最無爭議的老大哥：NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡首發評測

這兩年對於遊戲玩家來說顯然是不太正常的，自從上一代英偉達推出RTX 30系顯示卡之後，各大玩家都飽受礦潮之苦，從2020年一直到2022年哪些看起來效能十足且極具價效比的30系顯示卡與大家徹底無緣，有的只是那些價格高的離譜的礦卡，讓眾多玩家望塵莫及。而到了2022年，經過礦潮摧殘的玩家們亟需效能強勁的新一代顯示卡來提升士氣，這時作為顯示卡領域執牛耳的英偉達就適時地帶來了RTX 40系顯示卡，藉助全新的架構與製程為消費者帶來極其強勁的效能。

只是在公佈RTX 40系顯示卡的規格之後，RTX 40系顯示卡的建議零售價著實讓玩家們議論紛紛，不過這種爭議似乎與RTX 4090顯示卡無關，即使從英偉達官方公佈的效能來看，RTX 4090顯示卡的效能也無疑可以坐穩卡皇的寶座。現在就讓我們一起來感受一下老大哥顯示卡帶來的強大實力。

Ada Lovelace架構解析

在《英偉達RTX 40系顯示卡解析：出色工藝帶來出色效能，DLSS 3是殺手鐧》中，我們對英偉達全新的Ada Lovelace架構進行了一定的介紹，在這裡我們會繼續為大家帶來關於Ada Lovelace架構的幾個重點特徵。

急劇膨脹的規格

從GPU的架構圖來看，AD102與GA102之間並沒有太大的區別，一個計算單元內包括FP32計算單元，FP32與INT32共享的計算單元以及第四代Tensor Core，同時也包括第三代的RT計算單元，讓深度學習以及光追更加高效。

得益於更加出色的工藝，AD102最高擁有12個圖形處理叢集，從而使得計算單元從84個飛躍至144個（GA102擁有7個圖形處理叢集），從而使得CUDA的數量達到了18432顆，並且光追單元從84個提升至144個，深度學習單元從336個提升至576個，頻率也從1。9GHz提升至2。5GHz，而這一切共同組成了擁有763億顆電晶體的GA102。

除此之外，為了讓資料處理更加地具有效率，同時提升過載情況下的資料命中率，這一次英偉達大幅提升了L2快取，在GA102中的L2快取為6MiB，而到了AD102則飛躍至96MiB，從而提升在光追條件下的效能表現。這種加大快取的行為已經在CPU上得以實現，例如AMD推出的擁有超大快取的Ryzen 7 5800X3D處理器實現遊戲效能的提升。

不過有得有失，在大幅提升L2快取的情況下，這一次英偉達去掉了NVLINK傳輸通道，從而讓多卡並行成為了歷史。從SLI一直到NVLINK，最終在RTX 40上，多卡並行落下了帷幕，當然這也和飛速提升的單卡效能有著密切的關係。

高度定製的TSMC 4N工藝

AD102擁有的高達763億顆電晶體實在是讓人感到咋舌，而假如沒有優秀的工藝，那麼擁有如此龐大電晶體的晶片在全速執行時勢必會引發巨大的熱量，而英偉達RTX 30系所採用的三星8N製程工藝的前車之鑑相信大家都聊熟於心。

這一次英偉達採用了TSMC 4N NVIDIA定製工藝，也正因為採用了這項工藝，才讓763億顆電晶體塞進與上代相差不大的晶片中成為了可能，並且GPU的頻率也大幅提升，2。5GHz只是正常水平，而在實際執行時候可以達到2。76GHz，英偉達也表示RTX 4090的每瓦效能可以達到RTX 3090的兩倍。

第二代硬體光流加速器

過去得益於光線追蹤技術，讓遊戲畫面愈發顯得真實，然而帶來的副作用就是遊戲效能的急劇下降。在早期光線追蹤中，遊戲效能已經可以下降33-50%，而當時遊戲廠商對於光線追蹤的應用還處於早期階段，例如《戰地5》中，每畫素的光追操作達到了39個，而到了《賽博朋克2077》的最新更新中，光追操作更是達到了655個。業界也迫切需要全新的技術來提升在遊戲幀率，從而確保畫面不太損失的前提下獲得足夠的幀率。

此時英偉達推出了DLSS功能也就是深度學習超級取樣技術，這項技術簡單來說藉助英偉達的超級計算機不斷訓練AI模型，而讓本地的顯示卡在實際遊戲渲染的時候進行較低解析度的渲染，而藉助AI再還原成較高的解析度輸出顯示，這樣做的好處就是可以有效地提升遊戲的幀率，即使是高解析度下也能獲得可觀的幀率。

而到了新一代的遊戲，光線追蹤技術的再一次進步讓顯示卡迎來的新的挑戰，這時候就需要新一代的DLSS技術，而DLSS 3便在這種情況下應運而生。首先英偉達在RTX 40系顯示卡中加入了改進的光流加速器，藉助這項計算單元可以實現對於遊戲幀畫面的實時推演，並且提取其中的影象光流資訊，並且同時參考遊戲引擎中的運動向量資訊藉助AI生成新的中間幀，此外借助插幀以及超解析度，讓RTX 40系顯示卡只要傳統1/8的渲染量即可實現幾乎相同的畫面輸出，從而讓GPU的傳統影象渲染引擎得到極大的效能釋放，遊戲幀率得到巨大的提升。

當然插幀帶來的弊端就是加大了渲染佇列，提高了遊戲的輸出延遲，對此英偉達採用了NVIDIA Reflex來降低遊戲的延遲。可以說得益於大幅提升的電晶體數量，讓Ada架構可以實現更多的功能，也讓遊戲廠商得以擁有更多資源去開發自家的遊戲，使4K@144Hz這樣的顯示器擁有更多的用武之地。

規格引數

今年NVIDIA推出了三款不同的顯示卡，包括GeForce RTX 4090、GeForce RTX 4080 16GB以及GeForce RTX 4080 12GB三個型號，其中GeForce RTX 4090最受消費者的關注，而這一次也是這款卡皇率先與大家見面。

NVIDIA GeForce RTX 4090顯示卡基於AD102核心，擁有16384顆流處理器，512個紋理單元以及176個光柵單元，畫素填充率達到了每秒4435億，而紋理填充率則是12。9萬億。此外搭載24GB的GDDR6X視訊記憶體，視訊記憶體位寬384Bit，頻寬也達到了1。008TB/s。其他引數方面，NVIDIA GeForce RTX 4090顯示卡的核心頻率為2235MHz，Boost頻率為2520MHz，視訊記憶體頻率1313MHz，等效21Gbps的速度。Tensor Core也增加了FP8計算單元，增加了顯示卡的推理效能。

可以看到的是NVIDIA GeForce RTX 4090顯示卡在流處理器以及單精度效能上相比較上一代有著巨大的提升，從而在遊戲效能上更加出色。當然擁有16384顆流處理器的RTX 4090顯示卡距離18432顆還有比較大的距離，看起來未來還會有Super、Ti等型號出來，從而進一步壓榨AD102這顆核心。

外觀

我們接著來看一下NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡。值得一提的是，本次NVIDIA將限量推出GeForce RTX 4090 FE版，於北京時間10月12日晚9點在京東首發上市，旨在為鍾愛FE版設計的發燒級玩家帶來無與倫比的體驗。屆時玩家可以選購來自NVIDIA FE版和來自頂級顯示卡供應商的RTX 4090 GPU標頻版和超頻版。

NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡給人的最大感受就是一個字大，給人以壓迫眾生的感覺。整卡的長度達到了304×137×61mm，官方表示搭配這款顯示卡的電源功率應該為850W，不過基於銳龍9 5900X處理器。要是搭載英特爾12代酷睿處理器或者是銳龍7000系列處理器，那麼實際的電源需求應該更大，準備1000W電源較為保險。

NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡除了龐大的身軀之外，在外觀設計上與上代相差不大，繼承了金屬風，整體展現出的是一種精緻感。當然為了提供更好的散熱，NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡的風扇尺寸也有所增加，官方表示最高可以提供大約20%的風量，從而提供更高的散熱。

而在NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡的背部，官方仍然準備了螺絲孔，這種設計主要為工作室或者從事高效能計算的消費者使用，當然或許是上代裸露的螺絲孔不太雅觀，這一次官方準備了磁吸式貼片，從而增加了顯示卡的整體感。

而在輔助供電上，NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡採用了12+4Pin的供電設計，其中12Pin負責供電，預設條件下可以提供450W的電源輸出，而4Pin則負責訊號傳輸，如果說監測到需要更高的電源功率，那麼12+4Pin的組合最高可以獲得600W的供電，加上PCIe的供電，足夠一款顯示卡穩定地執行。官方也配備了4X8Pin的轉接線，當然現在ATX 3。0的電源越來越多，如果使用原生的PCIe 5。0電源線，可以讓機箱內部的電源線顯得更加整潔。

在介面上，NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡採用四個介面，包括三個DP1。4a介面以及一個HDMI 2。1介面，這一次官方並沒有採用DP 2。0介面，實屬有點意外。NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡還是極具精緻感，不過龐大的體積對於機箱提出了更高的要求，特別是ITX機箱，不一定能夠請進這位大神安穩入座。

硬體配置

NVIDIA GeForce RTX 4090公版顯示卡顯然是一款極其強悍的顯示卡，因此在硬體配置上也不敢怠慢，為此我們選擇了Intel Core i9-12900K處理器，這也是目前遊戲效能最為出色的顯示卡之一，此外主機板採用了ROG的Z690 Hero主機板，記憶體則是英睿達的DDR5記憶體，總容量達到了64GB，除此之外，我們也選用了WD_BLACK SN850以及WD_BLACK SN770兩款PCIe 4。0 SSD，從而最大程度地減少系統的瓶頸。

此外我們也搭載Window 11 22H2系統，在驅動選擇上，我們採用的是NVIDIA的GeForce 521。90測試驅動，未來關於GeForce RTX 4090顯示卡的效能表現將會隨著驅動的變動而有所調整。我們也拿出了GeForce RTX 3080 Ti顯示卡作為本次的對比顯示卡。

效能表現

理論效能

作為圖形理論測試的首選，3DMark自然是最為流行的測試軟體，透過FireStrike、TimeSpy以及Royal Port分別測試顯示卡在DX11、DX12以及光追效能，自然我們也使用3DMark測試了NVIDIA GeForce RTX 4090的理論成績。

在3DMark的測試中，擁有更強規格的GeForce RTX 4090顯示卡在3DMark的理論測試中擁有遠超RTX 3080 Ti的成績，平均領先幅度達到了84%，其中FireStrike Extreme的領先幅度僅有51%，TimeSpy為78%，而其他三項成績幾乎都是翻倍。很明顯是因為CPU限制了GeForce RTX 4090顯示卡在2K解析度下取得更高的分數。

除了3DMark之外，我們也測試了在V-Ray這款渲染軟體下的效能表現對比，相比較3DMark，V-Ray更能壓榨顯示卡的效能，畢竟是一款生產力工具，而GeForce RTX 4090在效能上相比較RTX 4080顯示卡翻倍。

遊戲效能測試

看完了3DMark的理論測試，相信大家對於GeForce RTX 4090的實際遊戲測試也十分地感興趣，當然理論測試只能說明顯示卡的理論圖形效能，在實際遊戲下，由於最佳化的區別，實際的遊戲效能差距會更大或者更小。如今光追遊戲是越來越多，因此我們這一次直接將遊戲分為傳統光柵化遊戲以及光追遊戲進行對比測試，此外考慮到GeForce RTX 4090的定位，我們均開啟全特效，同時關閉DLSS，看看在重壓條件下顯示卡的效能表現。

光柵化遊戲

在傳統的光柵化遊戲中，GeForce RTX 4090相比較RTX 3080 Ti效能提升幅度大約在57%，其中《巫師3》遊戲提升幅度最高，提升幅度為90%，還是相當給力的。畢竟目前大部分發燒級遊戲玩家採用的是4K解析度的顯示器，而且已經有相當多的4K@144Hz的電競顯示器問世，藉助GeForce RTX 4090強大的效能，即使是不開啟DLSS這樣的黑科技也可以達到144幀的速率。

而在2K解析度下，GeForce RTX 4090的平均領先幅度在50%，實際上對於GeForce RTX 4090這樣的顯示卡來說，2K解析度已經完全不夠用，甚至部分遊戲像《APEX》撞上了幀數牆，並且GPU功耗也有所浮動，甚至GPU佔用率也並非達到99%，可見此時CPU已經出現了瓶頸，這在以往的測試中十分地少見。應該來說GPU再一次走到了CPU的前面。

光追遊戲

相比較傳統的光柵化遊戲，由於搭載了新一代的光追計算單元，因此GeForce RTX 4090在光追遊戲中的表現遠超光柵化遊戲，相比較GeForce RTX 3080 Ti來說提升幅度也更大，平均提升幅度達到了88%，其中像《殺手3》、《邊境》、《賽博朋克2077》等重壓遊戲更是可以擁有超過100%的效能提升。不過我們也可以看到像《光明記憶》、《賽博朋克2077》在開啟全光追特效之後，即使是GeForce RTX 4090也感到十分地吃力，幀率表現也勉強可玩，這時候就要DLSS出馬了。

而在2K解析度的測試中，GeForce RTX 4090同樣出現了CPU瓶頸，特別是《德軍總部：新血脈》以及《Far Cry 6》這兩款遊戲，在2K解析度下的表現與4K相差不大，只能說或許是Vulkan API的渲染機制問題以及育碧的祖傳最佳化，導致GeForce RTX 4090完全沒有發揮實力。當然扣除這兩個異常的遊戲成績，GeForce RTX 4090相比較RTX 3080 Ti提升幅度在75%左右。

透過上述的遊戲對比，GeForce RTX 4090在光追以及4K解析度下能夠取得更加出色的成績表現，越高壓表現越出色，而在2K解析度下，實際提升幅度就沒有4K這麼大，這是由於除了GPU之外，包括CPU、記憶體頻率以及頻寬已經成為了制約顯示卡發揮全力的幾個原因。

DLSS 3

在RTX 40系顯示卡中，除了傳統的遊戲效能表現之外，最大的特色就是獨佔的DLSS 3技術，這項技術藉助RTX 40系顯示卡內建的光流處理器實現遊戲幀畫面的模擬和插幀，從而大幅提升遊戲的幀率，並且在4K解析度下，實際遊戲畫面也沒有什麼損失，基本上難以分辨，可以說是為今後8K解析度所準備的一項技術，那麼英偉達DLSS 3的效能究竟如何？它和DLSS 2相比，效能究竟提升有多少？

由於目前DLSS 3的遊戲和應用要在40系顯示卡上市之後才陸續正式釋出，因此我們基於幾款遊戲以及軟體的測試版進行測試，實際體驗與正式版或許有一定的出入。其中包括用於DLSS 3測試的Demo以及數款遊戲。

我們以目前支援DLSS 3的《逆水寒》以及《賽博朋克2077》為例，看看DLSS 3是怎麼進行設定的，可以看到在新版的DLSS設定中，包括了NVIDIA DLSS、DLSS Frame Generation、DLSS Super Generation和DLSS銳化的設定，此外《逆水寒》不僅提供全測試場景的路徑追蹤實現全景光線追蹤，還提供了NVIDIA Reflex的設定。其中DLSS Super Resolution就是目前的DLSS 2，包括自動、效能、質量、超級效能等選項，而DLSS Frame Generation則是DLSS 3的開關。也就是說即使你購買了GeForce RTX 4090這樣的RTX 40系顯示卡，那麼也可以開啟DLSS 2以獲得更低的渲染延遲。

考慮到DLSS 3透過插幀實現幀率上升，因此無疑會增加渲染延遲，因此絕大部分的遊戲測試中，DLSS 3均與NVIDIA Reflex繫結，只要開啟DLSS 3，那麼NVIDIA Reflex預設便是開啟的狀態。

首先是DLSS 3的畫質，從原理上，DLSS 3基於光流計算獲取幀資訊，利用AI來繪製出相應的圖片進行插幀，因此其畫質與DLSS 2相差不大。此外經過遊戲廠商這幾年的開發，在4K與最高畫質下，DLSS 2已經可以讓畫質損失達到可以接受的程度，透過上述的對比圖便可以看到，三者之間的差距幾乎可以忽略不計，當然三者的遊戲幀率相差比較大。

在《逆水寒》的一段可以媲美CG電影的全景光追Demo中，我們可以比較明顯地發現DLSS 3與原生4K解析度之間的區別。由於DLSS會對畫面進行銳化處理，因此地板的紋理是DLSS 3更加清晰，而在亭子後面的欄杆處，DLSS 3已經出現了欄杆畫面碎裂的情況，遠景也比原生4K更加模糊。當然像《逆水寒》這樣的Demo，更像是對於遊戲特效的一次炫技。

那麼DLSS 3對於效能提升究竟達到怎樣的程度，首先是基於GeForce RTX 4090下開啟DLSS 3與否的效能對比。可以看到在重壓條件下，即使是像GeForce RTX 4090這樣的卡皇，在執行《逆水寒》這樣的遊戲也是壓力巨大，僅有17幀，這裡的逆水寒為全景光追Demo，實時渲染對於GPU的壓力達到了讓人咂舌的地步，不過畫質也可以媲美CG級電影，而開啟DLSS 3之後，幾款遊戲的幀率有著巨大的提升，平均幅度在300%左右，而《逆水寒》更是可以達到4。94倍，可以說DLSS 3帶來的幀率提升極其明顯。

當然我們也測試了GeForce RTX 4090開啟DLSS 3與GeForce RTX 3080 Ti開啟DLSS 2下的幀率表現，以及GeForce RTX 4090在開啟DLSS 3與DLSS 2之間的幀率差別。在雙方開啟效能DLSS的前提下，GeForce RTX 4090的平均幀率是GeForce RTX 3080 Ti的2。62倍，而GeForce RTX 4090開啟DLSS 3相比較DLSS 2，平均幀率也提升了42。7%，提升幅度還是相當給力。

從原理上說，DLSS 3藉助AI模擬與插幀實現遊戲幀率的提升，那麼不可避免地會增加影象渲染佇列，進而增加時延，那麼DLSS 3除了會大幅提升遊戲幀率之外，對於遊戲的時延影響究竟有多深？對此我們使用《Lyra》進行測試，透過FrameView檢視遊戲的實時時延。

透過對比可以發現，在關閉DLSS下，由於遊戲幀率的限制，影象渲染延遲已經達到了63。87ms，而在開啟DLSS 2下，影象渲染延遲大幅下降，達到了30。46ms。而在開啟DLSS 3的前提下，影象渲染延遲快速提升至51。76ms，當開啟Reflex PlusBoost下，遊戲渲染延遲與DLSS 2相差不大，為32。44ms，當然最低的還是DLSS 2開啟Reflex，延遲僅為17ms上下。因此藉助NVIDIA Reflex，即使開啟DLSS 3，遊戲的延遲也可以與DLSS 2相提並論。當然如果說你是一名電競玩家，希望獲得最低的延遲，那麼開啟DLSS 2和NVIDIA Reflex是最佳的選擇，畢竟GeForce RTX 4090應付電競遊戲沒有絲毫壓力。

目前， DLSS 3已經得到了許多全球領先遊戲開發者的支援， 其中《超級人類》、《生死輪迴》、《逆水寒》“拂雲庭“、《微軟模擬飛行》以及《瘟疫傳說：安魂曲》將會在第一時間增加對於DLSS 3的支援，總計超過35款遊戲和應用宣佈即將支援該技術，包括《賽博朋克2077》、《光明記憶： 無限》、《黑神話： 悟空》、《漫威蜘蛛俠： 重製版》等3A大作。

功耗和溫度

在實際測試中，我們經常會遇到一種情況，那就是遊戲玩著玩著效能大幅下降，這是由於顯示卡散熱不盡如人意所導致的GPU降頻，因此一款顯示卡散熱的好壞同樣會影響到實際的顯示卡效能發揮。而這一代為了應對AD102全速執行時候的巨大熱量，英偉達對GeForce RTX 4090顯示卡的散熱器進行了最佳化和改良，包括增加了進風量，從而使散熱效能得到巨大的提升，當然體積也變得更加碩大，那麼這一代的公版顯示卡在散熱表現上是否有比較大的提升，顯示卡功耗究竟如何？我們使用3DMark TimeSpy Extreme壓力測試，同時使用FrameView以及GPU-Z等軟體記錄GPU的溫度。

得益於全面改良的散熱器，GeForce RTX 4090公版顯示卡這一次的散熱表現十分地出色，GPU的最高溫度僅在68度左右，遠勝於上一代公版的83攝氏度，之前有一種猜測是全新的散熱器可以承受600W左右的TGP，自然對450W的GeForce RTX 4090來說是小菜一碟。而在功耗方面，儘管GeForce RTX 4090的TGP為450W，但是實際測試其功耗基本上在400-410W之間浮動，僅有最高功耗能夠觸及415W上下，距離官方的450W的TGP還有很大的一段距離，這其中一個重要的原因在於此時的系統已經出現了瓶頸，因此無法壓榨顯示卡的所有效能。

超頻

在實際測試中，我們發現儘管Boost頻率為2520MHz，但是顯示卡的實際頻率卻可以輕而易舉地超過2700MHz，全速執行下的頻率也達到了2760MHz。可見這一代臺積電4nm工藝的強大，當然我們也希望藉助超頻工具，看看在超頻條件下，這塊GeForce RTX 4090顯示卡能夠達到怎樣的頻率。

經過簡單的超頻，GeForce RTX 4090顯示卡的頻率可以達到3060MHz，此時TineSpy Extreme的跑分可以達到20386分，比默頻成績提升了5%，此時顯示卡的功耗也達到了420-430W。臺積電4nm工藝也讓這顆處理器有著比較出色的超頻效能。

總結：當之無愧的顯示卡老大哥

作為礦潮之後誕生的新一代顯示卡，RTX 40系註定是充滿爭議的，尤其是顯示卡的定價更是如此。尤其是礦難導致顯示卡價格雪崩，讓消費者在選購新顯示卡的時候勢必要反覆挑選，最終選擇適合自己的顯示卡。當然這種糾結的選擇對於GeForce RTX 4090顯示卡這樣的卡皇來說並不存在，因為它的效能實在是過於強大，基於AD102核心的GeForce RTX 4090顯示卡憑藉著暴力的流處理器堆疊，無論是光柵遊戲還是光追遊戲，相比較上一代均有極其明顯的效能提升，平均幅度也達到了65-80%。

更不用說DLSS 3這樣的黑科技，讓GeForce RTX 4090顯示卡的遊戲表現達到了新的高度，即使面對全景光追的遊戲也絲毫不怵，再加上AV1編解碼等技術的加持，GeForce RTX 4090顯示卡也極具生產力，可以說是一款不折不扣的卡皇。

此外這一代公版顯示卡在散熱上也進行了大幅的最佳化，愈發出色的散熱器讓公版顯示卡也可以獲得與非公版顯示卡相差不大的散熱表現，解決了發燒級玩家的一個痛點，再加上12999元的售價以及NVIDIA信仰的加成，今年的公版顯示卡可謂是價效比十足。更為重要的是，今年NVIDIA將會在國內開賣這塊公版顯示卡，大家在以原價購買這款顯示卡的同時，還可以享受應有的保修政策。

當然這個世界上也沒有完美的產品，GeForce RTX 4090顯示卡也不例外，其龐大的體積對於ITX玩家來說似乎是一個噩夢，甚至部分MAT機箱也因為長度的原因與這代的旗艦顯示卡告別。對於這類使用者來說，選擇中塔乃至全塔式機箱，或者購買相對小巧的水冷顯示卡，或許是一個更加理智的選擇。