2016年5月7日,NVIDIA博得先机,率先发布了全球首款16nm游戏显卡——GeForce GTX 1080/1070,正如老黄所说:“A New King”诞生,至此,GPU界展开了全新的篇章,1x nm级的AN显卡大战一触即发。
在NVIDIA Editor's Day的发布会上,老黄自信地宣称:“GeForce GTX 1080比GTX Titan X还快,甚至比双路GTX 980 SLI还
多单元流处理器,L2缓存为1536KB。
标准运行频率为836MHz,最高运行频率为876MHz,搭载6GB GDDR5显存,显存位宽为384 bit,显存速度为6Gbps,显存带宽为288.4GB/s,FP32浮点性能为4.709TFLOPS,功耗为250W,建议零售价为999美元。
GeForce RTX 4090发布于2022年9月20日,采用AD-102 GPU,台积电4纳米工艺,拥有16384个CUDA内核,176个光栅单元,512个纹理单元,128个多单元流处理器,L2缓存为72MB,张量内核为512个,光线追踪内核为128个。
标准运行频率为2235 MHz,最高运行频率为2520 MHz,搭载24GB GDDR6X显存,显存位宽为384 bit,显存速度为21Gbps,显存带宽为1008.0GB/s,FP32浮点性能为82.58TFLOPS,功耗为450W,建议零售价为1599美元。
二、测试平台配置
主要配置如下:
处理器为Core i9-13900K,主板为华硕ROG Strix Z790-E Gaming,内存为芝奇Trident Z5 RGB 32GB DDR5 6000MHz,硬盘为两块970 EVO M2 2280 1TB,操作系统为Windows11。
三、游戏实测
以下将分别测试七款游戏,均采用1080P最高画质模式,以下系列图片中左边代表GeForce GTX TITAN平台,右边代表GeForce RTX 4090平台。
第一款游戏是《杀手3》。
GeForce GTX TITAN平台的平均帧速为60 FPS,最低瞬时帧速为38 FPS,帧时间为15.9ms,CPU使用率为6%,功耗为43W,温度为39度,内存使用量为10.7GB,GPU使用率为99%,显存使用量为4.0GB,功耗为227W,温度为66度。
GeForce RTX 4090平台的平均帧速为385 FPS,最低瞬时帧速为325 FPS,帧时间为2.3ms,CPU使用率为23%,功耗为94W,温度为55度,内存使用量为9.8GB,GPU使用率为66%,显存使用量为4.4GB,功耗为246W,温度为48度。
在这款游戏中,GeForce RTX 4090平台的CPU使用率是对手的3.8倍,内存使用量低将近1GB,GPU使用率低33%,相当于只使用了三分之二的性能,显存使用量高0.4GB。
在平均帧速方面,GeForce RTX 4090平台约为GeForce GTX TITAN平台的6.4倍,这还是在保留了三分之一性能前提下的结果,最低瞬时帧速约为对手的8.6倍,帧时间约为对手的14%,功耗高近20W,温度低18度。
第二款游戏是《蜘蛛侠》。
GeForce GTX TITAN平台的平均帧速为33 FPS,最低瞬时帧速为27 FPS,帧时间为28.2ms,CPU使用率为10%,功耗为51W,温度为46度,内存使用量为12.7GB,GPU使用率为98%,显存使用量为4.8GB,功耗为214W,温度为63度。
GeForce RTX 4090平台的平均帧速为174 FPS,最低瞬时帧速为126 FPS,帧时间为5.3ms,CPU使用率为32%,功耗为99W,温度为51度,内存使用量为13.0GB,GPU使用率为82%,显存使用量为6.6GB,功耗为188W,温度为42度。
在这款游戏中,GeForce RTX 4090平台的CPU使用率是对手的3.2倍,内存使用量高0.3GB,GPU使用率低16%,显存使用量高1.8GB。
在平均帧速方面,GeForce RTX 4090平台约为GeForce GTX TITAN平台的5.3倍,最低瞬时帧速约为对手的4.7倍,帧时间约为对手的19%,功耗低26W,温度低21度。
第三款游戏是《巫师3》。
GeForce GTX TITAN平台的平均帧速为30 FPS,最低瞬时帧速为5 FPS,帧时间为33.4ms,CPU使用率为8%,功耗为48W,温度为47度,内存使用量为12.0GB,GPU使用率为99%,显存使用量为3.2GB,功耗为229W,温度为63度。
GeForce RTX 4090平台的平均帧速为234 FPS,最低瞬时帧速为112 FPS,帧时间为4.3ms,CPU使用率为33%,功耗为116W,温度为61度,内存使用量为10.6GB,GPU使用率为99%,显存使用量为3.6GB,功耗为323W,温度为49度。
在这款游戏中,GeForce RTX 4090平台的CPU使用率是对手的4.1倍,内存使用量低1.4GB,GPU使用率相等,显存使用量高0.4GB。
在平均帧速方面,GeForce RTX 4090平台约为GeForce GTX TITAN平台的7.8倍,帧时间约为对手的13%,功耗高94W,温度低14度。
第四款游戏是《地平线零之曙光》。
GeForce GTX TITAN平台的平均帧速为29 FPS,最低瞬时帧速为24 FPS,帧时间为33.3ms,CPU使用率为10%,功耗为49W,温度为42度,内存使用量为13.1GB,GPU使用率为99%,显存使用量为5.2GB,功耗为219W,温度为62度。
GeForce RTX 4090平台的平均帧速为236 FPS,最低瞬时帧速为150 FPS,帧时间为3.3ms,CPU使用率为41%,功耗为109W,温度为53度,内存使用量为12.0GB,GPU使用率为95%,显存使用量为7.8GB,功耗为269W,温度为46度。
在这款游戏中,GeForce RTX 4090平台的CPU使用率是对手的4.1倍,内存使用量低1.1GB,GPU使用率低4%,显存使用量高2.6GB。
在平均帧速方面,GeForce RTX 4090平台约为GeForce GTX TITAN平台的8.2倍,最低瞬时帧速约为对手的6.3倍,帧时间约为对手的10%,功耗高50W,温度低16度。
第五款游戏是《微软飞行模拟器》。
GeForce GTX TITAN平台的平均帧速为25 FPS,最低瞬时帧速为23 FPS,帧时间为37.6ms,CPU使用率为4%,功耗为36W,温度为39度,内存使用量为10.4GB,GPU使用率为99%,显存使用量为4.4GB,功耗为223W,温度为66度。
GeForce RTX 4090平台的平均帧速为186 FPS,最低瞬时帧速为140 FPS,帧时间为5.9ms,CPU使用率为12%,功耗为68W,温度为48度,内存使用量为10.6GB,GPU使用率为65%,显存使用量为5.0GB,功耗为229W,温度为47度。
在这款游戏中,GeForce RTX 4090平台的CPU使用率是对手的3.0倍,内存使用量低0.2GB,基本相等,GPU使用率低34%,相当于只使用了三分之二的性能,和第一款游戏很类似,显存使用量高0.6GB。
在平均帧速方面,GeForce RTX 4090平台约为GeForce GTX TITAN平台的7.4倍,最低瞬时帧速约为对手的6.1倍,帧时间约为对手的16%,功耗基本相等,温度低19度。
第六款游戏是《赛博朋克2077》。
GeForce GTX TITAN平台的平均帧速为19 FPS,最低瞬时帧速为15 FPS,帧时间为56.2ms,CPU使用率为11%,功耗为66W,温度为52度,内存使用量为11.3GB,GPU使用率为99%,显存使用量为4.5GB,功耗为205W,温度为66度。
GeForce RTX 4090平台的平均帧速为207 FPS,最低瞬时帧速为171 FPS,帧时间为4.5ms,CPU使用率为45%,功耗为116W,温度为55度,内存使用量为10.6GB,GPU使用率为88%,显存使用量为6.0GB,功耗为269W,温度为49度。
在这款游戏中,GeForce RTX 4090平台的CPU使用率是对手的4.1倍,内存使用量低0.7GB,GPU使用率低11%,显存使用量高1.5GB。
在平均帧速方面,GeForce RTX 4090平台约为GeForce GTX TITAN平台的11倍,最低瞬时帧速约为对手的11倍,帧时间约为对手的8%,功耗高64W,温度低17度。
第七款游戏是《绝地求生》。
GeForce GTX TITAN平台的平均帧速为61 FPS,最低瞬时帧速为41 FPS,帧时间为16.1ms,CPU使用率为8%,功耗为54W,温度为47度,内存使用量为11.9GB,GPU使用率为99%,显存使用量为4.6GB,功耗为238W,温度为69度。
GeForce RTX 4090平台的平均帧速为312 FPS,最低瞬时帧速为191 FPS,帧时间为2.9ms,CPU使用率为17%,功耗为80W,温度为51度,内存使用量为11.9GB,GPU使用率为52%,显存使用量为5.1GB,功耗为230W,温度为48度。
在这款游戏中,GeForce RTX 4090平台的CPU使用率是对手的2.1倍,内存使用量相等,GPU使用率低47%,相当于只使用了不到一半的性能,显存使用量高0.5GB。
在平均帧速方面,GeForce RTX 4090平台约为GeForce GTX TITAN平台的5.1倍,最低瞬时帧速约为对手的4.7倍,帧时间约为对手的18%,功耗基本相等,温度低21度。
四、对比结论
很明显,GeForce GTX TITAN目前已经不能流畅运行主流游戏了,所有来自驱动和游戏厂商的优化也都已经停止了。另外,GeForce RTX 4090能发挥出来的CPU性能普遍是GeForce GTX TITAN的3到4倍。
至于GeForce GTX TITAN和GeForce RTX 4090的性能差距,取平均帧速综合计算,GeForce RTX 4090的性能约为GeForce GTX TITAN的7.3倍。当然,这个数据是严重偏保守的,因为GeForce RTX 4090的GPU使用率多数时候都没有跑满,且比对手低很多。
另外,值得一提的是功耗,虽然GeForce RTX 4090发生了多起供电插头插座熔化的案例,其功耗广为诟病。但是与GeForce GTX TITAN相比,其性能提升了很多倍,但温度普遍低了15度以上,进步还是很大的。