七彩虹战斧RTX 4090显卡首测：开启4K光追的新时代

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自Turing图灵架构伊始（即GeForce RTX20系列），NVIDIA 显卡正式进入RTX实时光线追踪及DLSS深度学习超级采样技术时代。回顾当初，质疑声音不少，光追效果一般，DLSS折损画质，支持的游戏屈指可数。在接下来的日子里，NVIDIA潜心修炼内功，Ampere安培架构（GeForce RTX 30系列）的强悍表现让许多的质疑者成为了支持者。
　　今年以世界上第一位女程序员Ada Lovelace为名的新架构正式亮相，属于GeForce RTX 40系列显卡的时代正式到来。先进的TSMC 4N NVIDIA定制工艺，全新的全景光线追踪以及新一代的DLSS 3技术……在游戏画质与流畅度再一次拥有质的飞跃。
　　GeForce RTX 40系列显卡首发三个型号：GeForce RTX 4090/GeForce RTX 4080 (16GB版本)/GeForce RTX 4080(12GB版本)。今天，我们拿到七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡，借助它来带您详细了解新一代显卡的具体性能表现。
　　NVIDIA Ada Lovelace架构分析：
　　1、内部的架构：GPC规模猛增

　　七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡采用的是AD102-300核心，这并不是完整版。完整形态的AD102核心包含12个图形处理集群（GPC），从Ampere的7个猛增至12个，光凭这一点，就能带来很强的性能提升。此外，还包含72个纹理处理簇（TPC），144个流式多处理器（SM），搭配12个32bit的显存接口（共计384bit）。

　　上图为SM单元，AD102中每个SM单元包含4个处理块，每个处理块包含1个64KB寄存器堆，1个L0指令缓存，1个调度单元，4个加载/存储单元，1个特殊功能单元（Special Function Unit，SFU）。还包含16个专门用于FP32的CUDA Core，16个可以在FP32和INT32之间切换的CUDA Core，因此共计32个CUDA。当然少不了1个第三代RT Core，4个第四代Tensor Core，4个纹理单元（Texture Units），256KB寄存器堆，以及可根据需求进行配置的128KB L1共享缓存。
　　2、第三代RT Core：带来全景光线追踪

　　七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡从第二代RT Core升级到第三代，从两代架构对比来看，第三代RT Core架构增加了微映射透明度（Opacity Micro-Map，OMM）引擎和微网格置换（Displaced Micro-Mesh，DMM）引擎。除此之外，还对L2缓存上进行了升级，配置98304KB的L2缓存，比Ampere 提高16倍。这些都让光线追踪性能获得巨大收益。
　　3、着色器执行重排序：提高光追效率
　　在接近真实场景的实时光线追踪中，多样化的环境变化意味着本应重要的原始处理工作量会越来越少，反而像反色、间接照明、半透明效果的二次折射等计算会占据大量的着色器资源，让着色器忙碌在无意义的二次反射、漫反射等场景中，导致效率降低。如果不加以解决，GPU以有序性常规执行方式会非常低效。

　　为此，七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡引入了【着色器执行重排序（Shader Execution Reordering，SER）】功能，能够让着色器更智能的安排每一项工作的重要程度，从而能大大提高渲染的效率。SER可以为光线追踪带来最高可达3倍的性能提升，整体游戏性能提升可高达25%。
　　4、第四代Tensor Core：AI计算效能倍增

　　七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡从第三代Tensor Core升级到第四代，新一代Tensor Core的FP16、BF16、TF32、INT8、INT4性能相对前一代提升两倍以上，实现AI计算性能大幅度提升。
　　5、全新DLSS 3 : 真正的帧率收割机

　　DLSS 3绝对是七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡最亮眼的技术。DLSS 3包括了全新的帧生成技术、DLSS 2超分辨率技术和NVIDIA Reflex技术。

　　DLSS本质通过深度学习算法将单帧的低分辨率提升成高分辨率，让游戏帧率获得大幅度提升。但这还不够，在DLSS 3上，利用光流加速器与DLSS相结合的办法，构建一个更为立体的分析方式：之前的帧与当下帧，由光流加速器生成光流场、游戏运动矢量和深度等数据，DLSS将新渲染的帧与之前的帧进行比较，并考虑运动矢量与光流场信息，了解场景变化，从而生成一个全新高质量帧。简单的理解，AI生成帧不需要占用太多GPU资源，是由AI计算出来的。

　　DLSS 3在光流加速器的搭配下实现了脱离GPU渲染重建高分辨率方法，让GPU渲染的部分大幅减少，以两帧为例，DLSS 3会承担起第一帧的3/4的工作和第二帧的所有工作，实际上GPU只需要完成其中的1/8的渲染即可，从而节省了大量的计算资源。

　　DLSS 3也并非传统意义上的单一技术，事实上它是一个软件与硬件协同的集合。在软件层面，DLSS 3使用AI超分辨率生成，AI生成帧，加入对NVIDIA Reflex支持。在硬件层面，DLSS 3需要在第四代Tensor Core上运行，并利用改进的光流加速器帮助DLSS 3像素级的测量场景，最后云端的NVIDIA超级计算机则夜以继日的寻找提升高质量图像的途径。上述六种软硬件结合，才最终实现了DLSS 3的高质量表现。

　　目前已经超过35款游戏和应用支持DLSS 3，包括寒霜引擎、Unity 、虚幻引擎4 & 5 等游戏开发引擎，《赛博朋克2077》、《逆水寒》、《微软模拟飞行》、《瘟疫传说：安魂曲》等热门游戏大作，未来支持DLSS 3的游戏会越来越多。
　　RTX 4090显卡的规格：

　　GeForce RTX4090显卡用上TSMC 4N NVIDIA定制工艺，由台积电5N改进而来。AD102核心面积没有增加的前提下，晶体管数目爆涨，从283亿个提升至763亿个。流处理器方面，GeForce RTX 4090达到16384个，相比GeForce RTX 3090 Ti提升34%。同时第四代Tensor Core和第三代RT Core的数量，相比GeForce RTX 3090 Ti都有大幅度增涨。
　　GeForce RTX4090显卡核心Boost频率达到2520MHz，比GeForce RTX 3090 Ti的1860MHz高得多，后续如果经AIC厂商调教，轻松超过2.52G。显存来自美光定制GDDR6X，24GB满配，显存带宽超1TB/s峰值。
　　功耗方面，GeForce RTX4090与GeForce RTX 3090 Ti保持一致，都是450W，这出乎很多人的意料，这也从侧面证明Ada Lovelace架构GPU能耗比的巨大飞跃。
　　至于价格上，GeForce RTX 4090官方建议零售价12999元，比GeForce RTX 3090 Ti便宜2000。当然12999只是公版指导价，非公版显卡价格要贵一些。
　　战斧GeForce RTX 4090豪华版的规格：

　　▲七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版的GPU-Z信息
　　七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版设定的Boost频率为2565MHz，比公版的2520MHz，高了45MHz。功耗设定450W，峰值功耗则在480W，功耗也保持一致，理论上性能跟公版一致。如果搭配旗舰型号的CPU，推荐1000W或以上电源比较稳妥。
　　七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡介绍：

　　产品的外包装，印有一把战斧，右下角标识着产品型号GEFORCE RTX 4090。

　　整体采用黑与红的撞色设计，金属外观，经磨砂工艺处理，非常有质感。钻石状三角元素，起到点缀作用，也彰显了力量感。


　　区别于旧款战斧，战斧豪华版全新的造型，方正硬朗，肌肉感十足。很酷，也很强！

　　由于性能增强，供电与散热也要强化，GeForce RTX 4090的体积又增加了。七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版尺寸为长817.5000000000001px，宽度377.5px，厚度为167.75px，跟以前20系列显卡相比，几乎大了一圈。

　　妥妥要占据三个PCIe插槽，对机箱兼容性要求可不低。


　　全金属背板设计，尾部同样做了镂空处理，方便空气的对流，利于通风散热。


　　七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡采用了利斧散热器，正面设计三个98mm的大风扇，实现更强的风压以及更大的进风量。

　　战斧散热器内置2根6mm和4根8mm的镀镍热管，大面积液冷均热板和散热鳍片，保证高负载场景下，快速驱散热量，保证显卡性能稳定发挥。

　　供电接口为新型的16Pin（12+4Pin）PCIe5.0供电接口，12pin为供电口，另外4Pin负责信号传输，单口可以承载600W功耗。

　　使用ATX3.0标准的电源，只需一根供电线即可，看着比过去3个8Pin口简洁多了。

　　如果您使用的不是新款ATX3.0电源，没有16Pin供电口，随显卡附赠一条转接线，3个8Pin转16Pin，可与旧款电源兼容。

　　侧边的隐藏式LOGO RGB信仰灯，通过新款iGame Center软件，可以进行灯光设置。



　　不同的灯光效果，让机箱内部更多彩。

　　接口上，提供一个HDMI2.1和三个DP1.4a。其中HDMI2.1接口可支持8K@60Hz视频输出。

　　顺便提一款有意思的“玩物”，随七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡一起送测的，还有这款拼奇积木联名的iGame奇趣主机。




　　这款奇趣主机是由主机、主板、内存、显卡几大部分积木组装而成，喜欢DIY硬件的小伙伴们，用它也能体验一回装机乐趣，或者新手朋友，先自己尝试尝试DIY电脑过程。如果大家对这款积木感兴趣，可以微信小程序搜索“COLORFUL官方旗舰店”购买编辑同款。
　　新款iGame Center软件：

　　七彩虹显卡专用的集成控制软件iGame Center同步更新到了最新版本，整个软件进行深度优化，不仅界面更清晰明了，功能也更加丰富。

　　搭载七彩虹RGB硬件，在这里可以对全局灯光进行控制。有不同灯效模式，也可以对灯光的速度，亮度，方向等进行调节。

　　除了灯效同步，还能单独对显卡的灯光模式进行调节，可玩性还是挺高的。

　　灯光控制的另外一栏则是超频控制，在这里可以调整显卡的核心频率，显存频率，电压，温度及功耗等。

　　在监控日志里，可以控制LCD屏幕的各种显示功能，不过战斧系列并没有配备LCD屏幕。

　　新款iGame Center软件加入玩家俱乐部，以增加玩家的粘性。
　　测试平台介绍：

　　测试平台如上，CPU使用i9-12900K，搭配一块Z690 D5主板，内存则是DDR5-6000高频，16GBx2双通道。

　　测试GeForce RTX 4090这样的性能猛兽，怎么能少得了一款旗舰级的4K电竞显示器呢？我们测试所使用的是：爱攻PD32M保时捷联名电竞显示器，堪称“旗舰中的旗舰”。
　　它搭载一块31.5英寸Mini LED背光技术面板，内置3456颗Mini LED背光灯珠，多达1152个独立控光分区；高达1600尼特的峰值亮度，通过DisplayHDR 1400专业认证；97％DCI-P3、99％ AdobeRGB、100％ sRGB的广色域覆盖，10.7亿色显示，搭配DeltaE＜2的专业色准，色彩表现在电竞显示器中属于“天花板”级别，能够更好展出游戏中的光影效果。电竞属性方面，PD32M支持144Hz高刷新率和1ms疾速灰阶响应时间，可提供畅快淋漓的游戏体验。4K超高清分辨率，特效全开，才能不负显卡。

　　七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡的峰值功耗在480W，而i9-12900K的满载功耗接近260W，光显卡+CPU这两项功耗值740W，考虑到40%的冗余功耗，以此保证一些高负载情况下正常运行，我们使用了航嘉新款MVP P1200 ATX3.0电源，额定功率1200W，一步到位保证平台的稳定供电。
　　基准性能测试：
　　以3DMark作为显卡基准测试软件，测试项目有Fire Strike、Fire Strike Extreme、Fire Strike Ultra（对应DX11，1080P、2K及4K分辨率）。Time Spy 和Time Spy Extreme（对应DX12 2K和4K分辨率）。还有Port Royal光线追踪性能。

　　▲七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡 Time Spy得分36384分。

　　▲七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡 Time Spy Extreme得分19292分。

　　▲七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡Fire Strike得分77359分。

　　▲七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡Fire Strike Extreme得分45734分。

　　▲七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡Fire Strike Ultra得分24866分。

　　▲七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版显卡 Port Royal光追得分25669分。

　　基准测试方面，战斧GeForce RTX 4090 豪华版对比RTX 3090 Ti，这性能提升幅度可以用“夸张”来形容。Time Spy性能提升68%；Time Spy Extreme性能提升73%；Fire Strike性能提升55%；Fire Strike Extreme性能提升76%；Fire Strike Ultra性能提升82%；而光追性能提升更是达到78%。怎么样？这新卡的性能提升幅度，各位看客老爷们还满意不？
　　4K光栅化游戏性能测试：
　　传统光栅化游戏测试分辨率为3840x2160，考虑显卡的定位，不测试2K及1080P分辨率。画质设定均为最高，关闭垂直同步功能，支持DLSS均处于关闭状态，全部测试的游戏由自带Benchmark输出结果。

　　我们一共测试6款热门的3A大作，在4K分辨率，最高画质设定，不牺牲画质特效的前提下，也不需要DLSS辅助，战斧 GeForce RTX 4090 豪华版显卡均可以非常流畅运行。
　　像渣优化的《赛博朋克2077》跑出76帧，而显卡杀手《荒野大镖客2》跑出121帧，《古墓丽影 暗影》更是跑出夸张的184帧，要知道这可是4K分辨率啊。毫无夸张地说，4K最高画质在战斧 GeForce RTX 4090 豪华版面前只能算是“入门”的挑战。
　　对比GeForce RTX 3090 Ti，《赛博朋克2077》、《荒野大镖客2》、《极限竞速：地平线5》、《刺客信条 奥德赛》、《古墓丽影 暗影》、《孤岛惊魂5》分别提升46%、46%、73%、54%、73%、30%，提升幅度还是相当惊人的。
　　DLSS 3 游戏实测：
　　我们先来看看战斧 GeForce RTX 4090 豪华版在DLSS 3开启与关闭状态下，游戏画质变化如何？

　　《瘟疫传说：安魂曲》DLSS 3 OFF VS DLSS 3 NO

　　《逆水寒》DLSS 3 OFF VS DLSS 3 NO

　　《Unity引擎》DLSS 3 OFF VS DLSS 3 NO
　　我们截取部分支持DLSS 3游戏的实景画面，像《瘟疫传说：安魂曲》、《逆水寒》的游戏画面通过对比可以看到，在开启DLSS 3之后，画质并没有折损，反而是得到强化，尤其是光影效果更加真实。

　　开启DLSS 3之后，游戏帧数的提升相当惊人，瘟疫传说：安魂曲》、《赛博朋克2077》的帧率分别翻了2.35倍、3.27倍。就算特别吃CPU资源的《微软模拟飞行》也翻了2.15倍。
　　在画质没有损失反而加强的前提下，带来如此巨大的游戏性能提升，对于游戏玩家来说，无疑是幸福的存在。未来有DLSS 3加持下，4K+光追+最高特效，将会顺畅无比。
　　DLSS 3游戏近期更新：
　　●《超级人类》（SUPER PEOPLE）：抢先体验版将于10月12日13:00发布，支持DLSS 3
　　●《生死轮回》（Loopmancer）将于10月12日发布更新版，支持DLSS 3
　　●《逆水寒》“拂云庭“（Justice ‘Fuyun Court’）: 全新图形展示将于10月13日发布，支持DLSS 3
　　●《微软模拟飞行》（Microsoft Flight Simulator）：将于10月17日为Xbox Insider计划成员推出测试版，支持DLSS 3
　　●《瘟疫传说：安魂曲》(A Plague Tale: Requiem)：将于10月18日发布，支持DLSS 3
　　实时光线追踪游戏测试：
　　RTX光线追踪测试，同为4K分辨率，画质设定均为最高，光追效果设定均为最高档位，不开启DLSS选项，接受最为苛刻的硬件考验。

　　光追游戏测试部分，就算不开DLSS的情况下，除了《赛博朋克2077》，其他四款游戏，战斧 GeForce RTX 4090 豪华版已经可以超过60帧流畅运行。
　　像光追效果十分明显的《Control》可以在140帧的超高帧率下，畅玩4K光追。《光明记忆：无限》、《古墓丽影 暗影》均突破100帧。战斧 GeForce RTX 4090 豪华版显卡真正带我们走进4K光追的时代。而对比GeForce RTX 3090 Ti，光追游戏性能提升幅度在70%左右。
　　创作应用测试：
　　由于测试时间关系，还有考虑到GeForce RTX 4090刚推出，专业创作应用软件需要去做优化，我们就只测了Blender这款热门的专业三维渲染软件，使用固定的Benchmark进行测试，测试了monster/junkshop/classroom三个场景。

　　战斧 GeForce RTX 4090 豪华版在monster/junkshop/classroom场景得分为6331、2806、2911分，平均4050分。对比之下，领先GeForce RTX 3090 Ti 幅度达到80%以上，可见在创作领域，战斧 GeForceRTX 4090 豪华版也比GeForce RTX 3090Ti强出一截，帮助创作者节省大量的渲染时间。
　　功耗与温度测试：

　　在温度与功耗测试中，使用Furmark软件，对显卡进行10分钟的满载测试，用GPU-Z软件来监控显卡的温度与功耗表现。

　　在满载10分钟之后，这时GPU的核心温度仅70℃，要知道这可是一张旗舰级显卡，性能怪兽。有这样的温度表现，绝对处于优秀的水平。
　　功耗的话，平均接近450W，基本跟GeForce RTX 3090 Ti是持平的。不过，峰值功耗更猛一些。如果搭配新款旗舰CPU，比如i9-12900K、i9-13900K，建议至少1000W电源起步吧，850W压力还是挺大的。
　　总结：

　　经历了GeForce RTX 30系列显卡性能大跃进，很多人都担心GeForce RTX 40系列显卡无法超越前辈。当测完战斧 GeForce RTX 4090 豪华版后，我们担心显然是多余的。基于Ada Lovelace GPU架构设计AD102-300核心的RTX 4090再次实现性能飞跃，真正将游戏带入4K光追时代。曾几何时，4K游戏遥不可及，到如今的4K+光追最高特效流畅玩耍。或许摆在2-3年前，很多人想都不敢想吧。
　　这次NVIDIA还带来DLSS 3，这是一项真正的黑技术。在开启DLSS 3之后，宛如打开性能释放的密钥，开启与关闭，性能提升非常非常显著，真正意义上实现从性能的堆砌到质的改变。未来会有越来越多的游戏加入DLSS 3，N卡玩家最幸福的存在。
　　战斧 GeForce RTX 4090 豪华版的450W功耗，虽说整体功耗不低，但发热控制得不错。并且这个功耗也是频率大幅度提升的结果，由此带来强大的性能提升，我认为是值得的。
　　最后给大家送上产品的发售信息，七彩虹战斧GeForce RTX 4090豪华版、iGame GeForce RTX 4090 Vulcan OC、iGame GeForce RTX 4090 Neptune OC三款显卡将于10月12日晚9点整在京东、天猫、抖音、快手等电商平台及全国经销零售渠道开售，售价在12999-14999元之间，感兴趣的小伙伴可以关注。

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