测完RTX 4090,性价比高:开得起4K 144Hz高特效,功耗温度还降了

wangwei 87 0

选自techpost

作者:Steven Walton

机器之心编译

编辑:泽南、小舟

顶级游戏大作,全都可以开 4K144Hz 高特效,而且功耗没有增加,现在压力和瓶颈全到了 CPU 上,这就是 RTX 40 时代。

9 月 21 日,英伟达在 GTC 大会上发布了全新架构的 GeForce RTX40 系列,新显卡因为台积电的 5nm 制程,全新光追处理器和 DLSS 3 实现了性能的大幅提升。

在今天凌晨,各家媒体陆续放出了旗舰版本 RTX 4090 的测评文章,看起来最高的这个版本果然和之前英伟达声称的一样性能强大,而且「最有性价比」。

RTX 4090 基于 AD102 芯片,尺寸为 608.4 平方毫米,比 RTX 3080 和 3090 使用的 GA102 小约 3%。从上代 Ampere 的三星 8N 工艺转移到台积电的 4N 工艺,让 Ada LovelACE 架构的 4090 晶体管数量增加了 170%,从 283 亿增加到了疯狂的 763 亿个。

与 RTX 3090 Ti 相比,4090 的流处理器、CUDA 核、Tensor 核及 RT 核和纹理单元增加了 52%。ROP 计数增加了 57%,加速时钟频率提升了 35%。使用的还是相同的 21 Gbps GDDR6X 内存,在 384 位宽的内存总线上仍有 24GB 内存,所以是相同的 1008 GB/s 内存带宽。GPU 还保留了相同的 PCI Express 4.0 x16 接口。

英伟达声称 RTX 4090 的功率额定值为 450W,与 3090 Ti 相同,而最高温度已从 93℃ 略微降低到 90℃ 。最低电源要求为 850W,测试时也用了该功率的电源。

有人还放出了和 X Box X、PS5 对比的照片,是这样的:

散热是稳了,可是也不知道怎么塞进机箱?

在设计方面,Founders Edition 版的 RTX4090 看起来与 3090 相似,但有一些相当明显的变化。最引人注目的是显卡的宽度。3090 的宽度为 52 毫米,而新的 RTX 4090 的宽度为 61 毫米。尽管尺寸有所增加,但两种型号的重量都相同,均为 2190 克。

另外就是 NVLink 连接器的缺失,英伟达已经取消了 NVLink,取而代之的是依赖于 PCIe 4.0 总线。其他的重大变化是已升级到 PCIe 5.0 规范的 16 针电源输入,也称为 super catch 12VHPWR 电源连接器。

单个 PCIe 5.0 电源连接器可提供高达 600W 的功率,而以前需要四个 8 针电源连接器。你不需要更换符合 PCIe 5.0 标准的 PSU,因为 RTX 4090 自带一个 4x8 针到单个 16 针适配器,类似于 3090 Ti 提供的 3x8 针到 16 针适配器。

除了各类核心的数量提升,GeForce 40 还引入了 DLSS 3,这是目前 GeForce 40 系列独有的功能。

这种新的升级 / 帧速率倍增技术令人兴奋,在游戏的测试中可以展示一些结果,但对于 DLSS 3 的全面分析还要继续等待更多数据。DLSS 3 需要大量的测试和分析,这远远超出了首批评测的测试范围。

为了进行测试,所有 GPU 都设置为以官方时钟规格运行,测试平台的 CPU 是 Ryzen 7 5800X3D,在 MSI MPG 上使用 32GB 双列、双通道 DDR4-3200 CL14 内存 X570S Carbon Max WiFi 主板。

游戏基准评测

在「看门狗:军团」(1440p)的游戏测试中,GeForce RTX 4090 似乎并不是非常惊艳的,但它确实是目前为止最快的 GPU——比 6950 XT 提速了约 9%。

RTX 4090 比 RTX 3090 Ti 提速了 22%,这和二者的价格差距相应。在测评中,RTX 4090 的问题似乎不大,反而是测试平台的 CPU 5800X3D 成了系统的主要瓶颈。

因此,测评团队将分辨率提高到 4K 来测试 RTX 4090 的帧率到底有多高,结果发现 4090 比 6950 XT 高了 60%,比 3090 Ti 高了 64%,这才是真正的 4K 的高刷新率游戏体验。

同时,RTX 4090 再次比 3090 Ti 帧率高出 60%,尽管与 Radeon 6950 XT 的差距一直在增长,现在我们看到 AMD 的差距为 102%。

「孤岛惊魂 6」通常在 A 卡上性能更好,在 1440p 时测试平台的 CPU 瓶颈效应严重,使用 RTX 4090 只能获得 9% 的性能提升,平均刷新率为 187 fps。

转换成 4K 分辨率后,RTX 4090 带来了巨大的性能增益,平均刷新率是 164 fps,比 6950 XT 提升了 34%,提升幅度较大,相比于 RTX 3090 Ti 的提升幅度则更大,达到了 50%,比标准 3090 甚至提升了 60%。

「刺客信条:英灵殿」也是一个在 A 卡上运行良好的游戏。测评结果表明,在 1440p 情况下,RTX 4090 的帧率比 6950 XT 高了 27%,这是一个不错的增益,但远不如其他对比提升,并且 RTX 4090 也仅比 3090 Ti 提高了 37%,而不是 4K 时的 60% 增益。

另一款游戏「赛博朋克 2077」,对 CPU 和 GPU 的要求都很高。而安装了 RTX 4090 后,我们几乎可以肯定 CPU 会受到 1440p 的限制。测评结果表明,RTX 4090 在赛博朋克上的平均刷新率为 145 fps,比 6950 XT 高 33%,比 3090 Ti 高 36%。

然而,4K 情况下的性能增益并没有预期那么大,RTX 4090 比 3090 Ti 提升了 51% ,但 RTX 4090 远远超过了 60 fps,这是其他 GPU 远远达不到的。

性能总结

Techspot 的测评共在 13 个游戏上进行了测试,在 1440p 分辨率时,GeForce RTX 4090 的平均性能大致如下:输出帧率为 219 fps,比 6950 XT 高 44%,比 3090 Ti 高 45%。

这些都是巨大的提升,但仍不能完全说明 RTX 4090 的优秀性能,因为测试过程中系统的 5800X3D 多次受限,尽管 5800X3D 已经是一个非常快的游戏 CPU 了。这说明目前最快的游戏 CPU 之一仍然会在 1440p 情况下给 RTX 4090 造成严重的性能瓶颈。

在 4K 游戏中,GeForce RTX 4090 平均比 RTX 3090 Ti 高 59%,比 6950 XT 高 71%,这些都是巨大的提升。同样令人印象深刻的是,RTX 4090 在 4K 时的平均帧率为 145 fps,正好是很多高刷显示器的上限。这确实是第一款能够提供高刷新率游戏体验的 4K GPU。

此外,使用 Ryzen 7 5800X3D 在 1080p 时,RTX 4090 比 3090 Ti 高 28%,比 6950 XT 高 24%。

光追和新一代 DLSS

赛博朋克 2077 是首批支持 DLSS 3 的游戏之一,下面来看看它的表现。请注意,这只是初步的评测。

在使用高质量预设的 1440p 时,RTX 4090 在赛博朋克中的平均帧率为 145 fps,比 3090 Ti 和 6950 XT 高约 35%。但是,启用 DLSS 3 后性能提高了 90%,达到 276 fps。

DLSS 3.0 的真正优势可以在启用超高质量光线追踪的情况下看到,此处 RTX 4090 在低分辨率的平均帧数为 191 fps,比 DLSS 2 高了近 70%。然后在 4K 时,GeForce RTX 4090 开 DLSS 3 输出了 113 fps,比 DLSS 2 提升了 43%。

功耗

摩尔定律终结之后,提升芯片性能的方式经常是增加功耗,这一点在旗舰 GPU 上尤为明显。测试者尝试以 1440p 玩「光环:无限」观察总系统功耗,可看到 RTX 4090 实际上并没有想象的那么糟糕。事实上它的性能比 RX 3090 Ti 高 50%,同时功耗更低。RTX 4090 和 3090 Ti 都是 450W 显卡,所以从技术上讲,它们的功耗应该差不多。

测试使用的 RTX 3090 Ti 将总系统使用率提高了约 50W,因为市面上并没有 3090 Ti 的 Founders Edition,这里使用的是使用高于规格电压的 MSI 非公版。尽管已将其降频至官方版本的规格,这在性能方面降低了几个百分点,但更高的电压意味着功耗仍然高于基本型号。

下面来看看 RTX 4090 的能效如何,通过将帧速率锁定在 90 fps,我们可以看到每个 GPU 使用了多少功率。

固定帧率后,RTX 4090 仅消耗 215W,这意味着对于相同水平的性能,3090 Ti 需要多消耗 93% 的功率,而 6950 XT 需要多 40% 的功率。因此,尽管人们都在谈论 RTX 4090 会功耗爆炸,但它在效率方面实际上是非常令人印象深刻的。

散热

在冷却方面,FE 版的 RTX 4090 在安装在 ATX 机箱内且门关闭的 21℃ 房间内经过一个小时的高负载运行后,热点达到了 83℃ 的峰值。GPU 的平均温度达到了 72℃ 的峰值,内存温度达到了 84℃ 的峰值,考虑到运行的内容的话,所有这些都是可以接受的。

另外,风扇转速仅为 1600 RPM,运行音量仅为 42 dBA,比过去测试过的大多数高端甚至中端显卡都要安静。在这个测试中,核心时钟速度相当稳定地保持在 2730 MHz,内存运行在 21 Gbps,最后 GPU 功耗平均为 415W。

性价比

对于性价比,我们的使用每帧成本进行分析,看起来 RTX 4090 与 Radeon 6950 XT 和 6900 XT 水平大致相当,但比我们认为的 RTX 3080 和 6800 XT 中上一代高端 GPU 的合理选择成本高出 30% 以上 — 实际上它比 6800 XT 贵了约 50%。

如果对比的是实际售价,RTX 4090 的吸引力就降低了。在 1440p 分辨率下性价比要比 3090 Ti 略差,使其成为市场上每帧成本和整体价格最昂贵的 GPU。

4090 显然在 4K 分辨率下的效率更高,在这里我们看到它比 6950 XT 稍微好一点,也比折扣后的 RTX 3090 略好,这对于高级产品来说是相当不错的。

不过 3070 等中高端的显卡总是可以提供更高的性价比。

总结

GeForce RTX 4090 显然是块非常快的 GPU,人们对于它的主要担忧是定价和功耗。很明显,它相比上一代功耗没有增加。另一方面,由于性能提升幅度很大,它的效率也增加了。你可以看到,当限制帧速率时,RTX 4090 在游戏时消耗的功率比 3090 Ti 少近 50%,比 6950 XT 少近 30%。

不过这只是新世代的一个开端:在更多 RTX 40 Ada Lovelace GPU,当然还有与之竞争的 AMD RDNA3 GPU 出现之前,很难说 RTX 4090 是不是最具性价比的那一个。

但如果不计较是否交了智商税的问题,RTX 4090 作为显卡是值得赞赏的,这是我们第一次能在不影响视觉效果的情况下享受真正的 4K 高刷新率游戏体验。光线追踪终于成为了一种无忧无虑的选择,虽然 DLSS 仍然很重要,但在 4K 下享受超高质量光线追踪的游戏,如赛博朋克 2077、看门狗,同时帧速率保持在 60 fps 以上是一种特殊的体验。

DLSS 3 是一个令人兴奋的新功能,但我们需要深入研究它,然后才能进一步评论它的价值。

当然,这只是对于公版进行的评测,我们在仅使用原先的 Corsair RM850x 850w PSU 的情况下正常运行了 4090,FE 卡在满负荷下长时间运行非常安静,不比优质的中档显卡更吵,而且功耗并不高。

这并不是说 RTX 4090 适合所有人。它的价格超过一万块钱,不过如果你决定购买 4090 的话应该不会有太多麻烦,库存显然很充足。

对于大多数人来说,使用一半价格,或是四分之一价格的 GPU 来享受游戏才是正常情况,我们可以等待 RTX 4070,当然还有 AMD 即将推出的 RDNA 3 系列。

参考内容:

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