NVIDIA GeForce RTX 30 系列登場 全新 AMPERE 解構

- 辛尼 - 2020-09-16

序言及 AMPERE 架構

現時主流顯示卡陣型,仍然以 NVIDIA 和 AMD 作為核心,對於現時的遊戲要求越來越高,加上要在 2K 甚至是 4K 解析度下有更流暢的表現,一款高效能的顯示卡就變得更為重要。NVIDIA 自從推出 GeForce RTX 20 系列和之後的加強版 GeForce RTX 20 SUPER 系列後,雖然能為玩家帶來不錯的體驗,但相信不少用家仍等待全新的 GeForce RTX 30 系列,在全新 AMPERE 核心架構之下,根據官方資料在部份應用情況下,例如 GeForce RTX 3080 的效能更是上代 GeForce RTX 2080 的一倍。

AMPERE 核心架構為 8K 做準備

全新 AMPERE 架構的最大改進之處,在於其 Streaming Multiprocessor(SM)的 FP32 運算能力得到一倍的提升,為了達到這個效能,因此 FP32 和 INT32 都經過重新設計,從而達到每 Clock 擁有 128 FP32 運算能力。這個改進最明顯的優點,在於能夠大幅提升遊戲的效能,尤其是現時越來越多遊戲支援 Ray Tracing,當要進行 Ray Tracing 都會需要用到更多的顯示卡運算,在全新架構下就算開啟 Ray Tracing 下的效能將得以提升。

第二代 RTX GPU 三大核心元素

上代 GeForce RTX 20 系列顯示卡其中一個最大改變,就是在 Turing 核心架構上,同時結合 Shader、RT Core 與及 Tensor Core。Shader 部份一直是都顯示卡的重要元素,當中的效能越高對遊戲的性能增長最為明顯,至於 RT Core 就是針對 Ray Tracing 運算加速之上,至於 AI 運算部份例如 NVIDIA DLSS 反鋸齒則是交由 Tensor Core 負責。在新一代 Ampere 架構,這三個元素都會作出強化及提升,以 GeForce RTX 3080 與 GeForce RTX 2080 Super 作比較,其 Shader 部份方面將由以往每 Clock 只能處理 1 個運算提升至 2 個,效能由 11 TFLOPS 增加至 30 Shader-TFLOPS;RT Core 方面則進化成第二代,同樣地其效能提升接近一倍,由 Turing 架構的 34 RT-TFLOPS 提升至 54 RT-TFLOPS,隨著效能的提升,表示在同一時間內能夠處理更多關於 Ray Tracing 的畫面運算,減少以往在開啟 Ray Tracing 後對遊戲流暢度的影響;最後第三代的 Tensor Core 上,則會自動識別及移除相對不重要的 DNN,同時它的運算效能亦大幅提升,由原先 89 TFLOPS 增加至 238 Tensor-TFLOPS,在 Ampere 架構下開啟 DLSS,其效能增長將會更為明顯,同時畫面的細緻將會再作提升。

全新 GDDR6X 記憶體

配合 GeForce RTX 30 系列的推出,除了核心部份有改進之外,就連記憶體部份亦由 GDDR6 升級至效能更高的 GDDR6X。以 GeForce RTX 3080 為例,就採用 10GB 320-bit GDDR6X,記憶體頻寬達 760GB/s,速度方面為 19Gbps,與 Turing 架構下的 GeForce RTX 2080 Super 的 14Gbps 提升至了接近 40%。今次的 GDDR6X 記憶體由 Micron 製造,採用全新的 PAM4 signaling(Pulse Amplitude Modulation)技術,這個新技術較以往的 GDDR6 記憶體使用的 2-level NRZ signaling 有大幅提升,對於現今各種「吃資源」的使用如遊戲中的 Ray Tracing、8K 影片轉換,就能有更好的體驗。

改良版 Flow-through 散熱

顯示卡其中一個限制就是散熱,萬一過熱就會出現降頻甚至不穩定,因此每代 GeForce 顯示卡,NVIDIA 都會為公版重新設計其散熱器。來到 GeForce RTX 3080,就突破性採用了 Flow-though 設計,透過「一推一拉」的風扇,兩把風扇以一前一後排列,正面的風扇從顯示卡正面把冷風吸入,再由顯示卡背板位置排走,至於另一把則設於背面,把熱力帶走後,再透過機箱背面的散熱扇把熱力帶走,,較以往風扇集中在正面的效果會更好,減少熱力囤積的問題。與顯示核心接觸部份用上 Hybrid Vapor Chamber,配合熱導管就能進一步把核心的熱力帶走。根據官方資料顯示,GeForce RTX 3080 的溫度較 GeForce RTX 2080 FE 版低 20 度。

效能比率提升 1.9 倍

旗艦級顯示卡對供電要求就絕對不會低,GeForce RTX 3080 就率先用上創新的 12-pin 輸入,理論上留有更多空間作散熱之用。同時,GeForce RTX 3080 採用 18 相供電設計,確保在高負載時的穩定性以至日後的超頻空間。介面上,GeForce RTX 30 系列升級至 PCIe Gen4 標準,在更高的頻寬下將可避免出現「樽頸」問題。GeForce RTX 3080 的效能比率方面,憑著全新線路設計、記憶體、散熱和 PCB 設計,以進一步「搾盡」顯示卡的效能,使新一代顯示卡的效能比率較上代高 1.9 倍。

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  2. 第2頁 : 為未來 8K 作準備