒(méi)有變化，甚至比RTX 3090 Ti還少了10mm，但整體的質(zhì)感和分量都有所提升，整卡約為2.2kg，這還是以簡(jiǎn)約設計著(zhù)稱(chēng)的公版，很難想象各家AIC的顯卡到底會(huì )有多重。
NVIDIA GeForce RTX 4090的整體設計依舊沿用了RTX 30系顯卡的外觀(guān)，但由于架構升級，發(fā)熱量增大，散熱自然也需要同步升級。本次的GeForce RTX 4090風(fēng)扇尺寸再次增大，基本已經(jīng)達到了顯卡整體框架的直徑，而在散熱風(fēng)扇增大的基礎上，最大氣流動(dòng)態(tài)增加20%，同噪音等級的氣流動(dòng)態(tài)增加15%。
視頻輸出接口上，依舊采用了HDMI 2.1 + DP 1.4a*3的四接口設計。HDMI 2.1可支持4K 120Hz HDR、8K 60Hz HDR，對于目前階段的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)完全夠用。
至于呼聲較高的DP 2.0，其實(shí)目前絕大部分消費級游戲顯示器都沒(méi)有實(shí)裝，且DP 1.4a標準也能夠支持8K 60Hz刷新率的顯示器。所以，綜合來(lái)看，絕對夠用。
況且，我們真的需要那么極致的規格嗎？羊毛出在羊身上的道理大家都懂。
另外由于公版采用的雙軸流散熱系統，所以在視頻輸出接口部位能夠看到大量的散熱鰭片，這一點(diǎn)與上一代相同。
本次GeForce RTX 4090的整卡功耗為450W，采用單16pin的輔助供電。目前已有部分電源廠(chǎng)商發(fā)布了最新的ATX 3.0標準高端電源，自帶12VHPWR的16pin供電接口，最高可支持600W供電。所以不出意外的話(huà)，或許下一代顯卡也將采用這樣的單16pin來(lái)供電。
雖然目前所有顯卡廠(chǎng)商基本都會(huì )附贈一根轉接線(xiàn)，不過(guò)8pin*4的雜亂程度可想而知，有條件的話(huà)，一個(gè)ATX 3.0標準的電源簡(jiǎn)直不要太整潔。
需要注意的是，目前適用于RTX 30系列的12pin接口和電源轉接器與RTX 40系列顯卡不兼容。
另外在RTX 40系顯卡中，即便是首發(fā)的旗艦GeForce RTX 4090也不支持NVLink，所以想要重現往日的四路泰坦是不可能了。
最后來(lái)看一下GeForce RTX 4090內部的PCB板，依舊采用了“深V”的異形PCB，依舊緊湊的排布了所有的元器件，沒(méi)有一點(diǎn)浪費，并且在如此緊湊的環(huán)境下搭載了20+3相供電。整整齊齊，堪稱(chēng)藝術(shù)品。
NVIDIA同時(shí)還強調，在高負載下，GeForce RTX 4090的供電更穩定，不會(huì )出現劇烈的電壓、電流波動(dòng)。
2 Ada Lovelace 姓甚名誰(shuí)？
下面我們來(lái)看一下此次推出NVIDIA Ada Lovelace架構，我們先從Ada Lovelace這個(gè)人講起，相較于A(yíng)mpere，這位似乎大家更陌生一些。
Ada Lovelace（1815-1852）是英國數學(xué)家、計算機程序創(chuàng )始人，建立了循環(huán)和子程序概念，被稱(chēng)為世界上第一位程序員。
Ada從小對數學(xué)有極高天賦，其父稱(chēng)她為“平行四邊形公主”，后來(lái)的合作伙伴Charles Babbage稱(chēng)她為“數字女巫”。在19歲時(shí)Ada嫁給了自己曾經(jīng)的科學(xué)家庭教師，婚后的她對數學(xué)熱情不減。
1842年到1843年花了9個(gè)月時(shí)間翻譯了Babbage的《分析機概論》的備忘錄，寫(xiě)了很多注記，其中給出了用計算機進(jìn)行Bernoulli數求解的詳細說(shuō)明。由此，Ada被廣泛認為是世界上第一個(gè)程序員。
而以她名字命名的語(yǔ)言——ada語(yǔ)言，已經(jīng)成為了美國軍方開(kāi)發(fā)戰斗機等尖端武器的語(yǔ)言。
從幾行簡(jiǎn)短的生平簡(jiǎn)介中，不難看出Ada的生命雖然只經(jīng)歷了短暫的37個(gè)春秋，但卻足以被后人銘記。
這也是為什么此次NVIDIA RTX 40的先行宣傳中，用到了“以未來(lái)敬傳奇”的slogan，下面我們詳細剖析一下，這次的Ada Lovelace還有哪些創(chuàng )新和超越。
3 NVIDIA Ada Lovelace架構
本次發(fā)布的GeForce RTX 40系顯卡由全新的NVIDIA Ada Lovelace架構打造，采用TSMC 4nm定制工藝（TSMC 4 nm NVIDIA Custom Process），旗艦核心AD102達到了恐怖的760億個(gè)晶體管，而在RTX 30系顯卡中為280億個(gè)。
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的著(zhù)色器數據吞吐量，而本次發(fā)布的GeForce RTX 4090則達到83-TFLOPs，相比上一代NVIDIA Ampere則只有40-TFOPs。
完整的AD102核心共有18432個(gè)CUDA，其中包含12個(gè)圖形處理集群(GPCs)， 72個(gè)紋理處理集群(TPCs)， 144個(gè)流式多處理器(SMs)。144個(gè)第三代光追核心（RT Cores）、576個(gè)第四代張量核心（Tensor Cores）。另外可以看到Boost頻率也從1.9GHz猛增到了2.5GHz。
另外一點(diǎn)在架構圖上沒(méi)有體現的是，AD102核心還包含288個(gè)FP64雙精度浮點(diǎn)核心(每SM 2個(gè))，用來(lái)確保FP64代碼正確處理，包括FP64張量核心代碼。
通常來(lái)講，單精度浮點(diǎn)運算會(huì )用于深度學(xué)習模型訓練，而雙精度浮點(diǎn)運算則用于數值模擬工作。通常游戲卡都會(huì )砍掉FP64，這既節省了成本，又對游戲本身沒(méi)有影響。而專(zhuān)業(yè)卡都保留有FP64，目的就是為了精度更高訓練與計算。
此次資料中只提到了AD102核心搭載了288個(gè)FP64，尚不知道后續的推出的產(chǎn)品有無(wú)變更。
了解了完整的GA102核心，我們再來(lái)看一下RTX 4090的核心，其實(shí)知道了RTX 4090的參數，我們大概也能了解到后續可能推出的“Ti”系列究竟相差在哪。
相比完整的GA102來(lái)說(shuō)，RTX 4090共有16384個(gè)CUDA，其中包含11個(gè)GPC、64個(gè)TPC以及128個(gè)SM單元，第三代RT Cores為128個(gè)，第四代Tensor Cores為512個(gè)。
其實(shí)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(dòng)并不大，這一點(diǎn)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(gè)SM單元內部的Tensor Core升級為第四代。
不過(guò)變化最為顯著(zhù)的，則是第三代光追核心，我們結合兩代架構來(lái)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(gè)新的引擎：Opacity Micro-Map Engines（OMM）和Displaced Micro-Mesh Engines（DMM），這兩個(gè)新的硬件單元可以極大地提升光追性能（具體原理后文詳細介紹）。
至此，每2個(gè)SM單元組成一個(gè)TPC單元，每6組TPC單元組成一個(gè)完整的GPC頂層單元（在部分核心中，會(huì )出現5組TPC組成一個(gè)GPC單元的情況）。
而每個(gè)GPC單元又搭載一個(gè)獨立的光柵引擎、兩組ROP分區（每組包含8個(gè)ROP單元）。
過(guò)多關(guān)于數數的部分就不再介紹了，畢竟此次架構圖的大面上與NVIDIA Ampere架構基本相同，下面我們分別來(lái)看看，除了性能Ada架構還有哪些升級。
Shader Execution Reordering （SER）著(zhù)色器執行重排序
SER主要的作用是提升著(zhù)色器性能，它可以將效率低下的工作負載，動(dòng)態(tài)重組為更高效的工作負載。主要針對光線(xiàn)追蹤的性能提升非常大。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，GPU在執行類(lèi)似工作的時(shí)候效率最高。但隨著(zhù)光追效果越來(lái)越強大，每個(gè)場(chǎng)景可能有數百萬(wàn)條光線(xiàn)照射在不同材質(zhì)上，而我們知道不同材質(zhì)的反射率，以及反射效果也是不同的。所以這樣就為著(zhù)色器創(chuàng )建了大量的、發(fā)散的，效率低下的工作負載。
SER則可以將這些雜亂的指令重新分門(mén)別類(lèi)，動(dòng)態(tài)重組為更高效的工作負載。根據NVIDIA的說(shuō)法，SER可將著(zhù)色器性能最多提升2倍，并將游戲幀率最高提升25%。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，當光線(xiàn)第一次從發(fā)射端到碰撞端是非常有規律的射線(xiàn)，而碰撞到物體后的二次光追，則會(huì )出現大量發(fā)散的、無(wú)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可以將這些指令進(jìn)行二次排序，以發(fā)揮出著(zhù)色器的最大性能。
不過(guò)好在這么實(shí)用的功能并不是RTX 40系的專(zhuān)利，它是一個(gè)易于集成的SDK，目前需要游戲開(kāi)發(fā)商集成在游戲中。另外由于它是一個(gè)通用的邏輯，后續也有可能直接集成在Windows的API中，這樣游戲開(kāi)發(fā)者就無(wú)需特意引用，直接調用系統API即可。
可以說(shuō)SER對于手持RTX 20系及以上（能夠開(kāi)啟光線(xiàn)追蹤）的N卡用戶(hù)來(lái)說(shuō)，是極大地福音。畢竟免費提升的光追性能，誰(shuí)不喜歡呢。
第三代 RT Cores
RT Core的作用在于更快的光線(xiàn)追蹤計算能力，如果說(shuō)在RTX 30系顯卡中，想要暢享4K高幀率游戲有點(diǎn)吃力，那么RTX 40系顯卡中，將顯得輕而易舉。
在GeForce RTX 4090這張顯卡上，達到了191 RT-TFLOPs的處理能力，而RTX 30系顯卡最快處理能力為78 RT-TFLOPs，足足為2.4倍。并且根據NVIDIA的官方說(shuō)法，第三代RT Core的峰值RT-TFLOPs相比于前代提高了2.8倍。而這只能說(shuō)明，這張4090并非Ada Lovelace架構的最終形態(tài)。
Opacity Micro-Map Engines
在第三代RT Cores中引入了兩個(gè)重要的硬件單元，首先是Opacity Micro-Map Engines，可以理解為微映射透明度引擎，它主要的作用是優(yōu)化光線(xiàn)追蹤渲染，可大幅減輕著(zhù)色器的工作負擔。
比如樹(shù)葉之類(lèi)的復雜物體，不同的光線(xiàn)都會(huì )影響它的表現狀態(tài)，以及樹(shù)葉之間的光線(xiàn)反彈，所以對于光線(xiàn)追蹤的計算量是巨大的。
不過(guò)Opacity Micro-Map Engines可以將光線(xiàn)追蹤特性烘焙到不透明蒙版中，所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(lái)，從而極大減輕著(zhù)色器的工作負擔。
Displaced Micro-Mesh Engines（DMM）
Displaced Micro-Mesh Engines可理解為微網(wǎng)格置換引擎，它構建光線(xiàn)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，它只使用基本三角形渲染復雜幾何圖形，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可以將面數非常多的復雜圖形做簡(jiǎn)化，創(chuàng )造出簡(jiǎn)單的模型，但整體的光線(xiàn)追蹤效果不變。
通過(guò)一些模型數據我們可以具體看到，新的DMM將模型簡(jiǎn)化了多少。原本1100萬(wàn)三角面的模型，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后，只有15萬(wàn)左右的微網(wǎng)格，BVH的構建速度提升了8.5倍，小了6.5倍。
而這還不是最夸張的，越復雜的模型往往優(yōu)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(jiǎn)化20倍的模型。
第四代 Tensor Cores
除了光追單元的升級外，第四代張量核心的升級更加恐怖。它采用了新的FP8張量引擎，在GeForce RTX 4090這張顯卡上，吞吐量達到了1.32 Tensor petaFLOPs，提高了5倍。
注意這里的單位——petaFLOPs。以往的TFLOPs為萬(wàn)億次浮點(diǎn)運算，而petaFLOPs則為千萬(wàn)億次浮點(diǎn)運算。
DLSS 3
本次推出的DLSS 3也是RTX 40系一大賣(mài)點(diǎn)，從DLSS 2.3直接邁入了3.0版本，也能看出此次的升級之大。而DLSS 3也被NVIDIA官方稱(chēng)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )渲染新時(shí)代。
全新的DLSS 3在原有的DLSS超分辨率的基礎上，添加了光學(xué)多幀生成技術(shù)，以生成全新的幀，而不像原來(lái)只能生成像素。
DLSS 3結合了DLSS超分辨率、DLSS幀生成和NVIDIA Reflex這三大技術(shù)，能夠重建八分之七的像素，極大提高性能。
在GPU受限的游戲中，比如2K分辨率及以上的更高分辨率，DLSS 2能夠將幀率提高2倍，DLSS 3則能夠提升4倍。
本次DLSS 3跨越了一個(gè)大版本，從想法和原理上也再度升級，完全“猜想”1幀的技術(shù)，我們解釋起來(lái)簡(jiǎn)單，但實(shí)施起來(lái)需要大量的推理與演算，以及絕對超前的想法。
不過(guò)“憑空”生成的1幀，在延遲上絕對要比DLSS 2高。所以此次完整的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(gè)“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )渲染新時(shí)代”的名號?？v觀(guān)目前市面上的XeSS、FSR技術(shù)，DLSS絕對稱(chēng)得上“巨人的肩膀”。當然，連年的創(chuàng )新，苦的是手持上一代顯卡的玩家，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系顯卡獨享。
光流加速器在原本DLSS 2的基礎上，還可以計算兩個(gè)連續幀內的光流場(chǎng)，能夠捕捉游戲畫(huà)面從第1幀到第2幀的方向和速度，從中捕捉粒子、反射和光照等像素信息。并分別計算運動(dòng)矢量和光流來(lái)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(huì )捕捉到每一個(gè)像素中的粒子、反射和光照等信息。并在第二幀中查找匹配的像素區域，計算幀之間的差值。
如果說(shuō)原來(lái)DLSS 2能夠“猜”出一張圖剩下的像素，那么DLSS 3除了這些，還能夠“猜”出下一幀的畫(huà)面。
另外由于DLSS 3的幀生成是在GPU中處理和運行的，所以即使遇到CPU瓶頸的游戲，AI同樣能夠提升幀率。這也是為什么在此次發(fā)布會(huì )中說(shuō)到，DLSS 3能夠突破CPU的限制來(lái)提升幀數。
雙AV1編碼器
本次升級的第八代NVENC編碼器可以說(shuō)是直播、視頻、后期工作者的極大福音。它首次加入了對AV1編碼的支持，最顯而易見(jiàn)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(huà)質(zhì)將更好。目前大部分直播的分辨率和清晰度，均受限于平臺規定的最大比特率。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(huà)面，采用AV1編碼的清晰度明顯比H.264更高。
說(shuō)起直播，OBS相信大家都不陌生，在10月份即將發(fā)布的補丁中，OBS就加入了對NVENC的AV1編碼支持
當然，直播只是我們更容易見(jiàn)到的AV1優(yōu)勢，在視頻工作的所有環(huán)節，AV1編碼都可以帶來(lái)極大提升。
所以，如圖所見(jiàn)。NVIDIA已經(jīng)為廣大用戶(hù)鋪好了一條完整的生態(tài)鏈，從編碼API、軟件、平臺到播放器，將全面支持AV1編碼。
另外再說(shuō)一下NVIDIA一直強調的雙AV1編碼。顧名思義，即部分顯卡內搭載了兩個(gè)編碼器，它所帶來(lái)的效果也是顯而易見(jiàn)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適用，感興趣的用戶(hù)不妨親自體驗一下。
除了導出速度，8K 60幀的視頻錄制在以前簡(jiǎn)直難以想象，而雙編碼器的好處就是可以將圖像一分為二，兩個(gè)編碼器分別處理7680×2160的圖像信息，最后拼合完整。
關(guān)于編碼部分，可能大部分用戶(hù)的感受不深，但當有一天，你想錄屏的時(shí)候，卻發(fā)現顯卡不支持，才會(huì )發(fā)覺(jué)它的重要性……
隨著(zhù)圖像逐漸進(jìn)入到超清時(shí)代，硬件編碼和渲染幾乎已經(jīng)成為不可或缺的幫手。雖然論質(zhì)量，硬件編碼仍不及CPU軟編，但軟編做到了極限畫(huà)質(zhì)，也要承受時(shí)間的無(wú)窮長(cháng)。甚至在一張8K渲染圖中，兩種編碼方式的時(shí)間差距就已經(jīng)達到了幾個(gè)小時(shí)，遑論一段10秒的CG動(dòng)畫(huà)。在不斷進(jìn)步的硬件編碼中，質(zhì)量和時(shí)間也在不斷地被挑戰和刷新。
4 測試平臺簡(jiǎn)介
首先介紹一下測試平臺，為了保障NVIDIA GeForce RTX 4090這張怪獸的性能發(fā)揮，我們的平臺也再次進(jìn)行了全面更新。
不過(guò)由于手頭上沒(méi)有旗艦處理器，采用了本代中高端產(chǎn)品，并且電源和顯示器上進(jìn)行了著(zhù)重升級。
本次因為性能大幅升級，且DLSS 3的加入，所以真正的4K時(shí)代已經(jīng)來(lái)了。我們選擇了愛(ài)攻&保時(shí)捷（Porsche Design）聯(lián)合設計的PD32M。設計理念這里不再多講，但這款顯示器的性能也著(zhù)實(shí)強悍。
首先配備了4K/144Hz的硬性指標，并且采用MiniLED背光技術(shù)，支持1600尼特峰值亮度，8000萬(wàn)：1動(dòng)態(tài)對比度，通過(guò)HDR1400認證。
10.7億顯示色數， 97% DCI-P3、99% Adobe RGB覆蓋率，色彩精準度ΔE<2(平均值)，色彩呈現更加精準、豐富。
RTX 40系顯卡性能暴漲的同時(shí)功耗也有較大幅度上漲，鑫谷昆侖KL-1250G金牌全模組電源配備原生的12V HPWR線(xiàn)材，無(wú)需轉接線(xiàn)，扎實(shí)的做工設計、高品質(zhì)日系電容等用料，保證電源的穩定性和長(cháng)壽命，1250W的額定功率提供了較大的冗余，輕松應對RTX 4090，80Plus金牌認證可提供高達90%的轉換效率，讓高功率電源更加節能省電。
首先看一下GPU-Z的參數，NVIDIA GeForce RTX 4090采用AD102核心，采用TSMC 4nm定制工藝（TSMC 4 nm NVIDIA Custom Process），芯片面積608平方毫米，這里相對于RTX 30系的GA102的628平方毫米更小。
擁有16384個(gè)CUDA，相比RTX 3090 Ti的10752多52%，Boost頻率達到了2520MHz，而RTX 3090 Ti為1860MHz，提升非常大。
采用24GB GDDR6X Micron顯存，位寬為384bit，顯存帶寬達到了1008.4 GB/s，光柵單元和紋理單元為176和512。
5 理論性能測試
下面先進(jìn)行的是用來(lái)衡量顯卡DX11理論性能的3DMARKFS套裝：FS,FSE,FSU三者分別對應顯卡在1080P、2K、4K的理論性能，取顯卡分數實(shí)際測試結果如下：
在針對顯卡DX11性能的3DMARK FS套裝測試中，GeForce RTX 4090的提升非常驚人，可以看到在分辨率越高的情況下這張顯卡提升越大，其中FS提升了48%；FSE提升了66%；FSU則暴力提升了75%。
綜合來(lái)看，在整個(gè)FS套裝的測試中，GeForce RTX 4090相較GeForce RTX 3090 Ti的提升約為63%。
而在針對DX12環(huán)境下的Time Spy和Time Spy Extreme測試中，GeForce RTX 4090相較GeForce RTX 3090 Ti的提升分別為：TS提升56%；TSE提升69%，綜合下來(lái)約為63%。
PortRoyal是3DMARK中專(zhuān)門(mén)針對光追性能的測試項，GeForce RTX 4090相較GeForce RTX 3090 Ti的提升約為56%。
綜合來(lái)看，GeForce RTX 4090的理論性能相較GeForce RTX 3090 Ti的提升約為61%。根據CUDA數量來(lái)看，這個(gè)成績(jì)還是比較合理的。
不過(guò)，其實(shí)在功耗測試中，我們發(fā)現這張卡被限制了比較大的功耗，這一點(diǎn)我們后邊會(huì )進(jìn)行詳細說(shuō)明。
在本次測試中，我們使用3DMARK的測試版進(jìn)行了DLSS 3的相關(guān)測試。其中DLSS關(guān)閉為52.19幀，DLSS 3開(kāi)啟后為154.98幀。
另外我們也測試了GeForce RTX 3090 Ti在該程序下成績(jì)，其中DLSS關(guān)閉為32.73幀，由于不支持DLSS 3，所以在DLSS 2下的成績(jì)?yōu)?3.63幀。
以?xún)纱煌軜嫷漠a(chǎn)品來(lái)說(shuō)，對比有些不公平，我們對比自身的不同提升。
GeForce RTX 4090在開(kāi)啟DLSS 3后，相比關(guān)閉提升了197%；而GeForce RTX 3090 Ti在開(kāi)啟DLSS 2后，相比關(guān)閉提升了155%。
當然DLSS 3最夸張的還不止數字上這么簡(jiǎn)單，我們再來(lái)看看這張圖。
在8K（7680×4320）分辨率下的DLSS 3測試中，GeForce RTX 4090在DLSS關(guān)閉的情況下僅有12.7幀，屬于PPT范疇了，而在開(kāi)啟DLSS 3后，一躍達到了86.11的流暢水準，提升了578%！
通過(guò)DLSS的測試，其實(shí)給我的震驚很大。感覺(jué)老黃在RTX 30系顯卡中說(shuō)的“8K游戲體驗”在RTX 40系顯卡中，終于能有機會(huì )實(shí)現了。順便做一下預告，在后續我們也會(huì )拿到一款8K顯示器來(lái)對游戲進(jìn)行真實(shí)測試，看看8K到底離我們還多遠。
6 常規游戲性能測試
由于本次RTX 40系加入了DLSS 3新技術(shù)，所以后面會(huì )進(jìn)行單獨測試，這里依然選擇主流的幾款3A大作進(jìn)行游戲性能對比。
首先在《地平線(xiàn)5》中，可以明顯看到，不止在1080p分辨率下，即使在2K分辨率中，受限CPU的情況依然明顯?？梢哉f(shuō)如果你入手這張GeForce RTX 4090，4K/144Hz的顯示器應該是最低配置。
性能方面，GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分別為：1080p提升32%；2K提升35%；4K提升56%，綜合提升41%。
在《刺客信條：英靈殿》中，GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分別為：1080p提升48%；2K提升51%；4K提升40%，綜合提升46%。
在《無(wú)主之地3》中，GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分別為：1080p提升43%；2K提升63%；4K提升65%，綜合提升57%。
《光明記憶：無(wú)限》的光追測試軟件是獨立于游戲的測試工具，比游戲中用到的光線(xiàn)追蹤技術(shù)更多，測試條件為“RTX最高/DLSS質(zhì)量”。所以測試幀數相對較低，但實(shí)際游戲配置相當親民。
性能方面，GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分別為：1080p提升42%；2K提升54%；4K提升60%，綜合提升52%。
在另外一款國產(chǎn)游戲《邊境》的跑分軟件中，情況基本與《光明記憶：無(wú)限》相同，測試條件均在“RTX最高/DLSS質(zhì)量”下進(jìn)行。
在《邊境》中，GeForce RTX 4090相比GeForce RTX 3090 Ti的提升分別為：1080p提升50%；2K提升67%；4K提升77%，綜合提升65%。
7 DLSS 3性能測試
由于本次新技術(shù)DLSS 3的推出，將有35款游戲將于近期推出全新的DLSS 3功能，本次我們也拿到了部分游戲的測試版。
另外《超級人類(lèi)》、《生死輪回》、《逆水寒》“拂云庭“、《微軟模擬飛行》、《瘟疫傳說(shuō)：安魂曲》都將在10月陸續發(fā)布支持DLSS 3的版本。
其中《賽博朋克2077》、《F1 22》、《瘟疫傳說(shuō)：安魂曲》、《微軟模擬飛行》、《逆水寒》本次進(jìn)行了DLSS 3的測試，另外Unity和虛幻引擎也提供了本次的測試程序。
本次DLSS 3的測試圖標比較繁瑣，并且增加了1% Low FPS和延遲的測試，普通的FPS好理解，那么這個(gè)1% Low FPS是什么意思。
首先，游戲benchmark通常測試的FPS即為，一段時(shí)間內的游戲平均幀。而1% Low FPS則是將一段時(shí)間內的幀數從大到小排列，取最小的1%出來(lái)，再對這1%的數求平均值。
其實(shí)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)數值都不能代表我們在游玩時(shí)，具體哪一刻的感受，但FPS更注重整體，而1% Low FPS則是從最差的里面求平均，更謹慎一些。
看懂了1% Low FPS，我們再來(lái)看這張圖表，在坐標軸左側的為延遲（越低越好），坐標軸右側的均為幀數（越高越好），并且由于牽扯到正負坐標，所以?xún)蓚鹊闹涤锌赡軙?huì )不同。
由于目前測試DLSS 3的游戲均為測試版，所以難免出現BUG。
在《微軟模擬飛行》中，在開(kāi)啟和關(guān)閉DLSS 2的時(shí)候，分數幾乎無(wú)變化，但尚不確定是哪一環(huán)節出現了問(wèn)題，在正式發(fā)布后我們也將再次進(jìn)行測試。
而在DLSS 3中，我們能夠明顯看到幀數的大幅提升，要知道我們所有DLSS 3的測試均在4K分辨率下進(jìn)行?？磥?lái)利用幀生成來(lái)突破CPU瓶頸限制，實(shí)際表現確實(shí)如宣傳的那樣神奇。
不過(guò)幀生成并不是毫無(wú)弊端，這也是為什么此次測試加入了延遲。并且在開(kāi)啟DLSS 3后，NVIDIA Reflex是捆綁開(kāi)啟的。單相對于DLSS 2增加的這點(diǎn)延遲，在實(shí)際體驗中的感受并不強。
在《賽博朋克2077》中的數據反映比較真實(shí)，可以看到在DLSS關(guān)的光線(xiàn)追蹤最高的情況下，即便GeForce RTX 4090顯卡也只有41幀，并且延遲達到了85.7毫秒。而在開(kāi)啟DLSS 3后，幀數為127，提升了210%。雖然相比DLSS 3的延遲高了6毫秒左右，但依然維持在較低的水平。
《瘟疫傳說(shuō)：安魂曲》是即將發(fā)布的一款游戲，在DLSS 3和DLSS關(guān)之間的幀數提升，同樣達到了130%?？梢钥吹诫m然DLSS 3的延遲有所增加，但仍然比DLSS關(guān)閉后要低。
目前《F1 22》的數據測試同樣有問(wèn)題，在DLSS關(guān)和DLSS 2中均沒(méi)有延遲數據。這一組主要看幀數的提升。其中DLSS 3相比DLSS關(guān)的幀數提升了124%，相比DLSS 2的提升也達到了55%。
最后則是國產(chǎn)游戲《逆水寒》的光追測試，本次我們選擇的測試demo采用了真正的全局光照。所以在我嘗試關(guān)閉DLSS運行后，第一次電腦直接崩潰重啟，第二次僥幸能夠運行，幀數也僅有個(gè)位數，而延遲早已上萬(wàn)。
當然針對畫(huà)質(zhì)方面，我們也進(jìn)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(huà)質(zhì)幾乎沒(méi)有明顯變化，只在柵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(diǎn)下次幾乎可以忽略不計。
在Unity的測試程序中，有一點(diǎn)實(shí)時(shí)演算的光線(xiàn)追蹤+DLSS的幀數對比。GeForce RTX 4090在開(kāi)啟DLSS 3后，實(shí)時(shí)幀數為83；而GeForce RTX 3090 Ti在開(kāi)啟DLSS 2后，實(shí)時(shí)幀數為39幀，提升約為113%。
在UE5提供的測試游戲中，方便的給出了DLSS的快捷測試，這里分為DLSS關(guān)（超分辨率關(guān)+幀生成關(guān)+Reflex關(guān)）；DLSS 2（超分辨率性能+幀生成關(guān)+Reflex開(kāi)）；DLSS 3（超分辨率性能+幀生成開(kāi)+Reflex開(kāi)）三檔測試。
其中，DLSS關(guān)的即時(shí)幀數為66幀，DLSS 2為112幀，DLSS 3為154幀。不過(guò)UE5這個(gè)測試的DLSS 3延遲為57.1ms，而DLSS 2為20.5ms，相對較高。
8 專(zhuān)業(yè)軟件測試
作為“90”級別的顯卡，擁有24GB的超大顯存，內容創(chuàng )作者領(lǐng)域的應用是必不可少的。我們使用SPECviewperf 13這款工業(yè)、專(zhuān)業(yè)軟件跑分測試。
對比顯卡為GeForce RTX 4090顯卡、上一代旗艦GeForce RTX 3090 Ti顯卡以及上一代游戲旗艦GeForce RTX 3080 Ti顯卡。
在SPECviewperf 13的軟件測試中，其實(shí)仍然出現不少問(wèn)題。每款專(zhuān)業(yè)軟件對于性能提升的程度不盡相同，而且剛剛推出的顯卡對軟件適配也多多少少存在著(zhù)問(wèn)題，3DS MAX甚至出現了負增長(cháng)的情況，所以后續在軟件更新完善后將再做測試。不過(guò)目前部分軟件的分數仍能反映出GeForce RTX 4090的強悍之處。
Blender是一款專(zhuān)業(yè)的三維渲染軟件，本次推出了固定的benchmark跑分軟件，省去了安裝軟件下載素材的麻煩。這款跑分軟件只需下載好啟動(dòng)程序，軟件會(huì )自動(dòng)渲染測試monster/junkshop/classroom共三個(gè)場(chǎng)景。
上圖為GeForce RTX 4090顯卡得分，分別為6320/2894/2937分，平均4050分；下圖為GeForce RTX 3090 Ti顯卡得分，分別為3136/1812/1549分，平均2165分。通過(guò)平均分的比較不難發(fā)現提升非常明顯，達到了87%，這對于以幀為渲染單位的動(dòng)畫(huà)來(lái)說(shuō)，能夠大幅度節省時(shí)間。
9 功耗及溫度測試
功耗測試中，我們選擇FurMark軟件進(jìn)行拷機測試，并采用GPU-Z檢測溫度，功耗僅計算顯卡自身。
GeForce RTX 4090這張顯卡最讓人驚嘆的地方在于溫度控制，看來(lái)改進(jìn)的散熱器效果顯著(zhù)。通過(guò)14分鐘左右的拷機測試，溫度一直控制在60℃以下，核心溫度也僅有66℃，對于這張AD102的旗艦芯片來(lái)說(shuō)難能可貴。
值得一提的是，在拷機測試中我們發(fā)現，盡管顯卡占用達到滿(mǎn)載，但峰值功耗一直在300W左右徘徊，TDP也鮮有超過(guò)70%的情況。而官方數據中GeForce RTX 4090的整卡功耗為450W。
在3DMARK的TSE拷機中，功耗有所增加，但依然與450W相距甚遠。
所以筆者后續嘗試了手動(dòng)增加功耗，雖然理論測試的分數有所提升，但效果不大。所以推測在當前參數配置下，300W是否為一個(gè)甜蜜區間？即超過(guò)該功耗后，雖然顯卡分數有所提升，但與增加的功耗其實(shí)不成正比。又或者是首發(fā)為了穩定性考慮，驅動(dòng)限制了較大的性能發(fā)揮，所以后續我們也會(huì )隨著(zhù)RTX 40系的上市，持續觀(guān)察。
10 小改動(dòng) 大飛躍
本次GeForce RTX 4090顯卡的首測其實(shí)時(shí)間非常緊張，并且由于DLSS 3的功能性增加，大部分游戲均為測試版，其中存在著(zhù)各種各樣不穩定因素和BUG，后續我們也會(huì )持續更新測試方法及游戲。
Ada架構的問(wèn)世，其實(shí)在看到架構圖時(shí)，并沒(méi)有帶來(lái)很驚艷的感覺(jué)。畢竟在大框架上，它和Ampere太像了，我們能看到的變化，僅僅是在光追單元增加了兩個(gè)微引擎。
然而實(shí)測后的結果確實(shí)出乎了所有人的預料，尤其是《微軟模擬飛行》，這個(gè)最新的硬件殺手能夠極大限度的榨取CPU和GPU性能。但在4K分辨率下，開(kāi)啟DLSS 3后的平均幀數能夠達到150幀，這是什么概念？
以前的顯卡，包括RTX 30系的旗艦產(chǎn)品，在4K分辨率下測試3A游戲基本都無(wú)法達到100幀。而Ada和DLSS 3的橫空出世，讓4K/144不再是我們一直追求的極限，甚至唾手可得！
可以這么說(shuō)，如果你置辦一張GeForce RTX 4090顯卡，那么4K/144Hz的顯示器應該是最低配，但這個(gè)最低配也是市面上顯示器的頂配了。變相帶動(dòng)顯示器行業(yè)發(fā)展，這也只是其中之一，視頻協(xié)議甚至也將再次升級。
除了強關(guān)聯(lián)的顯示器領(lǐng)域，電源、數據線(xiàn)、鼠標等與之相關(guān)的領(lǐng)域也將相繼升級?？梢哉f(shuō)此次RTX 40系顯卡的推出對于整個(gè)DIY行業(yè)都是一次難得提升。
說(shuō)回顯卡本身，在外觀(guān)方面，由于沿用了RTX 30系公版的設計，整體變化不大，但做工用料依舊堪稱(chēng)王道，拿在手上讓人忍不住摩挲幾下，但又生怕粘上指紋不好清除。
而此次GeForce RTX 4090散熱器的升級，除了外觀(guān)上顯得更加厚重外，散熱效果當屬滿(mǎn)分。滿(mǎn)載拷機僅60℃，這對于一款TITAN級別的旗艦顯卡來(lái)說(shuō)著(zhù)實(shí)難得，簡(jiǎn)單打打3A游戲風(fēng)扇甚至都不轉，這是一種什么體驗。
在性能提升上，GeForce RTX 4090的理論成績(jì)，相較GeForce RTX 3090 Ti提升約為60%，根據CUDA數量來(lái)看，這個(gè)提升較為合理。不過(guò)或許是因為首發(fā)較為保守，我認為仍沒(méi)有達到它的極限。
關(guān)于GeForce RTX 4090或者是RTX 40系的市場(chǎng)定位，很難說(shuō)它會(huì )快速頂上RTX 30系或者RTX 20系的地位，況且這種“超時(shí)代”的產(chǎn)物不是大部分玩家所需。而有違常理的率先推出“90”級別顯卡，NVIDIA也有意讓RTX 30系再消化一點(diǎn)時(shí)間，畢竟這個(gè)時(shí)間節點(diǎn)到了，不發(fā)點(diǎn)什么說(shuō)不過(guò)去。
最后強調一下，本次NVIDIA將限量推出GeForce RTX 4090 FE公版，將會(huì )于北京時(shí)間10月12日晚9點(diǎn)在京東首發(fā)上市。喜歡公版設計或是想要收藏的玩家務(wù)必下手，只有當你拿在手里后，才能夠感受到什么叫滿(mǎn)分工業(yè)設計。
