一次強(qiáng)大的進(jìn)化 NVIDIA RTX 2080顯卡全解析
2018年8月20日0點(diǎn)，NVIDIA在德國(guó)科隆國(guó)際游戲展上舉辦了GeForce Gaming Event展前發(fā)布會(huì)，正式發(fā)布全新一代的GeForce系列游戲顯卡。該顯卡采用全新的圖靈架構(gòu)，首次引入GDDR6顯存技術(shù)以及NVLink多卡互連技術(shù)。在命名上也并非之前傳聞的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(gè)名稱的主要原因是RTX強(qiáng)大的實(shí)時(shí)光線追蹤渲染技術(shù)，下文我們更詳細(xì)的與大家分享。
RTX 系列顯卡規(guī)格對(duì)比
RTX 2080Ti是圖靈架構(gòu)下的首張旗艦級(jí)游戲顯卡，采用TU102-300A核心，內(nèi)建4352個(gè)CUDA核心，基礎(chǔ)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。
與RTX 2080Ti同時(shí)發(fā)布的還有RTX 2080和RTX 2070，其中RTX 2080采用TU-104-400A核心，內(nèi)建2994個(gè)CUDA核心，基礎(chǔ)頻率1515MHz，加速頻率1800MHz，功耗為215W，顯存方面采用最新的8GB GDDR6顯存，顯存頻率14Gbps，顯存位寬256bit，顯存帶寬448GB/s。
RTX 2070則擁有2304個(gè)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。
細(xì)心的網(wǎng)友會(huì)發(fā)現(xiàn)，在發(fā)布會(huì)上，NVIDIA公布的售價(jià)分別為499美元、699美元以及999美元，而在NVIDIA官網(wǎng)的售價(jià)則為599美元、799美元、1199美元。這主要是因?yàn)榘l(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)NVIDIA給出的是非公版的市場(chǎng)指導(dǎo)價(jià)，而NVIDIA官網(wǎng)的售價(jià)則是公版顯卡，不但具有一定的紀(jì)念意義，同時(shí)也是限量發(fā)行，所以售價(jià)會(huì)高出一些。
接下來(lái)我們一起了解RTX系列顯卡帶給我們的全新技術(shù)。
一、實(shí)時(shí)光線追蹤
實(shí)時(shí)光線追蹤是一個(gè)復(fù)雜的概念，其工作原理簡(jiǎn)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(dòng)式變?yōu)橹鲃?dòng)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(fēng)景不錯(cuò)，構(gòu)思好畫面后進(jìn)行繪畫，在創(chuàng)作的時(shí)候就要考慮到不同光線照射在不同物體、不同角度后產(chǎn)生的不同畫面景象，而實(shí)時(shí)光線追蹤更像是一臺(tái)照相機(jī)，創(chuàng)作者無(wú)需考慮光線變化所帶來(lái)的畫面的變化，顯卡會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并最終呈現(xiàn)出最接近真實(shí)狀態(tài)的圖形，對(duì)于開發(fā)者來(lái)說(shuō)是隨時(shí)隨地隨手拍攝就能出現(xiàn)的圖像。
實(shí)時(shí)光線追蹤渲染的英文名稱為Ray或者Raytracing，相關(guān)算法其實(shí)并不新穎，早在很多年前就被提出，但當(dāng)時(shí)的算力只能做到1小時(shí)畫面模擬出一幀左右的畫面，也就是說(shuō)一小時(shí)只能繪出60像素，這樣的算力遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足我們的日常體驗(yàn)需求。但現(xiàn)在，NVIDIA圖靈架構(gòu)的RTX 2080/2080Ti做到了。由此可以看出，GTX里的G過(guò)去可以看做GeForce或者Game的意思，那么RTX中的R則直接指向Raytracing或Ray。
（左側(cè)RTX關(guān)閉的亮度明顯不如右側(cè)RTX開啟的亮度）
（圖片左側(cè)RTX關(guān)閉沒(méi)有任何的反光細(xì)節(jié)，右側(cè)卻可以從車門看到反射的人像）
在游戲中的這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)讓游戲支持實(shí)時(shí)光線追蹤，尤其是在《戰(zhàn)地Ⅴ》、《古墓麗影：暗影》等游戲中制造區(qū)域陰影、光照反射和環(huán)境光等各種特效。這項(xiàng)技術(shù)讓游戲更加接近電影級(jí)的游戲畫質(zhì)。
在未來(lái)，實(shí)時(shí)光線追蹤技術(shù)還將在《最終幻想十五》、《絕地求生》等多款游戲中得到應(yīng)用，相信也會(huì)有更多的游戲加入到這個(gè)陣營(yíng)當(dāng)中，屆時(shí)游戲畫質(zhì)必將得到一個(gè)質(zhì)的提升。
二、全新圖靈架構(gòu)
圖靈架構(gòu)是目前NVIDIA公布的最新顯卡架構(gòu)，較上一代帕斯卡架構(gòu)，圖靈架構(gòu)（Turing）的核心架構(gòu)規(guī)模變大了很多，這樣的大核心一個(gè)非常明顯的優(yōu)勢(shì)就是散熱更好。同時(shí)，圖靈架構(gòu)除了常規(guī)的視頻解碼升級(jí)以及L2改進(jìn)外，最大的改進(jìn)在于采用了名為RT Core的專用光線追蹤處理器，作用在于加速一些主流的光線追蹤算法，最快可達(dá)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。
圖靈架構(gòu)是一種全新的混合渲染模型，通過(guò)光線追蹤、計(jì)算能力以及AI技術(shù)展現(xiàn)著深度學(xué)習(xí)時(shí)代的強(qiáng)大計(jì)算能力。將會(huì)為設(shè)計(jì)師與藝術(shù)家提供實(shí)時(shí)的渲染場(chǎng)景，讓玩家在游戲過(guò)程中感受到逼真的圖形效果。
三、更先進(jìn)的cache和寄存器體系
全新圖靈GPU架構(gòu)的任務(wù)更加豐富，除了傳統(tǒng)的游戲渲染之外，還引入了光線追蹤和AI，這對(duì)Cache和寄存器體系提出了更高的要求，就目前的情報(bào)來(lái)看，圖靈架構(gòu)必須重設(shè)整個(gè)寄存器體系，以滿足光線追蹤運(yùn)算的要求，另外，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)判斷，圖靈架構(gòu)必將提供更為強(qiáng)大的Cache體系，這都將為GeForce RTX的渲染效率提供保障。
因?yàn)樵谛碌腉PU體系下，GPU每秒計(jì)算了更多的數(shù)據(jù)，這就需要寄存器更快更高效的思考出問(wèn)題，而Cache則為記憶的存儲(chǔ)提供了一個(gè)臨時(shí)的存檔點(diǎn)，數(shù)據(jù)是通過(guò)內(nèi)存-Cache-寄存器，Cache緩存則是為了彌補(bǔ)CPU與內(nèi)存之間運(yùn)算速度的差異而設(shè)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(xì)規(guī)格的公布，高速、低電壓、低功耗，大容量的GDDR6顯存成為關(guān)注的焦點(diǎn)。本次Geforce RTX系列采用的是三星打造的GDDR6顯存芯片，采用10nm級(jí)工藝打造，兩個(gè)讀寫通道，引腳帶寬提升到18Gbps，速度更快，可達(dá)到72GB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。
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(shí)支持8K視頻處理、VR、AR以及人工智能等領(lǐng)域。通過(guò)降低電壓的方式，GDDR6能夠?qū)崿F(xiàn)降低運(yùn)行功耗的目的，將進(jìn)一步降低終端產(chǎn)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(lái)說(shuō)，GDDR6搭配256bit位寬的顯卡，最大帶寬可以達(dá)到512GB/s，采用8GB的顯存顆粒最大顯存容量可以達(dá)到32GB。遠(yuǎn)超目前的GDDR5規(guī)格。
RTX 2080可預(yù)期的強(qiáng)大游戲性能
我們?cè)谇懊嫣岬降乃膫€(gè)特點(diǎn)是本次GTX 2080規(guī)格公布后的一次技術(shù)解析，可以看到，不管是在游戲還是其他圖形體驗(yàn)方面，要實(shí)現(xiàn)更加真實(shí)逼真的游戲體驗(yàn)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(fēng)扇設(shè)計(jì)，改用與非公版相同的雙風(fēng)扇設(shè)計(jì)，可以料想到，本次的新卡發(fā)熱量都將是很大的問(wèn)題。
從當(dāng)前RTX 2080以及RTX 2080Ti公布的產(chǎn)品規(guī)格以及售價(jià)來(lái)看，RTX 2080擁有2944個(gè)CUDA核心，較RTX 2080Ti雖然少了三分之一的流處理單元，但售價(jià)卻僅便宜了400美金的RTX 2080更符合普通游戲玩家更新新顯卡的需求。
而RTX 2080Ti不管是從售價(jià)還是產(chǎn)品規(guī)格上更適合發(fā)燒級(jí)游戲玩家的追求。當(dāng)然，絕大多數(shù)玩家也可等待未來(lái)即將發(fā)布的性能略有下降的RTX 20X0系列其他產(chǎn)品，但不管是哪款產(chǎn)品，都可以說(shuō)這是NVIDIA在近兩年來(lái)送給游戲玩家最有誠(chéng)意的禮物。
本次新顯卡的上線伴隨著游戲性能的大幅提升，對(duì)于游戲玩家而言，將會(huì)在游戲中得到更好的游戲體驗(yàn)，往常只能望而興嘆的游戲或許在未來(lái)可以成為可能。對(duì)于游戲公司而言，更強(qiáng)性能的游戲顯卡上市，意味著更加簡(jiǎn)單的開發(fā)過(guò)程，而對(duì)于整個(gè)游戲市場(chǎng)，游戲顯卡的升級(jí)換代，將全面提升游戲的畫面水平，目前受制于顯卡性能的影響，但在未來(lái)，165Hz、240Hz以及4K電競(jìng)屏幕都將更具有現(xiàn)實(shí)的游戲體驗(yàn)意義。
本文編輯：劉國(guó)亮
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