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NVIDIA RTX 4070显卡首测 年轻人的第一张40系显卡

2023-06-28 17:53:16 470

摘要:NVIDIA GeForce RTX 4070终于发布了!对于广大玩家来说,RTX 40系终于开始发布中端产品,它代表着本代显卡的体积、价格,都开始下降,并逐渐进入绝大部分用户的视野。当然,随之而来的是性能也逐步下放,而它的性能究竟能不能满...

NVIDIA GeForce RTX 4070终于发布了!对于广大玩家来说,RTX 40系终于开始发布中端产品,它代表着本代显卡的体积、价格,都开始下降,并逐渐进入绝大部分用户的视野。当然,随之而来的是性能也逐步下放,而它的性能究竟能不能满足大家的期待,今天就用实测来说话。

70级显卡是每一代大众3A游戏玩家最期待的产品,它兼顾了一定的性能,中等的体积,以及相对便宜的售价。

这次的RTX 4070,NVIDIA官方给出的定位是,在开启光追和DLSS的情况下,3A游戏达到2K百帧及以上的水准。

而根据官方的消息来看,本次的RTX 4070价格在4700元左右,已经降到了5000元以下。与RTX 3070 Ti的发售价格相同,并且此次在国内也将有少量公版售卖,喜欢的玩家不妨收藏抢购。

另外本次MSRP RTX 4070在4月12日晚21:00解禁,而各OC版显卡则在4月13日晚21:00解禁,也请大家留意后续的评测。

1、NVIDIA GeForce RTX 4070概览

首先还是来看下外观,本次RTX 40系显卡的外包装全部采用了黑色掀盖的礼盒式包装,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 4070”字体的变化,GeForce RTX的英文字样更圆滑,而数字则更“厚实”。

打开后显卡周围的装饰纹路自带“震惊”效果。另外由于性能回归大众,RTX 4070显卡在上手时就会发现相比已经发布的高端型号都要小很多,体积与RTX 3060类似,喜欢小机箱和小卡的玩家有福了。

本次RTX 4070包装内附赠的是一根16pin转8pin*2的转接线,整卡功耗200W,推荐电源650W。对于老电脑升级非常友好,实际使用不到200W的功耗,几乎任何电源都可支持。

但由于RTX 40系显卡全部采用了16pin外接供电,仍然需要转接,当然有条件的玩家还是建议使用最新标准的ATX 3.0电源。

NVIDIA GeForce RTX 4080 FE显卡的整体尺寸约为240×97×40mm(不含挡板),占用2槽空间,重量约为1kg。

而此前发布的RTX 4080为304×137×61mm,占用3槽空间。

相比RTX 4070 Ti以及更高的型号来说,由于功耗大幅降低,内部散热器也进行了简化,这张新发布的中端显卡完全可以用小巧来形容。

这张RTX 4070整体设计依旧沿用了RTX 30系显卡的外观,可以看到风扇尺寸相比RTX 30系增大,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%。

在内部散热上,RTX 4070采用了8层PCB,内部供电共有8相,其中6相为核心供电,2相为显存供电,整体散热器内嵌4热管。

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。

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RTX 4070的整卡功耗为200W,采用单16pin的辅助供电。相比此前最夸张的8pin*4转接16pin来说,这次只有双8pin,通过端子的功率大幅减小。

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。

2、NVIDIA GeForce RTX 4070 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,采用TSMC 4N NVIDIA定制工艺,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。

本次发布的RTX 4070共有5888个CUDA核心,提供了29-TFLOPS算力;46个第三代Ada RT Core拥有67 RT-TFLOPS;184个第四代Tensor Core可提供466 Tensor-TFLOPS

其实如果只对比传统的光栅性能,RTX 4070的进步并没有很大,但在AI逐渐发展的今天,需要大量逻辑推理运算,所以可以看到相比30系的Tensor算力,几乎达到2.7倍的提升。

完整的AD102核心

RTX 4070 Ti使用的AD104核心

RTX 4070使用的AD104核心

本次RTX 4070使用了AD104芯片,采用了4组GPC,其中1组少了1组TPC,并且NVENC单元变为2个。

另外可以看到本次RTX 40系显卡的L2缓存都占比较大,其实也是有意为之。

这张RTX 4070的L2缓存为36MB,而上一代RTX 3070 Ti为4MB,达到了9倍的差距。增加L2缓存的大小可以提高性能,降低延迟,并提高续航时长,数据访问在GPU上即可完成(否则GPU就要频繁从显存读取数据,过分依赖显存带宽)。所以,这也是为什么在RTX 40系显卡中,位宽带宽普遍偏小的原因。

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SM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SM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)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SM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)。

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说明,有兴趣的用户可翻至最后。

3、测试平台简介

首先介绍一下测试平台,为了保障RTX 4070的性能发挥,我们的平台也进行了全面更新。

目前GPU-Z版本尚未更新,无法准确识别硬件信息,就不放出误导大家了。

NVIDIA GeForce RTX 4070采用AD104核心,拥有5888个CUDA,而此前测试的RTX 4070 Ti为7680个CUDA,在同系列显卡中,CUDA数量其实比较能反应性能强弱,所以简单算一下RTX 4070的性能大概相当于RTX 4070 Ti的77%,后面我们也来验证一下这个数据。

RTX 4070的Boost频率为2475MHz,RTX 3070 Ti则为1770MHz,提升非常大。

采用12GB GDDR6X显存,位宽为192bit,显存带宽达到了504 GB/s,光栅单元和纹理单元为64和184。

本次测试平台的处理器采用了Intel最新的13代i9-13900K,性能绝对强悍,并且电源和显示器上进行了着重升级。

虽然RTX 4070的建议电源仅为650W,但考虑到后续升级,也可以为下一代产品早做准备,毕竟电源相比机箱内其他配件,都要使用的更久。航嘉MVP K850这款PCIe 5.0电源,不仅有850W的额定功率,还通过80PLUS金牌认证,12VHPWR接口更能保障显卡无需转接,稳定供电。

高性能CPU+高性能显卡,机箱散热也要跟上。这款航嘉MVP Apollo Max 阿波罗·麦克斯机箱,支持ATX主板和360mm水冷散热器,宽体设计+双腔的内部结构,散热效果更加优秀,正面+侧面钢化玻璃打造“海景房”,不仅有科技感十足的赏心悦目,更能实时监测硬件的运行情况,

4、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3DMARKFS套装测试中,RTX 4070主要对比上一代RTX 3070 Ti,其中FS提升了24%;FSE提升了20%;FSU提升了9%,综合来看相比RTX 3070 Ti的性能提升约为18%

而对比刚刚发布的RTX 4070 Ti,综合成绩相差20%左右。

而在针对DX12环境下的Time Spy和Time Spy Extreme测试中,RTX 4070相较RTX 3070 Ti的提升分别为:TS提升24%;TSE提升18%,综合下来约为21%。

PortRoyal是3DMARK中专门针对光追性能的测试项,RTX 4070相较RTX 3070 Ti的提升约为29%

综合来看,RTX 4070的理论性能相较RTX 3070 Ti的提升约为23%

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。

对比RTX 3070 Ti显卡,从1080p分辨率到4K提升依次为:28%/22%/28%

另外我们使用3DMARK刚刚更新的DLSS 3进行了相关性能测试。并且由于RTX 3070 Ti无法开启,故不参与测试,仅对比RTX 4070 Ti。

5、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。

在《极限竞速:地平线5》中,加入了DLSS 3,我们在后面会进行相关测试,这里仅看常规对比。

性能方面,RTX 4070相比RTX 3070 Ti的提升分别为:1080p提升23%;2K提升27%;4K提升29%,综合提升26%

在《刺客信条:英灵殿》中,RTX 4070相比RTX 3070 Ti的提升分别为:1080p提升15%;2K提升14%;4K提升19%,综合提升16%

在《无主之地3》中,RTX 4070相比RTX 3070 Ti的提升分别为:1080p提升26%;2K提升21%;4K提升14%,综合提升20%

《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,RTX 4070相比RTX 3070 Ti的提升分别为:1080p提升29%;2K提升24%;4K提升15%,综合提升23%

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,RTX 4070相比GeForce RTX 3070 Ti的提升分别为:1080p提升39%;2K提升39%;4K提升28%,综合提升35%

在《赛博朋克2077》中,游戏分为超级和光追超级两种最高画质。

在超级画质中,RTX 4070相比RTX 3070 Ti的提升分别为,1080p提升28%;2K提升29%;4K提升30%,综合提升29%

在光追超级画质中,提升分别为,1080p提升37%;2K提升35%;4K提升35%,综合提升36%

6、DLSS 3性能测试

截止目前,已有超过280款游戏和应用支持DLSS,其中超过30款游戏已经支持最新的DLSS 3。

包括《逆水寒》、《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》、《极限竞速:地平线5》、《赛博朋克2077》、《红霞岛》、《暗黑破坏神4》、《侏罗纪世界:进化2》等等。

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。

在《侏罗纪世界:进化2》中,DLSS 3的表现非常亮眼,由于此类模拟经营游戏的特点就是同屏单位多,更加占用CPU资源,而DLSS 3能够进行帧生成,来突破CPU瓶颈限制。

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。但相对于绝大部分的非竞技游戏来说,26毫秒的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RTX 4070显卡也只有39帧,并且延迟达到了107.1毫秒。

而在开启DLSS 3后,帧数为104,提升了167%。虽然相比DLSS 2的延迟高了13毫秒左右,但依然维持在较低的水平。

《极限竞速:地平线5》是最新加入DLSS 3的游戏,可以看到,即便在开启DLSS 2的情况下,帧数收到CPU瓶颈限制,几乎与DLSS关闭帧数相同。而在开启DLSS 3后,一下跃至161帧,提升26%。

《暗影火炬城》在开启光追后对于性能要求明显提高。其中DLSS 3相比DLSS关的帧数提升了83%,DLSS 2的提升则达到了61%。

不过此次《暗影火炬城》,相比刚刚发布时,1% Low帧数有明显下降,在实际游玩中也能明显感受到已于常理的突然卡顿……大概是游戏随着版本更新,优化还没有跟上。

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。

另外,由于Lyra帧数均为静态所得,1% Low的分数相比其他游戏更高一些。

7、Stable Diffusion AI绘画测试

除了游戏之外,AI也是目前大火的领域,尤其以Stable Diffusion为最,现在很多AI生成的图片完全能够以假乱真,下面我们也来测试一下RTX 4070在这方面的表现。

Stable Diffusion可以说几乎没有门槛,但本地部署的繁琐程度劝退了很多用户。上图为操作界面用户可根据自己想要生成的图片细节丰富关键词。

按照NVIDIA提供的关键词,我们生成了10批,共20张图片,上面挑选了两幅细节比较合理的进行了展示。

RTX 4070运算时间 2m24.79s 约合 7.2秒一张图

RTX 3070 Ti运算时间2m54.34s 约合 8.7秒一张图

Stable Diffusion对于显卡的要求比较高,这就需要显卡拥有较强的Tensor算力。

另外它对于显存的要求非常高,如果有条件的话尽量选择大容量显存的显卡。

我们对比了RTX 4070和RTX 3070 Ti在相同设置下的运算时间,两款显卡在生成20张图片的时间差距为30秒,差距还是比较大的。

另外我们也测试了使用CPU,在相同设置下生成图片,但如图片所示,保守估计需要3小时30分左右。

并且在使用CPU渲染时经常会提示内存不足,不过我们的测试平台为最旗舰的i9-13900K,内存为D5 7200MHz 32G(16G*2),可见一款趁手的显卡对于追赶潮流也是很重要的。

PS:目前AMD显卡无法使用Stable Diffusion生成图片,只能期待后续优化。

8、AV1编码测试

本次AV1编码测试选择了剪映专业版,作为有一定剪辑基础的人来说可能不屑一顾,但整体测试下来的感觉还是非常好用的。

我日常剪辑会使用到PR、AE等Adobe全家桶软件,剪映最大的感受就是更智能化,且预设更符合大众使用,更有智能识别字幕等便捷工具。

如果要比喻的话,剪映和PR就好像美图和PS,Adobe的优势就是可操作空间更大。但我们日常使用的话,剪映这类软件完全没有问题,更易上手。

剪映专业版目前自带AV1编码输出,在实际测试中,我们导出一段2分钟左右的视频。可以看到两个文件容量相差124MB。

由于AV1编码特性,生成文件的比特率更低,但视频清晰度则完全相同。所以如果生成同比特率,同容量的文件,AV1将会更清晰。

我们通过NVIDIA ICAT来进行两段视频的画面对比,图中左侧为AV1编码,右侧为H264编码。反正通过200%的细节放大,几乎看不出任何区别。

9、RTX VSR(RTX Video Super Resolution)测试

目前RTX VSR(RTX Video Super Resolution)已经在部分浏览器中进行测试,首先玩家需要更新到NVIDIA最新驱动,在NVIDIA控制面板中的【调整视频图像设置】可以看到最新的RTX 视频增强超分辨率。

RTX VSR是 AI 图像处理的突破,它超越了传统的边缘检测和特征锐化技术,极大地提升直播视频内容的质量。

开启RTX VSR不仅需要最新版驱动,还需要使用RTX 40或30系列GPU,并且几乎适用于Google Chrome和Microsoft Edge浏览器中的所有视频内容(浏览器也需要更新到最新版本)。

开启后,目前已知的打开YouTube或者B站,都可以享受到RTX VSR效果的加成。

如果不确定,在全屏播放视频时,可以打开任务管理器,看到GPU负载增加,即为开启成功。

(点击放大查看原图)

我们打开YouTube随意观看视频,在打开RTX VSR后,可以清晰明显的看到水下珊瑚的质量明显提高,边缘更为清晰,并且极大减少了失真现象。

10、温度及功耗测试

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。

可以看到RTX 4070这张显卡对于温度的控制同样令人惊叹,虽然散热器有所缩减,但通过半小时左右的拷机测试,温度一直控制在67℃左右,热点温度在80℃左右。

令人在意的是,通常显卡的显存温度也会比较高,而RTX 4070的显存温度仅有64℃。

游戏动态功耗测试

值得一提的是,本次我们在拷机测试中最大板载功耗为200W左右,TDP达到了100%。但在实际游戏测试中,大部分3A游戏能够在170-180W左右,一些非常耗费性能的3A游戏才能够到达190W左右,远低于额定功耗。

所以在实际的使用过程中,由于不同游戏负载不同,GPU的实际功耗是动态变化的,类似于FPS随时间的变化,RTX 40系列很难触及功耗墙。

RTX 4070 3A游戏平均功耗

RTX 3070 Ti 3A游戏平均功耗

在实际的游戏功耗测试中,我们选择《赛博朋克2077》自带benchmark,画面设置为光追超级、4K分辨率,来强行拉满两张显卡的性能极限,检测我们实际应用场景的功耗。

可以看到两款显卡虽然均为70级别,但刚刚发布的RTX 4070平均功耗为184W,而RTX 3070 Ti则是288W低了100W,这的确是一个惊人的成绩,100W已经基本等同于i5-13600KF的功耗了。

11、年轻人的第一张 RTX 40系显卡

本次RTX 4070的发布,将RTX 40系显卡售价首次拉至5000元以内,对于憋了几年想要攒机的单机游戏玩家来说,绝对是利好消息。

性能上,RTX 4070可以在3A游戏中,2K分辨率下达到百帧的成绩,而且我们所测试的游戏画面均为中上等。至于4K,目前大部分独立游戏或者网游也都没有问题。不过我们的测试毕竟不是为了探寻帧率极限,只挑选一些有代表性的游戏。

我认为在RTX 4070,或者说RTX 40系显卡中,最有意义的升级在于功耗的下降。同级别产品功耗下降100W,综合性能提升20%左右,这才是GPU升级的意义所在。如果只是一味地堆叠功耗来换取性能提升,毫无意义。

另外RTX 40系显卡在设计之初也更注重多领域用途,不止局限于游戏。在这个谁都是自媒体的时代,编解码、AI运算等等都是至关重要的。

视频剪辑由于软件的普及,几乎人手都会,容量更小更清晰的AV1编码正在逐渐流行起来。所以即便RTX 4070定位游戏人群,在生产力工具上,它依然有一席之地。

最后相信大家都会将RTX 4070与不久前发布的RTX 4070 Ti来进行对比,谁更有性价比?

本次发布的RTX 4070在光追游戏的性能上,能够达到2K百帧的成绩,这对于绝大部分玩家来说都是足够的。

另外两款产品在性能差距在23%左右,RTX 4070 Ti的官方售价为6499元,RTX 4070为4799元,1700元的差价换取23%左右的性能也依然是划算的。

最终决定购买什么档位的产品,只是用户的各取所需罢了,不过如果你想在万元以内装机,畅玩光追3A游戏,还想享受DLSS最新的技术成果,那么这张RTX 4070再合适不过了。

12、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。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,在旗舰型号RTX 4090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。

而在中端的RTX 4070上也达到了惊人的466 Tensor-TFLOPS,相比上一代RTX 3070 Ti,拥有2.7倍左右的提升。

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。

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。它首次加入了对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。目前大部分直播的分辨率和清晰度,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,采用AV1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AV1编码支持

当然,直播只是我们更容易见到的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AV1编码。

另外再说一下NVIDIA一直强调的在RTX 4070 Ti及以上型号配置的双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,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。

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的先行宣传中,用到了“以未来敬传奇”的slogan。

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