開啟游戲畫質新時代 NVIDIA RTX 2080/2080Ti顯卡首發評測

    就像剛剛過去的蘋果發布會一樣，NVIDIA每一代的新旗艦顯卡的發布在玩家心目中也完全可以被當做一場“科技春晚”，只不過最近的“春晚”周期橫跨了2016-2018三個年頭，間隔長達兩年零三個月。或許也只有這樣一個破紀錄的更新周期才能消化2016年5月發布會上Pascal架構產品那令人震驚的性能跨越。這也讓我們看到老黃在2018年新品發布會上拿出新款“核彈”時有了更多的期待。按照慣例，筆者在第一時間拿到了這兩款國內外玩家翹首以盼的新顯卡——”GeForce RTX 2080Ti和GeForce RTX 2080“。

規格參數一覽

    以TU102和GP102核心為例，從規格上來看，CUDA核心的數量增長并不是非常夸張，相對而言最大的變化就是增加了用于光線追蹤的RT Cores 和深度學習用的Tensor Cores。這也是這一代顯卡最重量級的升級。新成員的加入也讓圖靈架構的顯卡核心面積大幅度增加。TU102相比GP102在面積上就增加了60%。相應的頻率也有所增加，但幅度相對較小。

    TU102核心透視實拍

    TU102的晶體管數量達到了186億，而前一代GTX 1080Ti所使用的GP102則只有118億，增加了57%。這顆GPU核心也順理成章成為了目前規模最大的游戲顯卡核心。巨大的規模帶來的副作用就是潛在的功耗和發熱量的增加。

    相比兩年前Pascal時代28nm到14/16nm工藝的巨大工藝紅利來說，這一代從16nm 到12nm 的提升幅度就沒那么夸張，一定意義上來說，臺積電以及三星的12nm工藝更多的是在之前14/16nm工藝基礎上的小改成果。所以雖然有一定的效果，但對于NVIDIA來說并不會有太多頻率和發熱控制上的顯著進步。

    RTX6000采用的完整TU102核心擁有72個SM單元，而很不幸的是RTX2080Ti閹割掉了4個SM單元，僅有68組。相應的內存控制器也閹割掉了一組，剩下11個，整體的策略和GTX 1080Ti時期對GP102的“刀法”完全一致。

    每一組SM單元中都配備了一個RT Core，以及兩兩成對的TENSOR Cores。可以看出，事實上這一代FP32和INT32單元所占據的比例其實相對不那么高。可以說這一代是近幾年來，在底層變化最大的一代產品。

    如果細化到Tensor Core本身，圖靈架構的Tensor Core相對于Pascal上搭載的相同結構的最大變化就是將處理方式從2D平面升級到了3D，這意味著以數量級計的效率提升。

GDRR6顯存：求穩之舉

    出乎很多人意料的是NVIDIA在這一代產品中并沒有使用大家所期待的性能強大的HBM2顯存。繼續使用了最新的DDR顯存，也就是GDDR6顯存。

    架構上沒有多少變化的GDDR6是基于前一代產品的繼續優化產物，通過提升頻率到7000MHz（等效14000MHz）將帶寬提升到了14Gbps的水平，同時降低了40%的串擾。雖然性能仍然不可能與HBM相比，但勝在成本低，良率高，可以持續大規模供貨，不至于出現被顯存拖累的窘境。

    前文我們說到，RT Cores占用了很大的核心面積，而這些單元并不會提升傳統的光柵渲染效能。他們的用途要比單獨提升游戲的FPS值更有價值。基于這些單元，NVIDIA在這一代顯卡產品中加入了醞釀多年的“實時光線追蹤”（RTX）技術。這也是為什么這一代顯卡產品的命名從“GTX”變成“RTX”的原因。

光線追蹤與實時光線追蹤

    傳統的光柵化渲染其實將一個3D圖形的幾何信息轉變為一個個柵格組成的2D圖像的過程，可以理解為在這個3D圖形的每個點都包含有顏色、深度以及紋理數據，經過一系列計算變換后，將其轉換為2D圖像的像素，進而呈現在顯示設備上。更多的是一種基于作者認為“這里應該有這個”的創作性質的圖形渲染方式，一定以上來說就是已知結果并把結果寫出來，而并不能知道這個結果是正確的還是錯誤的。

    而光線追蹤技術則是通過通過光源位置、射線、和物體關系進行真實的光線模擬運算，來得出這里應該有哪些光線，有怎樣的反射關系。這樣得出的游戲畫面的光影效果也就更加真實。

    光線追蹤在以往游戲中的應用都是在游戲的制作中提前進行運算，將得出的結果寫到游戲程序中，顯卡所做的也僅僅是將已經寫好的“臺詞”念出來。這樣的做法意味著無法實現大量且精細的光線追蹤，那將意味著海量的計算過程和無比巨大的供調用的結果數據。

    而“實時光線追蹤”就是將光線追蹤的運算過程拿到游戲過程中來，實時地計算出光線應該投影和反射形成的效果。如果性能足夠強大，不僅可以在同樣的場景中做到更高數量級的光線追蹤效果，游戲畫面可以得到顯著的提高，還能大幅度降低游戲開發者的運算量。

    如果把圖形渲染比喻成一場數學考試，那么光柵化渲染基本上約等于不會做題目所有的選項都靠“三短一長選最長”的直覺來回答；而“光線追蹤”則是將盡可能多的題目死記硬背，靠題海戰術來完成答卷；而“實時光線追蹤”（RTX）技術則是將做題的方式學會，通過聰明的大腦來運算解決遇到的每一個題目。這樣毫無疑問，最后一種方式所得到的分數必然要遠勝前兩者。

    落實到游戲的話，目前支持光線追蹤的游戲并不多，近期《古墓麗影：暗影》雖然已經承諾支持，但并未在首發版本中加入。而另一款NVIDIA演示的RTX游戲《戰地V》也延期上市。所以目前還不能玩到支持實時光線追蹤技術的游戲。但是相信不久的將來，在NVIDIA的推動下，會有更多的支持RTX技術的游戲來到我們面前。

靠“腦補”的DLSS技術

    科隆發布會上占據時長同樣多的還有全新的基于AI人工智能技術的“深度學習超級采樣”（DLSS）技術。這也是圖靈GPU核心中的那些Tensor Core的用途所在。

    原理是這樣的，NVIDIA 使用自己的超級計算機以64 倍于標準分辨率的分辨率運行游戲，繪制出極多的超高畫質的畫面，再用一定的方式挑選出一些細分畫面作為完美渲染的“標準答案”。然后通過DLSS深度學習，將標準分辨率的畫面和這些畫面進行對比，生成一張最優畫面，然后再與全尺寸（64倍超采樣）進行對比，得出差別，然后將這些差別反推到神經網絡中，進行循環訓練。在幾輪之后就人工智能網絡就可以學會如何將標準畫面渲染到接近64倍分辨率原圖的方法。

    這些學習結果定期通過軟件更新提供給圖靈GPU的顯卡，通過Tensor Cores，就可以進行實時比對，將較低分辨率的畫面“腦補”為正確的高分辨率畫面，從而實現畫面細節的提升。超采樣也消滅了畫面中可能存在的鋸齒。

    最終的效果就是，要得出一個4K分辨率的高畫質反鋸齒畫面，通過DLSS技術并不需要真的在4K分辨率下渲染畫面，實際渲染一個低分辨率畫面，通過DLSS技術即可達到需要的效果。這樣不僅畫質有所保證，還可以大幅度降低游戲的性能需求，游戲的運行效率將大幅度提升。

    雖然效率提升，但畫質方面卻并不會因為DLSS技術而受到損失，相反的，相比TAA（時間性反鋸齒），DLSS技術大量的機器學習可以避免拖影和細節錯位，從而獲得更好的反鋸齒效果。

    相比需要更深度技術基礎的實時光線追蹤而言，DLSS更加容易實現，所以很多現有的游戲很快就可以經過NVIDIA的運算后支持DLSS技術，運行效率，尤其是4K下的性能會顯著提升。目前NVIDIA承諾的DLSS技術游戲包括《絕地求生》《古墓麗影：暗影》《劍俠情緣三》等眾多我們熟悉的作品。

    不過由于需要硬件層面的支持，DLSS技術也是圖靈架構GPU的專屬功能。后續的基準測試中，我們會有針對DLSS技術的實測數據。

    我們拿到了來自NVIDIA官方的公版，也就是Founders Edition（創始人版）。我們通過兩張顯卡的對比拆解來了解一下新一代公版顯卡的設計有什么變化。

    新一代的包裝盒保持了之前一貫的設計風格。

    首先最大的變化就是從前幾代的渦輪散熱方式更換成了被網友戲稱為“煤氣灶”的雙風扇散熱器。這樣做的原因毫無疑問是之前"泰坦皮"散熱器的效能問題造成GTX 1080Ti公版產品動輒85℃以上的高溫，同時也意味著這一代顯卡產品的發熱值得關注。畢竟這是歷史上規模最大的一顆游戲GPU核心。

    一體化鋁合金背板做工優秀，質感極強，顏值非常高，不僅起到加固作用，良好的導熱效率也有一定的散熱效果。

    外殼同樣也大量采用了鋁合金CNC倒角，塑料件的比例相當有限，所以整體顯得更加扎實并且有著十分不錯的觀感。

    接口部分最大的變化在于額外的一個Type-C視頻接口，用于VR頭顯的接駁，可以提供35W的對外供電。除此之外，DP1.4a和HDMI2.0b接口可以完美支持4K HDR顯示器的輸出和多屏連接。

    顯卡厚度方面，RTX 2080Ti相比RTX 2080略厚約2mm左右，這與散熱器的效能需求有一定關系。

    由于TDP的不同，RTX 2080Ti選擇了8+8Pin供電，而RTX 2080則只有8+6Pin。這張圖也可以比啊較明顯的看出散熱器厚度的差別。

    NV Link接口采用了隱藏式設計，專門配備了一個做工精致的保護罩，不使用時可以完美隱藏金手指，避免氧化的同時也照顧到了美觀需求。

    散熱器采用了全尺寸均熱板設計，可謂下足了功夫，成本上相對于以往的泰坦皮渦輪散熱器要高上不少，當然散熱能力也值回票價。

RTX 2080Ti PCB

    RTX 2080Ti的供電規模達到了14相，達到了公版顯卡的新高度，也超越了以往很多非公版的GTX 1080Ti。一掃以往公版顯卡供電用料羸弱的印象，并且此次PCB的做工相比前代Pascal系列有著相當明顯的提高。而RTX 2080供電規模也達到了10相，同樣相對“奢華”。

    據廠商介紹，此次TU102顯示核心背部的元器件密度和數量已經超越了很多集成度非常高的手機主板，對工藝要求極高。

    RTX 2080Ti的核心代號為TU102-300A-K-A1，產地為韓國三星。

    而RTX 2080所使用的TU104-400A-A1產地則為臺灣，代工廠為臺積電。

    二者使用的顯存均為鎂光生產。

    整體來看，這是NVIDIA公版顯卡近些年來無論是做工、用料、外觀、還是散熱能力都是最給力的一款，相對于非公版產品更高的售價也是有一定道理的。

    為了給時隔兩年的全新一代顯卡的首測做準備，我們準備了一套性能強悍且十分有針對性的測試平臺。

    處理方面我們使用了6核心12線程，最高睿頻達到5GHz的酷睿i7-8086K處理器，搭配雙通道DDR4 2933MHz的16GB內存。

    為了更好的展現4K HDR的游戲畫面，我們特意找到了一臺來自明基的PD2700U顯示器，這是一款27英寸的超窄邊框4K HDR顯示器產品。采用標準16:9比例的3840x2160分辨率原生10bit面板，并支持HDR10標準。色域方面達到了99% sRGB，除了游戲之外，專業修圖也可以勝任。支架也支持旋轉升降，使用十分方便。

    電源方面我們使用了一款來自NZXT的E850全模組電源，額定功率達到850W，轉化率達到80Plus金牌認證標準，當然我們選擇它的主要原因是自帶了負載軟件監測功能，可以非常方便地查看顯卡、CPU等硬件的實時功耗情況。很方便我們對顯卡的功耗情況進行監測。

3DMark

    首先是傳統的3DMark測試：

    在基于DX11的Firestrike測試中，RTX 2080Ti顯卡相對于GTX 1080Ti有著約20%的性能優勢。而RTX 2080則相對于GTX 1080有著26-28%的性能提升，而相對于GTX 1080Ti有著5%左右的差距。

    而來到DX12測試中，RTX 2080Ti的性能優勢大幅度擴大，相比GTX 1080Ti有著高達44%和43%的性能優勢。反觀RTX2080，則相對GTX 1080有著38%和51%的性能提升。

Unigine Valley1.0

    Valley是一款常用的DX11圖形性能測試工具，包含大量先進的畫面技術。

    在手動開啟最高畫質并設定3840x2160分辨率開啟8x反鋸齒后，Valley的測試成績如圖所示，基本上與3DMark Firestrike的測試結果保持一致。RTX 2080Ti 20%左右的性能優勢，并且RTX 2080的表現扔略遜于GTX 1080Ti。

DLSS技術效能測試

    我們使用《最終幻想15》的DLSS Benchmark程序進行了開啟和關閉DLSS技術的對比測試。分辨率為3840x2160。

    可以看到，在未開啟DLSS的情況下，RTX 2080Ti相比GTX 1080Ti有25%左右的優勢，而開啟DLSS之后，RTX 2080Ti的得分提升了高達39%。相對于GTX 1080Ti的性能優勢擴大到驚人的75%。甚至RTX 2080開啟 DLSS之后的成績也提升了38%，超過GTX 1080Ti 44%，相對于GTX 1080的優勢更是毫無意外的達到了63.7%！

    由此可見，DLSS技術毫無疑問可以顯著提升游戲的運行效能，不過這樣的性能釋放還需要游戲的支持才能解鎖，讓我們一起期待DLSS技術在游戲產業的普及吧。

    NVIDIA前段時間宣稱新一代的圖靈顯卡可以完美征服4K分辨率的高畫質大作，那么我們就挑選幾款高畫質大作進行一番4K游戲的測試。

    在實際游戲中，RTX2080Ti展現了新一代的旗艦的性能水準，相對于GTX 1080Ti的優勢基本上在20-25%之間，而RTX 2080則波動較大，總體相比GTX 1080的提升幅度在30-40%，表現不錯。

    可以看出，這一代顯卡在現有非DLSS游戲中的提升沒有上一代Pascal和Maxwell換代時的驚艷。表現基本上向上進步了一檔，次旗艦RTX 2080戰平前代旗艦GTX 1080Ti。但必須強調的是這都是在DLSS和RTX技術沒有引入的情況下得出的結論，未來如果有足夠多的DLSS游戲上市，我們還會再一次進行類似的測試，與此次的結論相比照，得出相應的最終結論。

功耗測試

    我們使用FurMark進行壓力測試，設定為2560x1440分辨率。通過NZXT電源自帶的CAM軟件捕捉最高功耗值。

    由于此時CPU為空載狀態，CPU負載維持在20W以下。另外此時顯卡的功耗數據僅代表PCI-E供電線所提供的功率，不包含PCI-E插槽的供電部分。

    如果計算CPU滿載時約100W的功耗水平，那么RTX 2080Ti整機的峰值功耗將超過400W，那么一款500W額定功率并且轉化率良好的電源是最低標準，如果考慮到一些冗余的話，官方給出的650W電源需求基本上是合理的。

散熱

    這一代公版顯卡采用了有別于以往渦輪散熱器的雙風扇散熱器，在TDP變化不大的情況下，滿載烤機測試中的溫度相比前代有著明顯的降低，RTX 2080Ti Founders Edition滿載僅78攝氏度的表現已經達到了之前一些GTX 1080Ti非公的水平。可以說公版顯卡在這一代上基本上摘掉了散熱不佳的帽子。

評測總結：

    新一代的RTX系列顯卡出乎我們意料地選擇了對畫質和人工智能進行革新和探索，而不是我們之前所期待的大幅度的理論性能提升。RTX 2080Ti相比GTX 1080Ti在DX11下20%左右在DX12下44%的理論性能提升也意味著NVIDIA在缺少強勁的對手情況下，更加重視新技術的支持和優化。這也體現在RTX和DLSS技術的實踐上，DLSS技術的AI黑科技帶來的提升令人震驚，另外，此次加入的RTX實時光線追蹤技術帶來了堪稱革命性的畫質提升，將游戲畫面與電影和現實世界的差距縮小到了一個新的程度。

    回到值不值得買的話題上，這一代產品的主要賣點是新技術的支持，而不單純是性能上的進步。這與以往“強不強”的討論話題不一樣，此次更多的是解決DLSS和RTX技術“有沒有”的問題。從這個角度上來說，買新不買舊是絕對成立的。當然考慮這些之前你還要考慮到目前兩款顯卡分別達到5699元和8199元的市場指導價。

本文編輯：孫斌

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    與NVIDIA送來的公版產品一起，我們還收到了多款來自不同AIC廠商的非公產品：

華碩ROG STRIX RTX 2080Ti O11G GAMING

    這是一款純非公產品，使用了自行設計的PCB，并使用了改進型的三風扇6熱管散熱器。PCB采用華碩獨家全自動制程工藝制造。支持AURA神光同步信仰燈。性能方面，默認頻率1350MHz，最高Boost頻率達到1665MHz。

映眾 RTX 2080Ti黑金至尊OC版

    映眾RTX 2080Ti采用公版PCB設計，這也是目前除華碩之外送測的其它RTX顯卡的共同特征。雙風扇設計，顯卡長度僅268mm，對小型機箱十分友好。頻率方面，官方給出的是boost頻率1590MHz。

映眾 RTX 2080黑金至尊OC版

    除此之外，映眾還送來了RTX 2080黑金至尊OC版，采用同樣的公版P150方案PCB，Boost頻率1755MHz。同樣也是短小精悍的一款產品。

影馳 RTX 2080Ti大將

    影馳送測的同樣是一款公版PCB方案的產品，采用了規模龐大的三風扇“星爵”散熱器。相信散熱表現會有驚喜等著我們。

耕升 RTX 2080炫光 OC

    最后是來自耕升旗下的RTX 2080炫光 OC，同樣是公版PCB方案，三風扇散熱器配備了大量炫酷的信仰燈。頻率方面官方宣稱Boost頻率高達1800MHz。