从20到40：显卡升级的故事

在某种程度上，每个PC爱好者都会想要进行某种升级。它可能是整个平台，包括一个新的CPU、主板和一组漂亮的RAM。或者它可能只是一个单一的项目，比如一个新的固态硬盘。

但是当你在市场上买一个新的显卡，价格仍然很高的时候怎么办?与四年多前第一次出现的架构相比，最新的gpu到底好了多少?好吧，继续往下读，看看一个人的升级选择是如何成功的。

每个人显卡都有不同的用途——对一些人来说，它纯粹是用于娱乐(游戏、观看视频)，而对另一些人来说，它完全是基于工作的(渲染、视频编辑、计算负载)。对我来说，这是它们的混合，重点是渲染技术的实验，尤其是光线追踪和AI。

在过去的三年里，我一直在使用MSI GeForce RTX 2080 Super Ventus XS OC来完成所有这些任务。抛开这个愚蠢的名字不谈，它一直是一个名副其实的工作机器，在大多数发送给它的东西上都能隆隆作响。然而，卡的斗争与高分辨率，它是相当无望的光线追踪，并真正开始显示它的年龄计算智慧。

因此，在选择升级时，有一个词主导了决定:CUDA。无论好坏，在计算和渲染方面，英伟达的GPU平台和软件是非常标准的。AMD和英特尔都投入了大量的时间和金钱来开发ROCm和OneAPI之类的软件，但我使用的软件都没有提供任何支持。

这意味着继续选择英伟达，然后做出另一个选择——安培还是艾达?尽管已经使用了两年多，但像GeForce RTX 3080 10GB这样的东西仍然非常强大，在英国可以以700英镑左右的价格找到新产品。二手市场特别多，而且价格也不错，但这不是我想考虑的路线。

当然，唯一接近这个价格的Ada型号是GeForce RTX 4080 12GB 4070 Ti，建议零售价为799英镑——除非它们不是这个价格。最便宜的款式往往在830英镑左右，这是一个很小但烦人的4%的差异。

GPU参数	RTX 2080超级	RTX 3080	RTX 4070 Ti
加速时钟(GHz)	1.815	1.710	2.610
GPC | TPC计数	6 | 24	6 |	5 | 30
SM计数	48	68	60
FP32核心	3072	8704	7680
INT32核心	3072	4352	3840
张量核	384	272	240
材质贴图单元	192	272	240
罗普	64	96	80
每SM L1缓存	64 kB	128 kB	128 kB
L2高速缓存	4 MB	5 MB	48 MB
VRAM总线宽度	256位	320位	192位
VRAM数量/类型	8 gb GDDR6	10 gb GDDR6X	12 gb GDDR6X
VRAM带宽(GB/s)	496	760	504

从纸面上看，3080似乎是更好的选择，不仅仅是因为它比4070 Ti便宜。就结构的数量而言，它有一个物理上更大的芯片——它有最多的图形和纹理处理集群(gpc, tpc)，因此它可以同时处理更多的三角形。它还拥有最多的纹理映射单元(tmu)和渲染输出单元(rop)，后者在高分辨率下非常重要。

在这一点上，值得一提的是决定的另一个标准，那就是我的显示器的分辨率:4K。这应该使4070 Ti成为3080的第二竞争者，但前者有两个主要的优点:时钟速度和L2缓存的数量。

参考增强时钟为2.61 GHz，比其他两款高出近50%，这足以弥补相对缺乏的组件。例如，FP32的峰值吞吐量为40.3 TFLOPS。2080 Super是11.2,3080是29.8——对于AI工作和离线渲染来说，这是一个很大的差异。

旧的(顶的)退，新的(顶的)进

这是L2缓存。AMD的RDNA 2架构展示了缓存系统对游戏的重要性，L4无限缓存减轻了VRAM上的负载。英伟达一直使用简单的两层缓存结构，非常大的单个层会导致延迟增加;然而，更高的时钟速度会抵消这一点。

安培和Ada共享非常相似的张量核心结构——它可能看起来像2080 Super在这方面占了上风，但新的架构的核心比旧的图灵设计的每时钟操作多了一倍。

所以考虑到我要用这张卡做什么，选择就变得简单了。现在，剩下要做的唯一一件事就是选择哪个品牌和型号的4070 Ti去，但这很容易。我只是选择了最便宜的，结果是Zotac RTX 4070 Ti Trinity OC。通常情况下，我不会为任何AIB供应商的超频模型而烦恼，但这一个只是碰巧比其他任何东西都便宜。

当然，我已经知道4070 Ti与3080相比是什么样子，因为史蒂夫已经对它进行了全面测试。新的Ada卡的几何平均帧率比3080高21%，与纸张规格相比表现不佳(4070在所有渲染指标上比安培卡高35%)，但情况往往如此。

唯一的问题是2080 Super没有包括在这些测试中。然而，它被包括在史蒂夫对RTX 3070、3080和3090卡的评论中。在4K测试中，与图灵板相比，这三种显卡的平均值是这样的:

• RTX 3070=低20%高，平均19%高
• RTX 3080=高出59%的低点，高出61%的平均水平
• RTX 3090=低77%高，平均79%高

从4070 Ti的评测来看，它的4K几何图形是这样的:

• RTX 3070=高出57%的低点，高出61%的平均水平
• RTX 3080=低20%，高21%的平均
• RTX 3090=低4%，高6%平均

因此，综合所有这些数据，我估计4070 Ti可能比我的旧2080 Super快90%到95%。不过，可能是有效的词，因为不同的测试机器和不同的基准都被使用。

这一切在我的英特尔酷睿i7-9700K、华硕Z390主板、16GB DDR4-3000电脑上的表现完全是另一回事。如此显著的性能飞跃很可能最终表明基准测试受到了系统限制。这一切都取决于个人的测试。

当新卡片到来的时候，我并没有把这些卡片拿到很远的地方。它正常工作了大约8个小时，然后一个风扇控制器和LED控制器决定结束表演，前往海滩。漂亮的灯我可以没有，但死风扇控制器处理三个风扇中的两个，所以这绝对是不可接受的。一个快速的军事革命(快速，我指的是5天…)之后，我们又恢复了业务。

我在新的4070 Ti上运行的第一组测试是一个小型基准测试套件，由一个名叫Nemez的人进行。我通过Chips and Cheese的团队看到了她的工作，这是一个基于vulkan的系列测试，旨在为基本的GPU操作生成吞吐量和延迟数据。

尽管我运行了该套件提供的所有测试，但我最感兴趣的三个测试是融合的乘法-加法计算以及缓存和内存系统的带宽和延迟基准测试。第一个(通常缩写为FMA)是大多数GPU操作的核心;第二个测试计算出有多少快速数据可以传输到/从SM，后者是在这些传输中涉及多少纳秒的延迟。

首先看FMA结果，请记住4070 Ti的FP32峰值吞吐量为40.3 TFLOPS, INT32峰值为20.1 TOPS。为什么我的卡比这个好一点?是的，这是一款工厂超频型号，但它的Boost时钟只有2.625 GHz——仅仅快了0.6%。在这里，我们看到FP32的峰值速率为41.4 TFLOPs，增长了2.7%。

简单的事实是，如果不达到功率或热量限制，英伟达的显卡将超出其参考时钟。在测试期间，4070 Ti实际运行在2.835 GHz，相当于FP32的理论峰值速率为43.5 TFLOPS。2080 Super也在做同样的事情，因此它的数据也高于预期。

新旧显卡之间的差异从80% (FP16)到244% (FP32)不等。尽管我并没有期待在游戏中看到后者的数据，但我还是会看到很多情况下这种水平的改进。

带宽测试使用Vulkan计算着色器来计算跨多个测试大小的数据传输速率，使用GPU中的所有SMs。图灵芯片的L1缓存为96kb，由驱动程序进行分区。在图形模式下，64 kB将被设置为着色器的共享内存，剩余的32 kB作为L1数据缓存/纹理缓存/注册文件溢出。

但是，在计算模式下，该缓存可以设置为32 kB共享/64 kB数据，或者相反。随着2080 Super达到预期的L1带宽，32kb阶段的下降表明驱动程序将Vulkan着色器解释为“图形”，因此只有32kb的数据缓存。

TU104的芯片比AD104大得多。资料来源:Fritzchens Fritz

在Ada Lovelace中，L1缓存总共有128 kB，但是缓存分区更加复杂。驱动程序现在判断测试处于“计算模式”，因为带宽下降到112 kB，这表明16kb被用作共享内存，其余用作数据缓存。

这确实让我想知道还有多少其他的应用程序没有被驱动程序正确地“读取”。但没关系，测试的其余部分完全符合预期- 4070 Ti的48MB L2缓存，更高的时钟速度，以及更多的SMs数量都清楚地显示出来。在这两个卡中，一旦测试大小超出缓存限制，带宽实际上是相同的，因为数据是从VRAM中提取的。

至少对我来说，特别有趣的是L1缓存带宽测量值与理论值的差异。2080 Super几乎达到了100%，而4070 Ti约为92%。也许这只是测试本身的奇怪之处。

延迟结果证实了我的怀疑——英伟达没有采取任何措施来减少Ada中L1缓存读/写的周期数，因为4070 Ti的低延迟(低24%)纯粹是因为更高的时钟速度(每个Ada周期比图灵周期快30%)。然而，令人印象深刻的是，尽管将L2缓存大小增加了12倍，但总体延迟仍然低于图灵。

因此，计算速率和带宽都得到了提高，整体延迟也更好了，这对于新显卡的预期用途来说是理想的。当然，这并不奇怪，但结果如预期的那样很好。

测试gpu是一项令人厌烦的工作。大量的重复:配置基准和游戏，在不同的硬件和软件之间切换，为了可靠性而多次运行，重新测试奇怪的结果，一次又一次。因为我不想在这方面花费大量时间(也就是说，我只想上手并使用这个东西)，所以我运行了一些任何人都可以尝试的标准基准测试。

首先，我使用了Blender、V-Ray和3DMark基准。都很好，使用简单，没有设置担心或类似的。

搅拌机3.10.0(样品每分钟)	RTX 2080超级	RTX 4070 Ti	%的差异
莫望远镜的场景	987	3566	+ 261%
旧货商店场景	622	1602	+ 158%
教室的场景	614	1756	+ 186%

在这些测试中，什么都没有呈现在屏幕上，可以说，这都是幕后的计算。但怪物测试清楚地表明，4070 Ti的FP32性能超过2080 Super。其他测试显然不太关注GPU的这一方面，但改进仍然是受欢迎的——我们在家里做了很多Blender的工作，所以它很受欢迎。

V-Ray 5.0.2	RTX 2080超级	RTX 4070 Ti	%的差异
GPU CUDA (vpaths)	672	2260	+ 236%
GPU RTX (vray)	851	2809	+ 230%

V-Ray GPU基准测试被设计为仅在英伟达卡上运行，因为这两个测试都使用CUDA。第一个测试是经典的离线渲染，类似于Blender，但第二个测试访问GPU中的光线跟踪核心。

很遗憾Chaos的软件是硬件锁定的，但我并不经常使用这个包(如果有的话，这些天)，因为有可用的渲染也一样好，而且是完全开源的。至少数据进一步证实了计算性能的提升。

所以随着原始计算量的增加(很不幸，我没有时间探索任何AI或数据分析包)，是时候测试新显卡的“图形”部分了。

3DMark(平均帧数显示)	RTX 2080超级	RTX 4070 Ti	%的差异
速度的方法	22	54	+ 145%
皇家港口	32	65	+ 104%
DXR特性测试	22	68	+ 209%
时间间谍极限(GT1)	34	69	+ 105%
超火力打击(GT1)	39	77	+ 94%

UL的3DMark使用Direct3D来完成所有渲染，但在前三个测试中，也使用了DirectX射线追踪管道(DXR);对于特性测试，几乎所有的图形都是用这种方式生成的。基准测试还被设计为尽可能少地加载CPU，因此上述结果代表了新显卡的最佳情况。最大的惊喜是DXR的改进，但这只是因为当谈到其光线追踪单元的性能时，人们不得不相信英伟达的话。

对于2080超级，“RT TFLOPS”(无论应该是什么)是一个声称的33.7，而4070 Ti是92.7 -增加了260%。3DMark测试没有完全匹配这个数字，但它足以证明增加的RT单元数量，更高的着色器吞吐量，以及更大更快的L2缓存都在很大程度上提高了光线追踪性能。

目前，我对在游戏中大量使用它不太感兴趣(只有少数游戏真正使用它)，更感兴趣的是在开发引擎和代码片段中探索照明模型。当然，我并没有得到更多RT特性，只是得到了更好的性能。

使用3DMark的一个优点是能够无休止地循环基准测试，允许我在测试期间使用GPU-Z记录平均单板功耗数据。虽然对实时数据的准确性可能存在一些疑问，但使用墙上的插座功率记录器意味着我可以确认平均数据足够准确。

每瓦性能(每瓦使用的平均帧数)	RTX 2080超级	RTX 4070 Ti	%的差异
速度的方法	0.11	0.24	+ 128%
皇家港口	0.14	0.24	+ 74%
时间间谍极限(GT1)	0.13	0.26	+ 91%
超火力打击(GT1)	0.16	0.28	+ 74%

在3DMark测试中，4070 Ti平均比2080 Super多消耗11%的功率(在此分析中跳过了DXR功能测试)，但平均性能提高了120% -因此上面的“每瓦性能”数据。

所以，除了对计算和合成性能感到满意之外，现在是时候看看游戏中的渲染工作负载了。

对于你在TechSpot上读到的GPU评论，几乎每个基准测试结果都来自实际游戏过程中的帧率采样数据，以提供卡可能经历的最真实的图形工作负载。使用这种方法的缺点是非常耗时——您不能让测试做它的事情，而您在做其他事情。为此，我收集了一些提供内置基准模式的游戏，运行它们，并使用CapframeX收集必要的数据(而不是使用游戏报告的统计数据)。

关于内置基准的另一个需要记住的方面是，图像负载很少与游戏过程中所经历的相同。例如，在《刺客信条:瓦尔哈拉》中，镜头在一个城镇周围旋转，呈现出一个具有巨大距离的史诗般的远景，但当你真正玩游戏时，镜头几乎总是固定的第三人称，几乎不高于地面。所以虽然渲染不能完全代表游戏本身，但它仍然使用相同的引擎和着色程序。

所有测试运行5次，然后对数据进行平均，以产生平均值和1%的低帧率。基准测试是在没有启用升级的情况下完成的，然后重复FSR和/或DLSS设置为Balanced。最后，在游戏支持HDR的地方启用HDR。

首先是我刚刚提到的游戏，它使用育碧的Anvil引擎完成所有渲染任务。这个软件包用于第一款《刺客信条》游戏，多年来它不断更新，包含了书中几乎所有的图像技巧(条形射线追踪)。

在超高质量设置下，基准测试在2080 Super上付出了代价，但应用FSR 1.0提供了急需的提升。另一方面，4070 Ti处理得非常好，平均fps提高了约117%(启用或不启用FSR)。从视觉上看，它看起来更好，不涉及升级，尽管将其设置为质量模式有很大帮助。

英灵殿最初推出时没有任何升级选项，但后来在一个补丁中添加了它;育碧选择不更新引擎以提供光线跟踪阴影或全局照明。这真的是一个明智的选择，因为这不是一个运行很快的游戏。

下一款游戏是同年Guerrilla Games的《地平线:零黎明》，使用他们自己的Decima引擎。像Valhalla一样，没有光线追踪，但提供了三个升级选项。

这个特殊的测试进行了大量额外的运行和一些分辨率缩放检查，因为1%的低行为在2080 Super中特别奇怪。与图灵卡相比，在4070 Ti上使用FSR或DLSS的平均帧率提高不超过52%。这是怎么回事?

事实证明，在地平线0黎明的内置基准是相当CPU/系统重的事实证明，在720 p的升级，4070 Ti的1%的低帧率和平均帧率分别为70和138 -仅仅比4K低一点点。在实时游戏玩法中也是如此，但在4K分辨率下，游戏丝毫不会感觉迟钝。

这是育碧的另一款游戏，但这次使用的是他们的Dunia引擎(游戏邦注:它最初是一款升级版的CryEngine)。光线追踪和缩放都是选项，尽管前者只用于阴影和反射。它在某些方面提供了显著的视觉改善，但它并没有改变整个视图。

不管使用什么升级，2080 Super都能很好地处理4K，但光线追踪绝对会杀死它——这几乎可以肯定是由于设置将VRAM要求推到了8GB以上，而引擎没有正确地管理这个问题。12GB的4070 Ti不存在这个问题，在启用光线追踪(不升级)的情况下，平均帧率只下降了17%。

然而，孤岛惊魂6是另一个对CPU/系统要求很高的基准测试。将分辨率降至720p，同时打开RT和缩放，结果是1%的低，只有77帧/秒，平均为97帧/秒。如果没有光线追踪，情况会好一点，但我电脑的其他部分有些限制。

由Eidos-Montréal开发，使用他们自己的内部引擎，暗影是一个执行光线追踪非常有限的游戏的例子-只有阴影是通过DXR管道完成的，这是一个如此小的差异，不值得启用它。不过，RTX 2080 Super肯定在这个设置上遇到了困难，即使使用DLSS也没有多大帮助。

新的Ada Lovelace GPU的性能也受到了相当大的打击，尽管升级将其拉回，当设置为质量模式时，帧速率和视觉效果都很好。这款游戏非常完美，没有到处都是超锐利的阴影。

另一个早期采用RT的游戏是《德军总部:年轻血脉》，这是一款优秀的二战与神秘主义游戏系列中的平庸作品。与之前的基准测试不同，Youngblood使用id Software的id Tech 6引擎，该引擎运行在Vulkan和OpenGL上(其他引擎使用Direct3D)。这意味着光线追踪是通过API扩展来访问的，理论上这应该会提供更好的性能。

除了这款游戏和《古墓丽影:暗影》一样，视觉增益不值得帧率的下降。或者至少这是2080超级的情况;另一方面，新卡有足够的性能过剩，不需要升级。

1%的低点在这个基准中到处都是，需要数十次运行和异常值拒绝才能得到一个像样的统计数据。考虑到这两种卡在使用DLSS时，这个数字都有了很大的改善，这表明这些变化不是CPU瓶颈的结果——这很大程度上是渲染问题。

切尔诺贝利人是最近的一款游戏，来自一个小型的波兰开发团队，使用虚幻引擎4制作了一些真正壮观的风景，特别是使用HDR和光线追踪。所有漂亮的视觉效果都是要付出代价的，甚至考虑到基准对横扫镜头的偏好，而不是正常的第一人称位置，4070 Ti的表现并不好，但也不可怕。

甚至在性能模式下的DLSS也不足以让它值得使用RT——这真的很遗憾，因为它是相对少数几个展示光线追踪如何真正提高全局照明质量的标题之一。至于这究竟是由于新GPU的限制还是UE4的使用，并不值得探索，因为使用Epic引擎的RT新游戏将使用版本5。

另一个引擎，另一个基准。这一次，它是Techland的《消逝之光》的笨拙续集。光线追踪的使用不如《切尔诺贝利人》中那么有效，尽管用手电筒拍摄的夜间风景令人印象深刻。的性能?没那么多。

使用RT，特别是当它跨多个照明系统(例如，反射，阴影，全局照明)确实给CPU增加了相当多的额外工作，这就是为什么使用FSR/DLSS对1%的低数据没有多大帮助。

《消逝之光2》并不需要超高的帧率才具有可玩性，尽管它的游戏玩法是跑酷僵尸。所以，虽然上面的数字看起来并不那么令人印象深刻，但4070 Ti在游戏中的光线追踪性能是可以接受的。2080 Super显然只是在制作漂亮的壁纸，大约每秒钟就有一个。

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最后，《赛博朋克2077》的光线追踪标准。用4070 Ti玩4K游戏是完全可以实现的，无论MD传媒免费网站入口IOS区是否升级，但RT对于800英镑的显卡来说有点太贵了。

这并不完全公平，因为一些设置的调整和在性能模式中使用FSR/DLSS，基准测试和游戏运行都相当一致，尽管在60帧左右。对一些人来说，这还不够好，但对其他人和我自己来说，我可以应付。

所有这些测试的目的是:(a)确保替换卡功能正常，以及(b)看看结合不同评估的结果是否可以用作合理准确的性能估计。如果您还记得本文前面的内容，使用Steve对安培卡和4070 Ti的评价，我得出了+92%的数字。综合以上所有游戏基准的几何平均值，得出最终评估结果。

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fps的几何改进	1%低	Avg
没有RT，没有升级	+ 100%	+ 89%
无RT, FSR/DLSS平衡	+ 77%	+ 77%
打开RT，没有升级	+ 1017%	+ 481%
开启RT, FSR/DLSS平衡	+ 350%	+ 141%

这样一个单一的实验并不足以证明我们完全相信这个估计，但数据确实表明它是正确的——平均fps增益没有预期的那么高的原因是一些测试中的CPU限制。

当然，没有升级的RT数据应该被忽略，因为RTX 2080 Super通常不能运行超过1或2 fps的大多数特定基准。但是FSR和DLSS的使用并没有真正帮助到旧的图灵卡，新的Ada卡做得特别好。它的几何低1%和平均帧率分别为55和74，这对我来说已经足够好了。

那么，我们都做完了，是吗?是时候喝茶吃饼干了?现在还没有。

在结束这个升级故事之前，有一些事情需要解决，对我来说，第一个是该死的12VHPWR连接器。Zotac提供了一个3路8针PCIe加密狗与卡，它看起来很好，适合的长度等。然而，多年来，我已经把多余的PCIe电源线扔进了我的海盗船RM1000电源模块。

唯一的解决方案是获得海盗自己的双向pcie到12vhpwr电缆作为电源-它足够长，使用编织电缆，非常适合，但它是额外的20英镑，这是我最初没有预料到的。

晚上睡不着看点害羞的东西

我的愚蠢导致我不得不买一个这样的东西

因此，799英镑的MSRP显卡最终总计为860英镑(该卡为840英镑)。如果PC组件符合我的要求，我并不反对花高价购买它们，但如果Nvidia只使用标准的PCIe电源连接器，这笔额外的费用本可以很容易地避免。TDP为285W，两个8针插座就足够了，而且卡的PCB足够大，可以容纳它们。

当我们谈到价格的问题时，大多数人对4070 Ti的销售标签的看法是，对于70系列的型号来说，它太高了，我完全同意这一点。它至少比3070 Ti高出33%，比2070 Super高出60%。英伟达最初想把这款GPU作为80级产品卖给市场，在此基础上，它的建议零售价只比2080 Super高出11%。但它应该是一个“底部”4080，而不是一个新的超级。

如果没有CUDA，这将是升级选择的有力竞争者

综上所述，我不认为gpu的市场价格在短期内会有任何范式转移的变化(如果有的话)，我真的不在乎它被称为什么。英伟达可以将其命名为RTX Slartibartfast，这与我无关——重要的是功能集和性能提升，而这两者都在我愿意接受的价格范围内。如果这家绿色巨人坚持最初的计划，以899英镑的4080价格发布它，那么我可能会选择新的3080路线。

如果对AMD显卡有更好的软件支持，我可能会认真考虑Radeon RX 7900 XT。虽然它的光线追踪性能不如4070 Ti，但它仍然比我的旧2080 Super好，而且它有足够的计算性能和VRAM。唯一的缺点是7900 XT比英伟达卡贵了大约60到70英镑，尽管我不需要12VHPWR电缆。

正在进行的深度学习框架生成。咩。

到目前为止我还没有提到的一个功能是DLSS框架生成(又名DLSS 3)，这是因为我只在一款游戏中尝试过它(《蜘蛛侠:迈尔斯·莫拉莱斯》)，即使在那之后，它也是一个非常主观的分析——基本上，我只是启用了它，让家里的蜘蛛侠专家对它的感觉/外观发表了她的意见。我不会重复实验中说过的那些话，但我可以用一个词来解释:滞后。

这款游戏最适合用控制器玩，我自己试过之后又用键盘和鼠标玩了一遍，我发现它有明显的慢节奏。在移动操纵杆和获得屏幕反应方面，这并不是真正的延迟;这更像是一种感觉。不过，切换到鼠标和键盘会让它变得不那么明显。当我有时间的时候，我会在其他游戏中测试它，但目前还没有大量的游戏支持它。

说到这里，是时候结束这个升级故事了。新卡的表现确实如预期的那样(至少大部分是这样)，它比2080 Super有了显著的改进——不仅在性能上，而且在效率和噪音上。是时候让它工作了!

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