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索泰RTX 4090 PGF OC显卡评测 高规新旗舰首秀 焦点观察

时间:2023-06-16 17:00:17       来源:中关村在线

距RTX 4090发布已经过去相当长一段时间,此前也已经发布过不少相关评测,今天为大家带来的则是来自索泰最新发布的PGF旗舰系列显卡——索泰GeForce RTX 4090 PGF OC。

PGF也被玩家亲切地称之为“排骨饭”,是索泰最高规格旗舰系列,拥有最强的用料和频率,虽然此前发布的AMP EXTREME同样定位旗舰,但PGF相比之下更豪华一些。

RTX 4090作为本代卡皇,其性能提升用暴增来说一点不过分,且被玩家誉为最有性价比的RTX 40系显卡。在品牌旗舰和系列旗舰相遇的情况下,会有怎样的效果,下面先来看看RTX 40系PGF的外观。


(相关资料图)

在外包装配件上,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC用了前所未见的一种形式。包装整体分为两层,外层类似于公文包的掀盖式,需要将内层的黑色瓦楞纸盒提出来;而内层的包装同样采用了掀盖的礼盒式包装,可以说这样双层包装也给了玩家双重的仪式感。

内部配件方面,由于索泰GeForce RTX 4090 PGF OC旗舰显卡的高功耗,配备了一根8pin*4转16pin的辅助供电线,一根灯光同步线以及一个显卡支架。

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC即便在旗舰显卡中也算属于“巨无霸”级别,它的整体尺寸为381×154×74mm。虽然尺寸较大,但细看之下会发现它的整体设计,依然秉承着极简风格,与上一代PGF差别相当大。

整体的圆弧线条,加上黑白配色,有一种未来飞船的既视感。索泰在设计本代PGF秉承着“如无必要,勿增实体”的理念,做了大量减法。整卡大范围使用圆环与弧线,打破使用尖锐线条勾勒显卡外观的传统。

而且根据官方消息来看,这张索泰GeForce RTX 4090 PGF OC全球限量500张,售完即止。不过如果是限量款,如果每张显卡都打上编号,想必会更具仪式感和收藏价值。

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC主动散热部分采用3个9叶盾鳞2.0高压扇叶,风扇直径达到11cm,并采用双滚珠轴承风扇,支持智能启停功能,低噪音寿命长。

正逆转的风扇设计能够有效减少乱流,并降低风扇噪音。整卡外壳都使用高强度压铸金属组合而成,降低风扇震动。

同时风扇厚度增加,加深风扇外罩进一步集中气流,更集中压向散热鳍片,配合显卡四周大面积导流通道,吹透所有的鳍片,从各个方向流动排出,减少显卡内部的热量囤积。

在内部的散热模组上,9根冰脉2.0升级热管贯穿整个散热鳍片模组,采用无损内嵌焊接工艺。超大面积VC均热板覆盖核心和显存部位,避免存在影响导热的空隙,加速GPU热量传递到热管和鳍片,

作为“堆料王”,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC显卡内部PCB板上,采用24+4项高规格供电设计,为显卡带来更稳定高效的供电保障,让显卡释放全部潜能。

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC采用高强度合金材料一体铸形而成的坚固背板,且增加了合金加固骨骼结构部件,增加显卡结构强度,保护显卡PCB,显存位置特设高K导热贴,将热量传递到金属背板上,辅助散热。

显卡尾部的高亮不锈钢渐变透网,向左接壤有棱角的系列logo灯,向右过度尾部弧线造型,不仅起到辅助散热的作用,还起到丰富背板造型的效果。

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC显卡侧面神似汽车进气格栅,中间为16pin辅助供电接口;左侧为灯光同步线材接口;右侧为BIOS切换按钮,默认为2625MHz高频,玩家可使用显卡上按钮或Firestorm软件切换。

视频输出接口上,依旧采用了HDMI 2.1 + DP 1.4a*3的四接口设计。HDMI 2.1可支持4K 120Hz HDR、8K 60Hz HDR。

灯效方面,索泰每一代产品都不会让人失望。本次索泰GeForce RTX 4090 PGF OC灯带采用压铸件精雕工艺,用极细灯光线条强化轮廓造形。显卡顶部、正面、尾部和背部共设有4个ARGB灯光区域,支持1600万色ARGB及多种灯效模式,并能自由调节变换各种预设和独特动态灯效。

下面让我们来搭配FireStorm软件看一下整体效果。

首先简单介绍一下FireStorm软件,全新升级的FireStorm界面更直观,UI设计更好看,操作也简单方便。

FireStorm软件首页可以监控显卡当前所有部位的工作状态,包括频率、使用率、温度、风扇转速等。

在风扇一栏可以监控每组风扇的工作状态,并且可以选择自动或根据自己的喜好手动调节。

在性能界面,玩家可以手动调整GPU频率、电压、功耗等选项。同样也为玩家分好组别,更直观简单。

在灯效调节界面,玩家可整体调节显卡灯光,也可分区域调节。并且可以选择待机和负载时不同的效果。

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC显卡的灯光支持1600万色ARGB及多种灯效模式。整体的质感较强,饱和度高,色彩艳丽,没有逸散。如第一张GIF中所演示,我们选择的浅粉色流光,虽然在格式压缩下有些失真,但依然能看出淡淡的樱花粉色。

本次发布的GeForce RTX 40系显卡由全新的NVIDIA Ada Lovelace架构打造,采用TSMC 4N NVIDIA定制工艺,旗舰核心AD102达到了恐怖的760亿个晶体管,而在RTX 30系显卡中为280亿个。

与上一代NVIDIA Ampere相比,NVIDIA Ada Lovelace在相同功率下,具有2倍以上的性能提升。最高可达到90-TFLOPS的着色器数据吞吐量,而本次发布的GeForce RTX 4090则达到83-TFLOPs,相比上一代NVIDIA Ampere则只有40-TFOPs。

完整的AD102核心

完整的AD102核心共有18432个CUDA,其中包含12个图形处理集群(GPCs), 72个纹理处理集群(TPCs), 144个流式多处理器(SMs)。144个第三代光追核心(RT Cores)、576个第四代张量核心(Tensor Cores)。

RTX 4090所使用的核心

相比完整的GA102来说,RTX 4090共有16384个CUDA,其中包含11个GPC、64个TPC以及128个SM单元,第三代RT Cores为128个,第四代Tensor Cores为512个。

另外在本次的规格说明上,NVIDIA官方也特别表明了L2 Cache容量以及最终的等效带宽,这是RTX 40在架构中变化比较大的地方,同时也是玩家对位宽减小有争议的“罪魁祸首”。

我们以两张图来简单说明L2缓存的作用。

如果把GPU内核比作网店店主,那么L1缓存就是在日常工作的屋子中堆放的可发货产品,但由于所有工作都要在这间屋子进行,堆放产品的空间有限;所以大部分产品就需要到L2缓存中,它就好比在工作室隔壁的仓库,虽然需要走出去,但仍然是很近的路程。

如果这个仓库还是放不下,那么只能到更远的显存中去调取产品。当然如果有爆显存的情况,那么这位“店主”可能还要打车去更远的系统内存区调取数据。

这中间的路程和耗费时间就好比GPU额外的工作量,如果绝大部分数据只存放在L2缓存就可以拿到,那么将极大节省功耗。并且由于不再需要频繁调取显存中的数据,所以显存位宽适当降低,对于运行效率也是没有影响的。

在真正的GPU中,内核是所有计算发生的地方,而这就是L1数据缓存的作用所在。每个SM都有一个超低延迟的L1数据缓存,紧挨其处理内核,使L1成为GPU寻找信息的首选。

然而,由于L1缓存需要离内核非常近,不可能非常大。

如果在L1缓存中找不到内核计算所需的数据,GPU将在L2数据缓存中寻找。这个显存系统位于GPU芯片上,并通过一个非常高速的横梁系统连接到所有的GPC(图形处理集群),每个GPC包括多个SM。如果在L2缓存中找到了信息,那么GPU就挑出这些数据并将其放入内核。

如果在L2缓存中找不到信息(被称为缓存缺失),那么GPU将通过显存接口在VRAM中寻找。这在整个GPU存储子系统中产生了很多额外的工作量,并降低了性能和功耗效率。

这张RTX 4090的L2缓存为72MB,而上一代RTX 3090 Ti为9MB,达到了8倍的差距。增加L2缓存的大小可以提高性能,降低延迟,并提高续航时长,数据访问在GPU上即可完成(否则GPU就要频繁从显存读取数据,过分依赖显存带宽)。所以,这也是为什么在RTX 40系显卡中,位宽带宽普遍偏小的原因。

首先介绍一下测试平台,为了保障索泰GeForce RTX 4090 PGF OC的性能发挥,我们的平台也再次进行了全面更新,采用了最新的旗舰处理器i9-13900k,并搭载了1600W PCIe 5.0电源。

首先看一下GPU-Z的参数,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC采用AD102核心,采用TSMC 4N NVIDIA定制工艺,芯片面积608平方毫米,这里相对于RTX30 系的GA102的628平方毫米更小。

拥有16384个CUDA,相比RTX3090 Ti 的10752多52%,Boost频率达到了2625MHz,相比公版的2520MHz有非常大的提升。

显存方面,采用24GB GDDR6X Micron显存,位宽为384bit,显存带宽达到了1008.4GB/s,光栅单元和纹理单元为176和512。

下面先进行的是用来衡量显卡DX11理论性能的3DMARKFS套装:FS,FSE,FSU三者分别对应显卡在1080P、2K、4K的理论性能,取显卡分数实际测试结果如下:

在针对显卡DX11性能的3DMARKFS 套装测试中,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC的提升非常惊人,可以看到在分辨率越高的情况下这张显卡提升越大,相比RTX 3090 Ti其中FS提升了65%;FSE提升了73%;FSU则暴力提升了80%

综合来看,在整个FS套装的测试中,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC的提升约为73%

而在针对DX12环境下的TimeSpy 和TimeSpy Extreme 测试中,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC相较RTX 3090 Ti 的提升分别为:TS提升74%;TSE提升79%,综合下来约为77%

3DMarkTime Spy 系列是针对DX12的基准测试,能够代表目前以及可预见未来游戏大作的性能提升表现,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC的成绩同样惊人。

PortRoyal是3DMARK中专门针对光追性能的测试项,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC相较RTX 3090 Ti 的提升约为83%。

Speed Way测试是3DMARK最新更新的用于测试DirectX12 Ultimate 性能的显卡基准测试。要运行此测试,显卡必须支持DirectX12 Ultimate 并包含 6GB 及以上显存。

这项测试结合了实时光线追踪和传统渲染技术来测量显卡性能。场景含有光线追踪反射、实时全局光照、网格着色器、体积照明、粒子和后处理效果。

可以说Speed Way是更加真实的未来游戏场景,所以其分数相比传统的FS、TS套装测试更趋近于现代光追游戏。

在DLSS3测试中,8K分辨率是以往测试中前所未有的。这一分辨率在PC游戏中仍然是概念般的存在,目前所有消费级显卡都无法在常规测试中流畅运行。

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC在DLSS 3关闭的情况下也只有13帧PPT的水平,但凭借DLSS 3的帧生成,直接达到了94帧的准电竞级帧率。

由于本次RTX40 系加入了DLSS3 新技术,所以后面会进行单独测试,这里依然选择主流的几款3A大作进行游戏性能对比。

首先在《地平线5》中,可以明显看到,虽然我们使用了i9-13900K处理器,但在1080p分辨率下依然能感受到帧数瓶颈。

性能方面,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC相比RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升75%;2K提升77%;4K提升91%,综合提升81%

在《刺客信条:英灵殿》中,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC相比RTX 3090 Ti的提升分别为:1080p提升78%;2K提升73%;4K提升61%,综合提升71%

在《无主之地3》中,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC相比RTX 3090 Ti 的提升分别为:1080p提升75%;2K提升76%;4K提升71%,综合提升74%

《光明记忆:无限》的光追测试软件是独立于游戏的测试工具,比游戏中用到的光线追踪技术更多,测试条件为“RTX最高/DLSS质量”。所以测试帧数相对较低,但实际游戏配置相当亲民。

性能方面,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC相比RTX 3090 Ti 的提升分别为:1080p提升76%;2K提升82%;4K提升73%,综合提升77%

在另外一款国产游戏《边境》的跑分软件中,情况基本与《光明记忆:无限》相同,测试条件均在“RTX最高/DLSS质量”下进行。

在《边境》中,索泰GeForce RTX 4090 PGF OC相比RTX 3090 Ti 的提升分别为:1080p提升85%;2K提升90%;4K提升85%,综合提升87%。

在《赛博朋克2077》中,游戏新增了光追过载画质,我们分别进行了测试。可以看到在4K分辨率下即便是索泰GeForce RTX 4090 PGF OC,在开启DLSS 3后,也只有90帧左右,下面我们也截取了不同画质下的游戏场景,看看为何会如此消耗配置。

这里分别为大家展示一下三种不同画质,从上至下依次为超级画质/光追超级/光追过载。可以看到光追过载相比光追超级更贴近于真实效果。它模拟了真实的光线路径,其实相比之前的光线追踪模拟了更多光线在不同表面的反射,完整的计算出了场景的真实光照,避免了上一代光追中出现“死黑”的情况。

这也是NVIDIA致力于打造的下一代光追场景,但是截止目前它对硬件计算的需求太过庞大,即便是旗舰显卡,也无法在4K分辨率,关闭DLSS的情况下流畅运行。

截止目前,已有超过300款游戏和应用支持DLSS,其中超过30款游戏已经支持最新的DLSS 3。

包括《逆水寒》、《微软模拟飞行》、《毁灭全人类2:重新探测》、《瘟疫传说:安魂曲》、《光明记忆:无限》、《暗影火炬城》、《F1 22》、《生死轮回》、《漫威蜘蛛侠:重制版》、《超级人类》、《极限竞速:地平线5》、《赛博朋克2077》、《红霞岛》、《暗黑破坏神4》、《侏罗纪世界:进化2》等等。

下面就让我们来实际测试,拥有全新的DLSS 3的游戏,能达到何种帧率。

本次DLSS 3的测试图表比较繁琐,并且增加了1% Low FPS和延迟的测试,普通的FPS好理解,那么这个1% Low FPS是什么意思。

首先,游戏benchmark通常测试的FPS即为,一段时间内的游戏平均帧。而1% Low FPS则是将一段时间内的帧数从大到小排列,取最小的1%出来,再对这1%的数求平均值。

其实简单来说,这两个数值都不能代表我们在游玩时,具体哪一刻的感受,但FPS更注重整体,而1% Low FPS则是从最差的里面求平均,更谨慎一些。

看懂了1% Low FPS,我们再来看这张图表,在坐标轴左侧的为延迟(越低越好),坐标轴右侧的均为帧数(越高越好),并且由于牵扯到正负坐标,所以两侧的值有可能会不同。

在《侏罗纪世界:进化2》中,DLSS 3的表现非常亮眼,由于此类模拟经营游戏的特点就是同屏单位多,更加占用CPU资源,而DLSS 3能够进行帧生成,来突破CPU瓶颈限制。

暴雪刚刚发布的游戏《暗黑破坏神4》已经集成了DLSS 3,不过能够明显看到,在DLSS 3开启的情况下帧率下降。但相反的是,1% Low帧数更稳定也更高了。

目前这种反常的表现尚不清楚原因,但大概率是游戏优化存在问题,我们也将持续关注暗黑4的后期动向。

《巫师3》在新增了光线追踪之后,一直被玩家诟病带不动跑不起来,确实从表格数据中能看到即便是索泰GeForce RTX 4090 PGF OC,在开启光追关闭DLSS的情况下也只有50帧,并且延迟达到了100ms。开启DLSS 3后一跃达到115帧,提升130%,延迟也大幅减小。

《极限竞速:地平线5》是最新加入DLSS 3的游戏,对于显卡优化十分到位,即便在4K分辨率下,游戏帧数仍然受到CPU瓶颈限制,即便索泰GeForce RTX 4090 PGF OC显卡开启DLSS 2,帧数依然相同。而在开启DLSS 3后,才让帧数能够再提升16%。

《暗影火炬城》在开启光追后对于性能要求明显提高。其中DLSS 3相比DLSS关的帧数提升了84%,DLSS 2的提升则达到了67%。

在UE5提供的测试游戏中,方便的给出了DLSS的快捷测试,这里分为DLSS关(超分辨率关+帧生成关+Reflex关);DLSS 2(超分辨率性能+帧生成关+Reflex开);DLSS 3(超分辨率性能+帧生成开+Reflex开)三档测试。

SPECviewperf 13

作为“90”级别的显卡,拥有24GB的超大显存,内容创作者领域的应用是必不可少的。我们使用SPECviewperf13 这款工业、专业软件跑分测试。

在SPECviewperf13 的软件测试中,每款专业软件对于性能提升的程度不尽相同,其中SW相比RTX3090Ti 提升了45%,MAYA相比RTX3090Ti 提升了56%,CREO相比RTX3090Ti 提升了49%,CATIA相比RTX3090 Ti 提升了72%,3DSMAX 相比RTX3090Ti 提升了58%。

Blender benchmark

Blender是一款专业的三维渲染软件,本次推出了固定的Benchmark跑分软件,省去了安装软件下载素材的麻烦。这款跑分软件只需下载好启动程序,软件会自动渲染测试monster/junkshop/classroom共三个场景。

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC 测试得分

RTX3090 Ti 测试得分

上图为索泰GeForce RTX 4090 PGF OC显卡得分,分别为6773/3210/3153分,平均4379分;下图为RTX 3090 Ti 显卡得分,分别为3136/1812/1549分,平均2165分。通过平均分的比较不难发现提升非常明显,达到了102%,这对于以帧为渲染单位的动画来说,能够大幅度节省时间。

除了游戏之外,AI也是目前大火的领域,尤其以Stable Diffusion为最,现在很多AI生成的图片完全能够以假乱真,下面我们也来测试一下索泰GeForce RTX 4090 PGF OC在这方面的表现。

Stable Diffusion可以说几乎没有门槛,但本地部署的繁琐程度劝退了很多用户。上图为操作界面用户可根据自己想要生成的图片细节丰富关键词。

按照NVIDIA提供的关键词,我们生成了10批,共20张图片。

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC运算时间 1m1.74s 约合 3.1秒一张图

RTX 4070运算时间 2m24.79s 约合 7.2秒一张图

Stable Diffusion对于显卡的要求比较高,它的硬性需求为显存,而运算时间则主要看CUDA算力。

我们对比了同为RTX 40系显卡的RTX 4070,在相同设置下的运算时间,两款显卡在生成20张图片的时间差距为1m23秒,差距非常大。

另外我们也测试了使用CPU,在相同设置下生成图片,但如图片所示,保守估计需要3小时30分左右。

本次AV1编码测试选择了剪映专业版,它可以输出H.264/HEVC/AV1三种编码格式的视频。

剪映专业版目前自带AV1编码输出,在实际测试中,我们导出一段1分钟左右的视频。可以看到两个文件容量相差103MB。

由于AV1编码特性,生成文件的比特率更低,但视频清晰度则完全相同。所以如果生成同比特率,同容量的文件,AV1将会更清晰。

我们通过NVIDIA ICAT来进行两段视频的画面对比,图中左侧为H.264编码,右侧为AV1编码,几乎看不出任何区别。

目前RTX VSR(RTX Video Super Resolution)已经在部分浏览器中进行测试,首先玩家需要更新到NVIDIA最新驱动,在NVIDIA控制面板中的【调整视频图像设置】可以看到最新的RTX 视频增强超分辨率。

RTX VSR是 AI 图像处理的突破,它超越了传统的边缘检测和特征锐化技术,极大地提升直播视频内容的质量。

开启RTX VSR不仅需要最新版驱动,还需要使用RTX 40或30系列GPU,并且几乎适用于Google Chrome和Microsoft Edge浏览器中的所有视频内容(浏览器也需要更新到最新版本)。

开启后,目前已知的打开YouTube或者B站,都可以享受到RTX VSR效果的加成。

如果不确定,在全屏播放视频时,可以打开任务管理器,看到GPU负载增加,即为开启成功。

(点击放大查看原图)

我们打开YouTube随意观看视频,在打开RTX VSR后,可以清晰明显的看到水下珊瑚的质量明显提高,边缘更为清晰,并且极大减少了失真现象。

当然AV1也不是没有遗憾,就是目前很多播放器还不支持AV1解码,泛用性没有那么高,但随着越来越多的产品支持AV1编码,相信流通起来还是很快的。

功耗测试中,我们选择FurMark软件进行拷机测试,并采用GPU-Z检测温度,功耗仅计算显卡自身。

可以看到索泰GeForce RTX 4090 PGF OC这张显卡在20分钟左右的拷机中,峰值温度一直在66℃以下,热点温度为74℃左右,温度控制的非常好。板载功耗在TDP 100%的情况下为451W左右。

游戏动态功耗测试

索泰GeForce RTX 4090 PGF OC 3A游戏平均功耗

在实际的游戏功耗测试中,我们选择《赛博朋克2077》自带benchmark,画面设置为光追超级、4K分辨率,来拉满两张显卡的性能极限,检测我们实际应用场景的功耗。

可以看到虽然拷机中功耗达到了450W,但在实际应用场景中,平均功耗只有388W,尽管仍是很高的功耗,但作为一款旗舰显卡来说,相比上一代RTX 3090 Ti的“真450W”来说,是相当大的提升。

本代NVIDIA发布的RTX 40系显卡目前来说,唯一广受玩家好评的就是RTX 4090,这张旗舰显卡虽然价格不菲,但性能提升确实强悍。

在3DMARK的FS/TS/PR套装测试中,公版RTX 4090相比RTX 3090 Ti平均提升74%左右,并且实际游戏功耗下降60W左右,无论从哪方面来看都是真正的进步,况且它的售价与上一代旗舰相同。

而索泰GeForce RTX 4090 PGF OC,凭借高规格的做工用料以及极致性能,再次将性能提升4-5%左右。但无论公版还是AIC,总体来说RTX 4090的性能的确是让人印象深刻,担得起系列旗舰的名号。

目前新推出的3A游戏中,大部分游戏只要搭载DLSS2,定会同步支持DLSS3,作为RTX 40系显卡最大的优势,NVIDIA在推广方面可谓不遗余力,而通过实测表明,在4K分辨率下,部分游戏从DLSS关到DLSS3,帧数提升一倍有余,确实恐怖。

除了游戏,在AI创作和生产力工具方面,RTX 4090的表现同样令人咋舌。同样的参数设置,RTX 4090仅需1m1.74s 约合 3.1秒一张图,而刚刚发布的RTX 4060 Ti甜品卡则需要3m18.26s 约合 9.9秒一张图。一张图即相差3倍的时间,在处理大型任务时,提升的工作效率显而易见,

本次索泰PGF系列经过全新设计,与AMP系列圆润的外表有些许类似,但灯光系统令人印象想深刻,压铸件精雕工艺的极细灯光线条即便我们不理解其工艺原理,也能看出复杂程度。加之1600万色的ARGB灯光效果,让潺潺流动的光影更精致。

目前索泰GeForce RTX 4090 PGF OC这张显卡的最终到手价16999,限量500张。如果你的预算充足,不妨考虑一下这张最有性价比的RTX 40系显卡。

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