RTX 3080首發評測:超強!架構、遊戲性能、溫度與功耗

以下文章轉載於微信公眾號:【筆吧測評室】和【快樂肥宅實驗室】 ,作者 慶爺

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前言

上一代基於圖靈架構的GeForce RTX20系列發佈至今已是兩年有餘,雖然中間推出了RTX Super系列但這個系列畢竟目的還是在於填補產品線空白秀刀法,在性能方面並沒有什麼提升,遊戲卡的性能皇冠依然由RTX2080Ti把持,相比前些年一年一代的進步速度來說,顯得慢了許多。


正好2020年第四季度很多3A大作的IP也到了出續作的時候,比如一跳再跳的賽博朋克2077,跟著英偉達的節奏一起跳了一年的刺客信條英靈殿,還有各種即將全平臺發佈的次時代大作——這時候推出新的一代旗艦遊戲顯卡,時機恰到好處。


就在這個背景之下英偉達安培架構的遊戲卡來到了我們面前。

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這次一發布就是三款產品,3070、3080、3090悉數在列。首先上市的就是我們本次評測的主角——GeForce RTX 3080,而3090和3070則要再稍等一段時間。


安培遊戲卡架構解析


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說到GeForce RTX 3080就不得不提這一次的安培遊戲卡架構,雖然名字都叫安培,但是跟之前純計算卡NVIDIA A100上的安培架構並不是一回事,但也不像帕斯卡那代一樣,GP100重新設計,GP102=Maxwell with 16nm FinFET Plus附魔強化版,而是針對遊戲應用做了更適合的架構設計。

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Ampere A100的架構圖

上圖是英偉達計算卡Ampere A100的架構圖,相比前面GA102 Ampere遊戲卡架構來看,最明顯的地方當然是計算卡沒有RT Cores,當然還有個區別就是計算卡也不會做Rops,只不過這兩張圖上沒有畫出來。再比較明顯的區別就是,A100計算卡有FP64(雙精度)、FP32(單精度)和INT32(整數)三種計算單元,而GA102遊戲卡的架構當中去掉了對遊戲完全無用的FP64,然後INT32和FP32共享使用部分單元,實現在額外晶體管開銷不大的同時擁有翻倍的FP32算力。當然由於共用了一部分單元,實際遊戲遇到混合精度計算的時候性能提升不可能像純FP32算力提升那麼大——從這個方面來看,這個設計思路倒是比較類似在CPU上沿用已久的HT/SMT同步多線程技術。


不過這個架構設計也帶來了一個問題,就是安培架構遊戲卡的CUDA Cores數量應該怎麼算。之前有兩種方案,一個是以可以計算FP32的單元作為一個CUDA,這樣算的話RTX3080擁有8704個FP32(CUDA Cores)。還有一種算法就是將能實現完整(INT32+FP32+FP16)混合精度計算的最小單元作為一個CUDA,這樣算的話RTX3080是4352 CUDA,跟RTX2080Ti相同。不過看英偉達官方的展示PPT之類的,採用的都是第一種算法,所以我們也以此為準。


以上是在傳統光柵化遊戲方面安培架構的改進和進步,既然老黃現在這麼強力的推光追和DLSS,怎麼能忘記RT Cores和Tensor Cores的提升。

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RT Cores在提升效率的同時擴展了規模,架構上也尤其提升了對於含時類運動光追問題的求解能力。官方表示在處理這類問題時,最多可以達到8倍的效率。從這個說明上來看,應該可以有效緩解某些遊戲在光追特效開啟時一轉頭就掉幀的問題。

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Tensor Core方面的改進,也是強化了對驗證和推理比較有效的稀疏矩陣計算能力,畢竟對於絕大多數遊戲玩家來說在自己電腦上跑訓練的機會少之又少,DLSS之類的功能靠的全是推理能力。

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指望GA102能在這方面打A100那肯定是不可能的啦,不要懷疑老黃的刀法。不過相比上一代的RTX2080Super,提升還是不小的。


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通過以上的設計,英偉達宣稱安培架構實現了相比圖靈架構1.9倍的能效比,還順便標了一下溫度和噪音,大概也是對這次FE版的新散熱結構頗有信心。

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核心架構改良頗多,顯存的決定權也是很重要的。不知道偶數代GDDR都是短命鬼(用GDDR2、GDDR4的卡一隻手就能數過來)這個魔咒是不是繼續生效了,看起來表現還不錯的GDDR6也迅速被GDDR6X替代。初代GDDR6X的頻率從19Gbps起跳,相比末代GDDR6的16Gbps提升並不算大,不過這代RTX3080採用了102大核,位寬也增加到了320bit,在帶寬方面依然是非常明顯的提升。


RTX3080規格與簡單信息介紹

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從GTX980這一代顯卡開始,80系列都開始用Gx104這種小核心來做高端卡,而這一次RTX3080跟開普勒架構的GTX780一樣採用了102大核心,相對規模方面相比之前的卡也是增大不少。RTX3080採用的GA102核心在其中2個GPC當中各屏蔽了7組SM,最後是
68SM/8704CUDA/272TENSOR/68RT的規模設計。這個閹割幅度大概在20%左右,應該是近年來採用102大核的產品當中閹割深度最深的一次。相比之下GTX780Ti是完整核心,GTX980Ti閹割了大概9%,GTX1080Ti閹割了大概7%,RTX2080Ti則是5.6%。這大概就是老黃沒給這款採用大核設計的卡命名為RTX3080Ti的原因,不過20%的規模差距空間以老黃的刀法想塞個卡進去那還不是輕輕鬆鬆,後續會補上3080Ti這一檔產品,也不是不可能。

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規格對比

這是RTX30系列三款首發產品與RTX2080Ti的規格對比,圖源Videocardz。


除了核心設計之外這次的PCB設計也頗有意思,以往我們區分PCB設計會使用“公版”和“非公”這兩個概念,公版指的是英偉達統一提供的設計方案,廠商更換散熱器來實現各自的品牌ID。非公版則是由廠商自主設計。不過在3080這一代卡上情況發生了變化,實際上應該分成三類,

公版有兩種,一種設計是Founders Edition,也就是老黃自己的FE版,單獨採用一個特製的異形PCB(PG133):

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但是廠商不可能都就著這個奇葩設計來做卡,所以英偉達還給廠商方面提供了一個Reference Edition PCB,這個就是類似之前的“公版設計”,供各家廠商做自己的“公版換皮”產品。

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Reference Edition同樣是“短卡”設計,用料方面也不會搞全貼片電容這種對空間取之盡錙銖的設計,供電接口也改成了更平易近人的雙8pin,總體來說更適合各家AIC廠商大規模生產以及用戶使用,不過確實在做工YY程度方面差了不少。


我們這次測試的卡是一張Founders Edition,也就是平時俗稱的FE版。


RTX 3080 FE版本圖賞與拆解

之前看到曝光圖片的時候就感慨老黃做工業設計的風格越來越像庫克了,醜可以,但是必須醜得精緻。拿到真卡之後我確實覺得,美醜這種事情審美各有不同,但是說這卡做得精緻,確實沒什麼毛病。

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加上這個煙霧BUFF之後就更像抽油煙機了

當然除了外部做工之外,整卡內部設計也是非常的……精緻。精緻到什麼程度呢,我並不建議有FE卡的用戶自己試圖動手拆解(雖然大陸也買不到FE,以至於這句話有點像是廢話)

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首先需要用膠帶或者磁鐵取下四個螺絲塞子,然後用內梅花螺絲刀擰下背板上的螺絲。

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使用內梅花螺絲刀拆除PCIe擋板。

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拆除背板和散熱器固定螺絲。

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PCB板是被背板和散熱器夾著的,螺絲全部拆下之後即可取出。


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共計使用了4種不同的螺絲,還有幾個小散零件,真自己拆的話要注意下不要少了甚至多出來螺絲……

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這塊PCB的元件密度和做工讓我想到了蘋果Mac Pro上那個主板——光看這個PCB,就有一種井然有序強迫症大滿足的享受。

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當然要在如此小巧的PCB上佈下如此多的元件,對於PCB的複雜度也是個空前的挑戰。拿微距鏡頭拍了下側面,數了數,14層PCB(應該沒數錯吧?)


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核心代號是GA102-200-KD-A1,這個KD應該跟之前一樣,用KA、KB、KC、KD來標誌屏蔽顯存控制器的位置,以方便摳掉對應的顯存。

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PCB背面,則密密麻麻的全是貼片電容——這代顯卡的功耗光從標稱的TGP上來看也是空前的恐怖,顯卡上堆積電容某種程度上來說還可以降低對電源瞬時功率的要求。

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供電方面每一相採用一個MP86957整合式MOS,供電接口是全新的12pin端子。

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PCB另一端,可以看到RTX3080上面空焊了2相供電,這個應該會在RTX3090上得到補全。顯存是鎂光的GDDR6X,暫時只有這一家供應商。輸出接口3DP1.4a+1HDMI2.1,再見了,Type-C。


理論性能測試


首先還是介紹一下測試平臺,Intel的10代Comet Lake發售之後我們也跟著更換了測試平臺,保證不會受其它因素限制影響顯卡性能發揮。(確實Intel現在只有PCIe3.0支持是個問題,後續我們會做下這方面測試看看到底影響能有多大)

<code>CPU:Intel Core i9 10900K
主板:微星MEG Z490 Unify暗影
內存:金泰克 X3 RGB DDR4 4000MHz oc雙通道
電源:崑崙 KL750G全模組金牌電源
/<code>

其它配件對於顯卡性能測試無影響,略。


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首先還是GPU計算性能測試,跟架構分析的結果相符,FP32一騎絕塵達到30TFlops,INT32算力大概是FP32的1/2,FP64基本等於沒有。單看FP32甚至相比2080Ti來說都翻倍了,但前面講過FP32跟一組INT32有複用單元,實際遊戲當中不單純跑一種運算的話性能不會有這麼大的差距,但是這個數據確實意味著至少在除了光追之外的傳統應用當中,3080應該會有不錯的性能提升了。


接下來是大家喜聞樂見的3DMark系列測試,對比的對象是上一代價格定位類似的產品,RTX2080Super。

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2K分辨率的兩個測試Time Spy和Fire Strike Extreme當中RTX3080相對於RTX2080Super的提升在57%左右,而4K分辨率的兩個測試TSE和FSU的話,性能提升幅度達到了69%。這似乎暗示著RTX3080還是得在壓力夠大的情況下才能發揮出更領先的性能——那麼實際遊戲的情況如何呢?我們接著往下看。


光柵化渲染遊戲性能測試


雖然老黃這幾年在不遺餘力的推實時光線追蹤,但是直到目前基於傳統光柵化渲染開發的遊戲仍然佔絕大多數,大家對這類遊戲上面的性能表現相對來說也更感興趣一些。


之前有想過都這個級別的卡了是不是就不測1080p了,想了想還是測一下,看看是否真的如傳聞所說,現在的旗艦卡在1080p分辨率下感知不強,畢竟證明一個觀點也是需要證據的對不對。

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1080p分辨率下大部分遊戲當中RTX3080還是可以拉開一點和2080Super的差距的,但是在一部分比較吃CPU內存性能的遊戲當中確實是提升比較微弱。總體平均下來看,這12個樣本遊戲在1080p分辨率下,RTX3080的性能相比RTX2080Super領先幅度為27.13%。

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1440p(2K)分辨率下出現明顯差距的遊戲增多,感知不強的遊戲減少(其實只剩下GTA5一個了)

。在這個分辨率下RTX3080的遊戲性能相比RTX2080Super領先幅度為40.29%。

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4K分辨率下所有的遊戲當中二者都出現了比較明顯的差距,而且這個提升是從4K 30fps到4K 60fps的質變——所以雖然說這句話非常容易在不久的將來直接被安迪-比爾定律騎臉,但我還是要講,相比目前虛無縹緲的光追,暢玩4K遊戲才是目前RTX3080最實在的用途。

4K分辨率下RTX3080的遊戲性能相比RTX2080Super領先幅度為57.14%。

【但是4k人眼又分辨不了,浪費¥】

光線追蹤&DLSS遊戲性能測試


手裡的光追遊戲不多,能有一定可玩性的也只有古墓麗影暗影和Control,所以我就選了這兩個遊戲來做測試。

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4K分辨率下分別開啟最高一檔光追特效,都不使用DLSS的情況下RTX3080相比RTX2080Super的領先幅度甚至達到了89.79%,看來老黃在發佈會上那個光追性能翻倍的豪言壯語還真是所言不虛。開啟DLSS之後差距會有所縮小,但是RTX3080以更強大的基礎性能可以在開啟DLSS之後暢玩4K 60p光追,在體驗方面更上一個臺階。

溫度與功耗


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這次的RTX3080FE版本採用了一個全新風道設計的穿透式散熱器,從之前一些A卡的設計上來看這樣幾乎是保持雙插槽厚度下散熱的最優解了,右邊的那個風扇風阻可以降到幾乎為0,換熱能力得以巨大提升。


實測溫度方面默頻的RTX3080 FE可以穩定在70~72℃這個水準,跟公版2080Super差不多,不過考慮到其實際TGP比2080Super高得多,這代FE在散熱器上的改進可以說是卓有成效的。

而且從目前AIC的產品信息上來看,這代的FE仍然是散熱效果的下限——AIC的產品堆散熱也是一個賽一個的虎,至少這方面的問題確實不用過分擔心。

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功耗方面,在單跑3DMark Time Spy的情況下電源輸出功耗的平均值在440W左右,如果CPU使用I9 10900K級別的處理器採用極限雙拷模式開FPU+Furmark的話可以輕鬆頂到600W以上,這代的頂級遊戲配置最保守最保守也要考慮850W這個級別的電源,如果預算稍微寬裕一些的話,1000W也並不算過分。詳情可以參考下各家電源廠給出的推薦,個人覺得還算比較可靠。

(如果處理器功耗比較低的話,也可以繼續使用質量比較好的750w電源)


說到這裡就順便討論下30系顯卡的電源選擇,目前已經有部分廠商打出了 “專為30系顯卡設計” 的招牌,包括這次選擇的華碩龍神Thor系列850W以上的型號在內,大家在選擇電源的時候可以多留意一下這類官方標稱對30系顯卡支持良好的型號,一般來說在OPP保護閾值、瞬時超載幅度和超載時間方面都留下了足夠的容限,相對來說莫名其妙死機重啟之類的問題會少一些。


龍神1200W電源除了功率足夠強勁之外模組線數量也足夠多,考慮到很多30系顯卡可能會使用3個甚至4個8Pin這種奇葩設計,在電源上預留多個模組線接口顯然是非常有必要的。採用一分二之類的設計並不能分散端子壓力,需要再選擇電源的時候留意一下。

一般來說CPU和PCIe端子加起來有5~6個的話會比較穩妥。之前一些X299旗艦主板已經開始使用3×8Pin的激進設計,相信如果CPU功耗繼續提升的話這個風氣蔓延到MSDT上也只是時間問題,端子數量還是多留一些出來比較好。


當然諸如80Plus鉑金、低負載停轉之類的如果你在意的話當然可以成為你選擇的理由——以及一些有趣的功能,比如這裡的OLED屏功率顯示,相對海盜船用Corsair Link投OSD的方法來說更直觀一些。

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最後的最後也簡單試了一下超頻,FE的BIOS裡只預留了12%的功率餘量,最後可以核心+120MHz,顯存+600MHz,實際運行頻率相比12nm工藝的20系列並沒有什麼提升

——老黃在這代新工藝上確實是完全放棄提頻了。

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簡單超頻之後最終的3DMark Time Spy圖形分為18825,聊勝於無吧。之後有了解除電壓和功耗限制的核彈BIOS之後可以嘗試著衝一下20000分大關。


總結

其實也不需要什麼過多的總結了,RTX3080的性能我們已經見識到,而且老黃給它定了一個超級划算的價格——僅為5499元,相當於在2080Super的基礎上加量50%不加價,上一次我們見識到這個升級幅度已經是4年以前了,確實非常令人歡欣鼓舞。


但有一個問題就是首發想拿到這個價的貨幾乎不可能——搶到就是血賺可不是白說的。不過相信這種炒貨短缺的情況不會持續太久,可能到9月底10月份就會有所緩解。如果不是特別著急的話不妨稍微等等,原價的RTX3080確實香,但是加錢的話確實就不是很有必要了,尤其是在有顯卡可以先湊合用一下的時候。


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