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    马会最快开奖现场直播:【IT之家评测室】真正的战未来:英伟达RTX 2080显卡首发测评

    海南赛马会 www.958034.fun 2018-10-13 21:56:48 IT之家 白猫 编辑:丽丽 浏览数:6海南赛马会

    相信即使是NV也不会想到,在帕斯卡于2016年正式发售至2018年科隆电脑展图灵游戏显卡到来之前的这两年内,整个显卡行业乃至于硬件行业出现了为数众多的戏剧性场面,无论是虚拟货币的过山车行情,还是对新显卡发售日期的预测,我...

    相信即使是NV也不会想到,在帕斯卡于2016年正式发售至2018年科隆电脑展图灵游戏显卡到来之前的这两年内,整个显卡行业乃至于硬件行业出现了为数众多的戏剧性场面,无论是虚拟货币的过山车行情,还是对新显卡发售日期的预测,我们每一个人都成为了这场大戏的主角,于是在9月19日晚上9点,这场持续了两年的剧目终于要落下了帷幕。

    8月21日凌晨,老黄在德国科隆正式发布了三款显卡,包括RTX 2080、RTX 2080 Ti以及RTX 2070,其中RTX 2080和RTX 2080 Ti将会成为首发产品,而RTX 2070则稍后发售,只是和以往相比,这一次的驱动似乎来得有些晚,尽管我们很久就已经拿到了新版显卡,但是在无驱动的窘境还是让我们只能放下这些卡皇们,将其作为一款艺术品进行欣赏。

    在拥有最新的驱动加持之后,这些显卡才真正地释放自己的活力。只是发布会期间老黄并没有直接公布新一代显卡的性能,于是我便有隐隐的担忧,认为这一代显卡的性能似乎并不如人所愿,至少没有9代至10代升级这样给力,而在经过了一段时间的测试之后,我似乎更加确定这些显卡将会为未来做准备,无论是新的DLSS、RTX还是全新的架构算法。

    一、架构解析:以“计算机之父”命名表现英伟达未来的野心

    阿伦·图灵,这位计算机科学之父同时也是人工智能之父,为今后计算机以及AI的发展起到了至关重要的作用,而英伟达将20系显卡的架构名称命名为“图灵”,自然是有他自己的道理,或许在“图灵”架构中我们可以看到英伟达今后的野心。

    (1)、全新的Turing架构,单精度不再是唯一

    ▲图灵架构以及帕斯卡架构对比

    首先关于这个图灵架构的名字就已经争论了很久。在老黄推出了GTX 1080 Ti显卡之后,关于新一代显卡的名字自然受到了大家的热烈讨论,当时的GTC大会上,老黄发布基于伏特架构的计算卡,于是大家纷纷认为新一代显卡便是伏特架构,随后的测试软件似乎也证实了这一猜测。不过在SIGGRAPH 2018上,老黄展示了基于图灵架构的专业卡,同时也宣布了图灵架构的到来,而现在新一代显卡采用图灵架构就已经实锤了。这一次NV在RTX 2080 Ti、RTX 2080以及RTX 2070上分别使用了不同的核心,区分度更加明显。

    TU102核心示意图

    ▲TU102核心实拍

    作为旗舰版本的TU102核心共有6组GPC单元,每组GPC单元又拥有12个SM单元,一共是72个SM单元,不过RTX 2080 Ti采用的是其中的68个SM单元,总共4352个CUDA,另外NV给每一组SM单元分配了一个RT单元以及8个Tensor Core,这样子共同组成了一个完整的SM单元,而RT单元以及Tensor Core的增加是图灵面积暴增的最主要原因。

    ▲TU104核心

    和旗舰版本的RTX 2080 Ti相比,RTX 2080所采用的SM单元就少得多,虽然架构相同,继续采用6组GPC单元,然而每组的SM单元8个,也就是说RTX 2080显卡所采用的TU104核心总共48个SM单元,共计2944个流处理器。这也就是为什么RTX 2080的实际规格要比RTX 2080 Ti小得多。

    在Nvidia给出的图灵架构白皮书中,NV表示图灵架构显卡采用的是全新的图灵单元,它拥有比帕斯卡更高的单元性能,其中Core性能提升幅度可以达到50%。这是由于图灵采用的是全新的计算方式,不再依靠传统的FP32也就是单精度浮点来评估显卡的性能。

    ▲图灵架构的SM示意图

    在图灵架构中,NV搭建了一套新的性能计算方式。例如就跟之前所说的一样,一个完整的图灵单元应该包含64个FP32、64个INT32、8个Tensor Core、1个RT Core,而一个Pascal单元包括的是128个FP32单元,当然在图灵显卡中,FP64已经悄然消失,毕竟游戏并不需要双精度性能。

    NV在公开场合多次表示计算图灵架构的性能不仅仅包括传统的FP32,更要考虑到INT32单元性能,因为在图灵架构中,由于独立线程调度的存在,图灵显卡可以实现INT32以及FP32的并发执行,也就是说图灵显卡可以同时处理FP32和INT32的请求,如果仅仅考虑到FP32的话,对于图灵来说显然是有失偏僻的。而在Volta架构刚推出的时候,按照原来的FP32为王的思想,仅将FP64进行简单的转换,使得FP64变成传统的FP32,从这个思想去推断图灵的性能,不过现在FP64计算单元的确没了。只不过变成了更多种类的计算单元。

    为了提升图灵的执行效率,NV在图灵中采用了更加高效的缓存,同时为共享缓存、L1缓存、纹理缓存引入了统一架构,L2缓存的容量也翻倍,这样子可以提升单元之间的数据交换的速度和效率,提升了显卡的性能。

    英伟达表示FP32性能+INI32性能+Tensor以及Ray性能相互组合,这样子才是一个完整的图灵性能,当然这也就是发布会上所说的RTX-OPS性能。

    (2)、RTX+Tensor Core:图灵的左臂右膀

    之前我们就已经说到过,和以往的核心相比,图灵的die面积可以说呈火箭般上升的趋势,TU102的面积更是达到了754平方毫米,如此庞大的面积按照以往的惯例应该是狂堆CUDA,来获得更加强大的FP32性能,不过NV在图灵架构上并不是采用样子,而是将更大的面积以及更多的晶体管用于RTX和Tensor Core,它们也将成为图灵架构的左臂右膀。

    先来说下Tensor Core。目前深度学习已经成为了整个行业最大的发展方向,例如手机厂商已经例如处理器提出了各种的AI概念,自然作为尖端科学的GPU领域不会放弃AI以及深度学习,对于老黄更是如此。在如今NV的显卡基本处于独步天下的情况下,NV想要做点其他的事情,来改变整个行业的发展和进步。

    于是在图灵架构中,我们看到了Tensor Core,一种专门为深度学习打造的处理单元。

    Tensor的意思就是张量,在数学中拥有多种维度,包括标量(0维)、矢量(1维)、矩阵(2维),而张量则是更高的维度,它代表着一个容器,能够盛放更多的数据,而深度学习的意思就是通过大数据进行计算,在这些数据中找到最好的数据进行使用,从而提升处理单元的效率,间接地提升显卡性能。

    NV表示全新的Tensor可以支持FP16以及FP32的混合运算,通过数学上的乘积获得完整的精度,而和FP32相比,FP16的运算速度更高,因此处理器的运行速率也就更加出色。

    得益于Tensor Core的存在,如今图灵显卡也可以支持深度学习,将支持被NV寄予厚望的DLSS功能。

    DLSS被称之为深度学习超级采样,通俗地讲,它能够让显卡以较小的资源消耗获取更加出色的显示效果。例如在DLSS模式下,显卡实际渲染所需的性能并不是很苛刻,同时经过深度学习以及NV独有的算法,输出给用户的图像和采用TAA等抗锯齿的图像相差不大,当然由于开销更低,因此游戏表现更加出色。这也就是为什么在DLSS的加成下,RTX 2080的实际性能表现要比GTX 1080提升近一倍,而依靠CUDA等传统FP32的游戏,性能表现提升在50%左右。不过经过我们的测试,实际上并不是这样。

    在和NV的工作人员进行谈论之后,他们表示NV会提前数周拿到尚未发售的游戏,同时针对这些游戏来不断地运行,同时建立相应的训练神经网络,收集数千个以64×超级采样生成参考画面,其中选择最为出色的配置比来提供给玩家使用。同时NV也明确表示玩家手上的显卡也可以实现部分的学习,但是实际上DLSS训练网络是基于NV的超级计算机进行,同时NV也绝对不会将玩家手上的显卡的训练结果上传至服务器,这是用户的隐私。

    随着支持DLSS游戏的增多,NV将会通过GFE不断地推送基于神经训练网络的DLSS设置提供给搭载20系显卡的用户,让他们在DLSS环境下更加流畅地游玩游戏,当然之前的10系显卡是不能享受DLSS带来的出色的游戏环境。

    关于DLSS的测试,我们将会在最后为你揭晓答案。

    除了这个DLSS之外,NV为Tensor推出了AI InPainting、AI Super Rez和AI Slow-Mo,不过后三者更多的适用于图形工作者或者视频工作站,普通玩家关系并不是很大,当然对于提升生产力还是相当有帮助。

    (3)、实时光线追踪:未来游戏发展的方向

    如果是DLSS能够让用户以更小的花销获得接近于原生的画质表现,那么实时光线追踪自然将成为未来3A大作发展的方向。

    目前的绝大部分游戏都是基于光栅化来渲染游戏画面,尤其是光线画面,因此有时候光线看起来十分地不真实,这就是光栅化带来的局限性。而实时光线追踪则模拟真实世界的光线,来获取更加接近于真实世界的画面,同时也将严格遵守物理准则,当然和光栅化相比,实时光线追踪所需要的机能更加恐怖,所以一直以来没有业界没有太好的手段来支持实时光线追踪。

    ▲实时光线追踪演示:《星球大战》Demo

    而现在NV在20系显卡之中加入了独立的RT单元,这些独立单元将为实时光线追踪而特别打造,通过智能学习,将自主判断渲染光线的方式,包括传统的光栅化渲染以及最新的实时光线追踪渲染,将RT处理单元使用在最具有效果的地方,例如水面、镜面反射等地方,这样子既可以最大程度地展示画面效果,还可以实现显卡资源的合理利用。

    然而需要泼一盆冷水,目前的显卡即使是RTX 2080 Ti也不能实现全实时光线追踪,因为显卡的性能还不能达到这个水平,按照EPIC的说法,想要实现这样的效果,传统的单精度就必须要超过25T,几乎是目前显卡的两倍性能。

    ▲《战地5》RTX打开前后

    于是NV采用了新的算法,通过低光线跟踪单元获取相对真实的光照,然后通过自家的降噪算法让原本充满噪点的图像变得清晰,这是目前的硬件性能下较为合理的选择。

    NV同样给我们星球大战的DEMO,在星球大战的DEMO之中,在4K分辨率下,基于DLSS技术,使用RTX 2080 Ti可以达到35帧左右的速度,而GTX 1080 Ti则只有可怜的7-8帧,这就是实时光线追踪带来的巨大硬件消耗能力,当然NV在发布会上说的6倍光效追踪性能值得就是这个,大家不要混淆了!

    随着实时光线追踪的加入,NV也在发布会上定义了未来显卡的新性能标准:RTX-OPS,NV认为全新的RTX-OPS包括20%的Tensor性能,80%的FP32性能,40%的Ray OPS性能以及28%的INT32性能。因此我们可以看到20系显卡在RTX-OPS上的性能远远超过目前的10系显卡。

    不过即使是增加了Ray计算单元,实时光照跟踪所需的显卡性能仍然十分苛刻,从目前游戏厂商给出的消息来看,RTX 2080 Ti在1080P分辨率下才能以60帧的速率流畅运行支持实时光线追踪的游戏。

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