在今年CES2022的主题演讲上,NVIDIA将One More Thing留给了GeForce RTX 3090 Ti。如果说GeForce RTX 3090在GA102核心上最后一丝删减留足了悬念,那么GeForce RTX 3090 Ti在事实上补完了完整的GA102。这个位置本该留给TITAN系列,现在已然完全由GeForce RTX 3090 Ti接盘。

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更确切的说,GeForce RTX 3090 Ti就是Ampere架构下的TITAN,并且也代表着消费端和专业应用端的性能最高水准,无论8K游戏还是专业应用,这块GPU都将代表目前PC图形计算的最高水平。以至于NVIDIA在形容这块GPU的时候,直接引用了游戏《DOOM》中顶级武器来形容,BFGPU(Big Fxxk GPU),以暗示象征GeForce RTX 3090 Ti的泰坦级彪悍。

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《DOOM》中的BFG,意思就是很大很厉害

而高性能背后也注定要付出对等的代价,GeForce RTX 3090 Ti官方建议功耗直接来到了450W,比GeForce RTX 3090还要高出100W。更高功耗自然需要更强的散热装甲来释放性能,这一次我们请出七彩虹iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC作为参考,奉上GeForce RTX 3090 Ti首发评测。

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GA102完全体:TITAN形态

刨去针对服务器设计的GA100,GA102的完整版核心实际上就是PC能够接触到的最高性能形态。iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC正是如此,它的核心代号为GA102-350-A1,使用的三星8nm NVIDIA定制工艺,制程节点为三星12nm。芯片支持DirectX 12 Ultimate,在硬件层面对当下所有的光线追中、DLSS、可变帧率着色等功能都能完整支持。同时,GPU还配备了24GB GDDR6X显存,这让iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC在深度学习、专业软件处理器上表现更为突出。

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换而言之,在iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC定位中,无论是应对最高规格的游戏画质,还是高要求的专业软件使用,都将得心应手。因此GeForce RTX 3090 Ti本质上就是一块TITAN级别的显卡。

回到GA102本身。三星8nm NVIDIA定制工艺让这块GPU芯片面积(Die Size)达到628.4 mm²,总共包含了283亿个晶体管。虽然Apple M1 Ultra通过台积电N5工艺和双芯片堆料达到了更高的数字,但在PC领域,GA102仍然是消费市场中晶体管数量最多的芯片之一。

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我们已经知道,从Turing过度到Ampere在包含层级上实际没有做出太大的改变。在完整的GA102核心内,包含了7个GPC(图形处理簇),每个 GPC 里包含有 6 个 TPC(纹理处理簇),每个 TPC里有2个StreamingMultiprocesor(流式多处理器,SM,对应 OpenCL 中的概念就是 CU,Computing Unit)。

同时,每个SM里包含1个第二代RT Core,4个第三代Tensor Core,以及128个CUDA Core。

因此GA102完全体总共拥有7个GPC,42个TPC,84个SM,84个第二代RT Core,336个第三代Tensor Core,以及10752个CUDA Core。

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事实上当下的GPU都使用类似GA102这样的多层阶式多核设计,GPC的划分主要基于它拥有1个独立的光栅处理引擎。对于游戏、建模这样的传统光栅化渲染的时候,每个GPC可以跑1个三角形。GA102拥有7个GPC,意味着在同一时间内GA102可以同时处理7个完全不相干的三角形。从硬件光栅加速渲染的最高层级角度看,GA102就是一个7核处理器,并且每个核心都通过L2 Cache完成所有的访存操作。

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而对于CUDA通用计算、深度学习这样的应用来说,开发者实际上只需要关心CUDA Core的数量,TPC的概念基本很少提及。而GA102总共提供了破万的10752个CUDA Core。

这里,不妨让我们放出表格作为对比:

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值得注意的是,与GeForce RTX 3090一样,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC同样也支持NVLink组成双显卡SLi互联,不过在安装的时候需要考虑每块GPU三卡槽位置。以及承担不便宜的NVLink桥接器价格。

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全散热武装

在功耗上,GeForce RTX 3090 Ti一举突破到450W,但对于AIC厂商而言,只要调教得当,发挥更高的性能仍然不是问题。例如iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC的基础功耗在450W到480W,而通过面板上的一键超频按钮,功耗可以达到480W和510W,因此在NVIDIA和iGame建议中,都会建议用户优先考虑850W以上功耗的显卡,当然,1000W以上的电源更佳。

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同时显卡的供电口紧跟NVIDIA,改用了全新的12pin接口,并且与灯光同步整合在同一区域。通过随显卡附送的12pin转8pin x3线材,现有的电源接口保持兼容。新12pin接口在安装上相对更为方便,装机和拆机的时候相对都会轻松一些。

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多出100W功率的iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC实际功率自然也是我们关心的重点。为了检测出GPU的实际功率,这里我们引入了NVIDIA PCAT功耗测试仪器进行测试,已获得更为准确的功耗表现。

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压力测试过程中可以看到最高功率会达到510W。

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为了还原显卡的实际使用场景,我们也通过SPECview 2020中数十个场景进行检测,可以看到iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC在高负载的状态下,实际功耗会在380W到410W左右徘徊,可见选配RTX 3090 Ti的时候,一套好的供电装备是很有必要的。

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为了让iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC稳定运行,iGame在这块GA102 GPU的用料上毫不含糊,在散热上使用了一套施剑者(SWORIZER)散热器3.0的解决方案,包括iGame真空冰片技术,“捕风手”定旋扇叶,异形PCB背板斜杠开口设计,都在尽可能将iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC达到最佳优化效果。

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在棱角分明的外观下,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC使用了一块真空压缩的超扁平密闭腔体,内充冷凝液和热绒粉形成独立毛细结构,通过相变原理将热源热量快速传导发散,将原本热管一维线状散热模式提升为二维面状,在散热性能上比数根铜管更有效。

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同时“捕风手”定旋扇叶为iGame自研的13翼扇叶,类似航空发动机螺旋桨,在经过动平衡和反复模拟测试之后,最终以边缘折角形成“捕风手”,能够将气旋压入散热器内实现风压,并且进一步提升风量。

不仅如此,风扇本身还提供了智能启停技术。在负荷不大的前提下,风扇可以完全停止,让GPU保持绝对安静。

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而在显卡背面则使用了异形PCB背板搭配斜杠开孔,同时iGame Logo周围为三角形RGB设计,做到散热、格调两不误。

如果火力全开,三个风扇将会全负荷运转,并确保GPU能够维持在一个合理的温度下进行。例如在压力测试的时候,GPU普遍维持在66℃左右,远低于NVIDIA官方设定的93℃热阈值,也给后续超频提供更多的空间。

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同时在红外线检测中,能够看到iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC表面的最高温度为58.9℃,在很大程度上,三风扇的散热性能给GPU带来了很好的散热效果。

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与iGame RTX 3080 Vulacn OC一样,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC同样具备一块480x128分辨率的彩色LCD侧屏用来监控显卡的实时状态。即便不安装任何软件,也能实时监控GPU频率、GPU会用率、温度、风扇转速、系统时间以及CPU、显存、内存等信息。

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不仅如此,如果配合iGame Center,这款名为iGame Status Monitor 3.0 Way(维)的屏幕还能够自定义显示内容,配合机箱的MOD使用。

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给侧屏上传信息的方式很简单,只需要街上随卡附送的二合一数据线即可完成内容传输,相比之前Vulcan数据传输和灯光同步分开的独立设计,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC通过一根二合一线解决了灯光同步和LCD自定义的问题,细节有所进步。

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而作为Vulcan系列高端GPU,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC附送的配件还包括一套显卡支架,可换刀头的螺丝刀套装,在赠品上保持了iGame一贯大气的做派。

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性能高处不胜寒

解决了功耗和散热,现在让我们转入最重要的性能话题。在配置上,我们尽可能不拖iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC后腿,选用了12代酷睿和Z690平台,包括酷睿i9-12900K,ROG MAXIMUS Z690 EXTREME,美光DDR5-4800 32GB x2,Plextor M10P 2TB,以及Thermaltake TPI RGB PLUS 1250W电源。

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同时为了更直观的感受iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC所带来的提升,这里我们引入了GeForce RTX 3090、GeForce RTX 3080 Ti进行对比,版本均为Founders Edition。

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在基础性能测试中,惯例引入检测DirectX 11和DirectX 12的3DMark Fire Strike、Time Spy,能够看到,对比RTX 3090,RTX 3090 Ti能够提升13%到21%的表现,而对比RTX 3080 Ti,则可以提升18%到22%。

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同样,Port Royal、NVIDIA DLSS测试亦是如此。

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不要忘记了,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC也是拥有RTX 30系列中数量最多的第二代RT Core和第三代Tensor Core,并且结构和设计上比RTX 20系列有进一步升级。

比如,第二代RT Core在Turing架构的基础上将三角形求交模块数量增加到2个,并且一并行的方式运作,同时还增加了一个三角形位置内插模块。这使得在一个周期内,BVH(层次化包围盒)求交和三角形求交比重,由图灵架构时代的4:1,提升到了2:1。另外第二代RT Core还增加了三角形位置内插模块,在实现运动模糊效果的时候,能起到明显的加速效果。

第三代Tensor Core通过每个SM包含4个核心获得了与Turing架构8个第二代Tensor Core相同的性能。但得益于Ampere架构真传,GA106上的Tensor Core能够以4个权重为一组的方式,将已经训练好的权重分组中权重值为0的两个权重修剪掉,透过这个稀疏化处理,实现了推理准确无损情况下等效 100% 的深度学习性能提升,或者说等效每周期每个SM完成1024个FP16 Tensor操作。这使得第三代Tensor Core在每个时钟周期密集计算次数提升2倍,稀疏化加速计算次数提升4倍。

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这里我们不妨放出一些游戏在4K分辨率下最高画质的实际测试,感受一下iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC所带来的差距。

可以看到,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC相比RTX 3090有5%左右的提升,最高提升19%,相比RTX 3080 Ti提升更大,有10%的提升,最高则可以有64%。

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专业领域全面开花

在进行常规测试之后,接下来才是展示iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC真正实力的地方。在文章开头我们已经知道,GeForce RTX 3090 Ti拥有24GB 384-bit GDDR6X,显存总带宽破天荒达到了1008 GB/s。要知道,即使GeForce RTX 3080后期加料获得了12GB显存,实际容量也仅为RTX 3090 Ti的一半。

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大容量的iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC实际意义不仅仅是在游戏中获得更好的画质和帧率,它还需要承担起TITAN的责任,在专业领域全面开花,利用大显存的优势给专业软件提供更好的素材缓冲,而无需PC频繁的调用内存甚至硬盘缓存进行候补。比如OTOY OctaneRender的光线追踪计算,8K分辨率的Redcode RAW视频实时编辑,Blender的渲染输出,以及我们常见的Adobe Premiere视频编辑等等。

为了获得更好的显示效果,这里我们使用了刚推出的DELL U2723QE IPS Black显示器,以提升创作时的沉浸感。

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先让我们祭出OTOY OctaneRender。OctaneRender是一款能够充分调用GPU资源,能够高效执行渲染的引擎,并且能够兼容主流的执着工具,这里我们主要讨论OctaneRander的光线追踪渲染效率,以及显存使用率。

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可以看到24GB的显存能够帮助OctaneRender一口气将更大的渲染场景放入缓冲区中,无需额外的系统资源调用,在性能处理上自然也更高效,这里可以看到RTX 3080 Ti开始向系统寻求内存支援了。

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对于创作者而言,不管是3D建模、装配还是动画制作、合成、运动跟踪和视频建模,Blender都是一个很好的选择。在最新的版本中Blender已经加入了对NVIDIA OptiX的支持,用于加速最终渲染帧,以及渲染光线追踪画面。

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在实际体验中,我们甚至不需要漫长的输出过程,在数秒之后就能直接在软件界面看到最终的输出成果,在很大程度上也得益于24GB GDDR6X提供足够的帧缓冲空间。

而在实际的渲染输出上,GPU的表现也比Core i9-12900K高效得多。

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8K视频实时编辑和回放在iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC也变得轻而易举。这里我们选用了世界唯一能够提供8K编辑、颜色校正、视觉与音频后期一体化的DaVinci Resolve作为参考。并且直接导入Red摄像机的8K R3D文件。

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在实际使用中,能够明显感受到iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC处理8K视频游刃有余,不仅能够以1:1的格式回放和编辑8K视频,使用过程还能稳定运行。而这时候如果换成GeForce RTX 3080,则有可能会遇到卡顿和程序内存不足的错误提示。

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同时,我们也不忘用Adobe Premiere Pro CC渲染输出一段4K分辨率视频同时,我们也不忘用Adobe Premiere Pro CC渲染输出一段3分09秒的4K分辨率视频,能够看到iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC的效率比RTX 3090和RTX 3080 Ti更高。

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最后让我们通过SPECview2020,对3dsmax、Catia、Creo、Energy、Maya、Medical、SNX、Solidworks进行测试,通过对比可以看出,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC的效率比RTX 3090提升3%到16%,比RTX 3080 Ti提升13%到40%。

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写在最后:Ampere的最后一块性能版图

可以看到,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC确实如卡皇一般的存在,GA102的完全体让这块GPU轻松将RTX 3090和RTX 3080 Ti拉开一段距离,无论是高分辨率游戏、专业软件深度使用,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC都表现出了游刃有余的气场。

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当然我们仍然无法忽视多出的100W功耗注定要求PC的供电配置向上提升以及,但凭借着iGame充足的用料和可靠的散热解决方案,让GPU能够维持在一个合理的温度内进行工作,并且远低于NVIDIA所设定热阈值,并且通过超频调教让GeForce RTX 3090 Ti主频再进一步,距离2000MHz大关只剩临门一脚。

重点是,iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC在实际上补充完整了Ampere架构的最后一块性能版图,这也将是Ampere架构下PC GPU的最终形态。

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如果你只执着于游戏的画质和流畅性,其实GeForce RTX 3080 Ti已经搓搓有余,但如果一旦涉及专业的图像处理和视觉运算,GeForce RTX 3090 Ti无疑是最好的选择。特别选择iGame GeForce RTX 3090 Ti Vulcan OC这样的GPU,让性能和稳定性上还能再进一步,即便是NVIDIA原厂的TITAN,也要羡慕不已了。

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