08.21 一次強大的進化 NVIDIA RTX 2080顯卡全解析

2018年8月20日0點,NVIDIA在德國科隆國際遊戲展上舉辦了GeForce Gaming Event展前發佈會,正式發佈全新一代的GeForce系列遊戲顯卡。該顯卡採用全新的圖靈架構,首次引入GDDR6顯存技術以及NVLink多卡互連技術。在命名上也並非之前傳聞的GTX 1180,而是全新的RTX 2080顯卡。

與之前的GTX系列不同,新顯卡的命名為RTX,選擇這個名稱的主要原因是RTX強大的實時光線追蹤渲染技術,下文我們更詳細的與大家分享。

一次強大的進化 NVIDIA RTX 2080顯卡全解析

一次強大的進化 NVIDIA RTX 2080顯卡全解析

RTX 系列顯卡規格對比RTX 2080Ti是圖靈架構下的首張旗艦級遊戲顯卡,採用TU102-300A核心,內建4352個CUDA核心,基礎頻率1350MHz,加速頻率1635MHz,功耗為250W。顯存方面為11GB GDDR6顯存,顯存頻率14Gbps,顯存位寬352bit,616GB/s帶寬。

一次強大的進化 NVIDIA RTX 2080顯卡全解析

與RTX 2080Ti同時發佈的還有RTX 2080和RTX 2070,其中RTX 2080Ti採用TU-104-400A核心,內建2994個CUDA核心,基礎頻率1515MHz,加速頻率1800MHz,功耗為215W,顯存方面採用最新的8GB GDDR6顯存,顯存頻率14Gbps,顯存位寬256bit,顯存帶寬448GB/s。

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RTX 2070則擁有2304個CUDA核心,顯卡頻率為1410-1710MHz。整體功耗僅為185W。顯存上與RTX 2080一致,均為8GB GDDR6顯存,顯存頻率14Gbps,位寬256bit,顯存帶寬448GB/s。

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細心的網友會發現,在發佈會上,NVIDIA公佈的售價分別為499美元、699美元以及999美元,而在NVIDIA官網的售價則為599美元、799美元、1199美元。這主要是因為發佈會現場NVIDIA給出的是非公版的市場指導價,而NVIDIA官網的售價則是公版顯卡,不但具有一定的紀念意義,同時也是限量發行,所以售價會高出一些。

接下來我們一起了解RTX系列顯卡帶給我們的全新技術。

一、實時光線追蹤


實時光線追蹤是一個複雜的概念,其工作原理簡而言之即為利用光源以及光的反射原理,在畫面渲染上從被動式變為主動式。我們可以把之前的畫面渲染看做是手繪,我們看到一處風景不錯,構思好畫面後進行繪畫,在創作的時候就要考慮到不同光線照射在不同物體、不同角度後產生的不同畫面景象,而實時光線追蹤更像是一臺照相機,創作者無需考慮光線變化所帶來的畫面的變化,顯卡會對這些數據進行計算,並最終呈現出最接近真實狀態的圖形,對於開發者來說是隨時隨地隨手拍攝就能出現的圖像。

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實時光線追蹤渲染的英文名稱為Ray或者Raytracing,相關算法其實並不新穎,早在很多年前就被提出,但當時的算力只能做到1小時畫面模擬出一幀左右的畫面,也就是說一小時只能繪出60像素,這樣的算力遠遠無法滿足我們的日常體驗需求。但現在,NVIDIA圖靈架構的RTX 2080/2080Ti做到了。由此可以看出,GTX裡的G過去可以看做GeForce或者Game的意思,那麼RTX中的R則直接指向Raytracing或Ray。

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(左側RTX關閉的亮度明顯不如右側RTX開啟的亮度)

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(圖片左側RTX關閉沒有任何的反光細節,右側卻可以從車門看到反射的人像)

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在遊戲中的這項技術將會讓遊戲支持實時光線追蹤,尤其是在《戰地Ⅴ》、《古墓麗影:暗影》等遊戲中製造區域陰影、光照反射和環境光等各種特效。這項技術讓遊戲更加接近電影級的遊戲畫質。

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在未來,實時光線追蹤技術還將在《最終幻想十五》、《絕地求生》等多款遊戲中得到應用,相信也會有更多的遊戲加入到這個陣營當中,屆時遊戲畫質必將得到一個質的提升。

二、全新圖靈架構


圖靈架構是目前NVIDIA公佈的最新顯卡架構,較上一代帕斯卡架構,圖靈架構(Turing)的核心架構規模變大了很多,這樣的大核心一個非常明顯的優勢就是散熱更好。同時,圖靈架構除了常規的視頻解碼升級以及L2改進外,最大的改進在於採用了名為RT Core的專用光線追蹤處理器,作用在於加速一些主流的光線追蹤算法,最快可達到10GigaRays的速度,也就是我們上文提到的專門處理光線追蹤的單元。

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圖靈架構是一種全新的混合渲染模型,通過光線追蹤、計算能力以及AI技術展現著深度學習時代的強大計算能力。將會為設計師與藝術家提供實時的渲染場景,讓玩家在遊戲過程中感受到逼真的圖形效果。

三、更先進的cache和寄存器體系


全新圖靈GPU架構的任務更加豐富,除了傳統的遊戲渲染之外,還引入了光線追蹤和AI,這對Cache和寄存器體系提出了更高的要求,就目前的情報來看,圖靈架構必須重設整個寄存器體系,以滿足光線追蹤運算的要求,另外,根據以往的經驗判斷,圖靈架構必將提供更為強大的Cache體系,這都將為GeForce RTX的渲染效率提供保障。

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因為在新的GPU體系下,GPU每秒計算了更多的數據,這就需要寄存器更快更高效的思考出問題,而Cache則為記憶的存儲提供了一個臨時的存檔點,數據是通過內存-Cache-寄存器,Cache緩存則是為了彌補CPU與內存之間運算速度的差異而設置的的部件。

四、高效的GDDR6顯存


隨著Geforce RTX 2080以及RTX 2080Ti顯卡詳細規格的公佈,高速、低電壓、低功耗,大容量的GDDR6顯存成為關注的焦點。本次Geforce RTX系列採用的是三星打造的GDDR6顯存芯片,採用10nm級工藝打造,兩個讀寫通道,引腳帶寬提升到18Gbps,速度更快,可達到72GB/s的數據傳輸速率。

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在電壓方面,也從GDDR5的1.55V下降至1.35V,功耗降低35%左右,同時支持8K視頻處理、VR、AR以及人工智能等領域。通過降低電壓的方式,GDDR6能夠實現降低運行功耗的目的,將進一步降低終端產品的能耗。另外,但顯存容量上,較GDDR5的單片8GB和16GB(單片容量1GB或2GB),GDDR6可以提升到32GB,也就是單片4GB。

拿RTX 2080來說,GDDR6搭配256bit位寬的顯卡,最大帶寬可以達到512GB/s,採用8GB的顯存顆粒最大顯存容量可以達到32GB。遠超目前的GDDR5規格。

RTX 2080可預期的強大遊戲性能


我們在前面提到的四個特點是本次GTX 2080規格公佈後的一次技術解析,可以看到,不管是在遊戲還是其他圖形體驗方面,要實現更加真實逼真的遊戲體驗都需要全新一代的RTX 系列顯卡。而在散熱方面,此次RTX系列的公版顯卡一改往常管理,放棄了渦輪風扇設計,改用與非公版相同的雙風扇設計,可以料想到,本次的新卡發熱量都將是很大的問題。

一次強大的進化 NVIDIA RTX 2080顯卡全解析

從當前RTX 2080以及RTX 2080Ti公佈的產品規格以及售價來看,RTX 2080擁有2944個CUDA核心,較RTX 2080Ti雖然少了三分之一的流處理單元,但售價卻僅便宜了400美金的RTX 2080更符合普通遊戲玩家更新新顯卡的需求。

而RTX 2080Ti不管是從售價還是產品規格上更適合發燒級遊戲玩家的追求。當然,絕大多數玩家也可等待未來即將發佈的性能略有下降的RTX 20X0系列其他產品,但不管是哪款產品,都可以說這是NVIDIA在近兩年來送給遊戲玩家最有誠意的禮物。

本次新顯卡的上線伴隨著遊戲性能的大幅提升,對於遊戲玩家而言,將會在遊戲中得到更好的遊戲體驗,往常只能望而興嘆的遊戲或許在未來可以成為可能。對於遊戲公司而言,更強性能的遊戲顯卡上市,意味著更加簡單的開發過程,而對於整個遊戲市場,遊戲顯卡的升級換代,將全面提升遊戲的畫面水平,目前受制於顯卡性能的影響,但在未來,165Hz、240Hz以及4K電競屏幕都將更具有現實的遊戲體驗意義。

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