一次强大的进化 NVIDIA RTX 2080显卡全解析

    2018年8月20日0点，NVIDIA在德国科隆国际游戏展上举办了GeForce Gaming Event展前发布会，正式发布全新一代的GeForce系列游戏显卡。该显卡采用全新的图灵架构，首次引入GDDR6显存技术以及NVLink多卡互连技术。在命名上也并非之前传闻的GTX 1180，而是全新的RTX 2080显卡。

    与之前的GTX系列不同，新显卡的命名为RTX，选择这个名称的主要原因是RTX强大的实时光线追踪渲染技术，下文我们更详细的与大家分享。

RTX 系列显卡规格对比

    RTX 2080Ti是图灵架构下的首张旗舰级游戏显卡，采用TU102-300A核心，内建4352个CUDA核心，基础频率1350MHz，加速频率1635MHz，功耗为250W。显存方面为11GB GDDR6显存，显存频率14Gbps，显存位宽352bit，616GB/s带宽。

    与RTX 2080Ti同时发布的还有RTX 2080和RTX 2070，其中RTX 2080采用TU-104-400A核心，内建2994个CUDA核心，基础频率1515MHz，加速频率1800MHz，功耗为215W，显存方面采用最新的8GB GDDR6显存，显存频率14Gbps，显存位宽256bit，显存带宽448GB/s。

    RTX 2070则拥有2304个CUDA核心，显卡频率为1410-1710MHz。整体功耗仅为185W。显存上与RTX 2080一致，均为8GB GDDR6显存，显存频率14Gbps，位宽256bit，显存带宽448GB/s。

    细心的网友会发现，在发布会上，NVIDIA公布的售价分别为499美元、699美元以及999美元，而在NVIDIA官网的售价则为599美元、799美元、1199美元。这主要是因为发布会现场NVIDIA给出的是非公版的市场指导价，而NVIDIA官网的售价则是公版显卡，不但具有一定的纪念意义，同时也是限量发行，所以售价会高出一些。

    接下来我们一起了解RTX系列显卡带给我们的全新技术。

一、实时光线追踪

    实时光线追踪是一个复杂的概念，其工作原理简而言之即为利用光源以及光的反射原理，在画面渲染上从被动式变为主动式。我们可以把之前的画面渲染看做是手绘，我们看到一处风景不错，构思好画面后进行绘画，在创作的时候就要考虑到不同光线照射在不同物体、不同角度后产生的不同画面景象，而实时光线追踪更像是一台照相机，创作者无需考虑光线变化所带来的画面的变化，显卡会对这些数据进行计算，并最终呈现出最接近真实状态的图形，对于开发者来说是随时随地随手拍摄就能出现的图像。

    实时光线追踪渲染的英文名称为Ray或者Raytracing，相关算法其实并不新颖，早在很多年前就被提出，但当时的算力只能做到1小时画面模拟出一帧左右的画面，也就是说一小时只能绘出60像素，这样的算力远远无法满足我们的日常体验需求。但现在，NVIDIA图灵架构的RTX 2080/2080Ti做到了。由此可以看出，GTX里的G过去可以看做GeForce或者Game的意思，那么RTX中的R则直接指向Raytracing或Ray。

（左侧RTX关闭的亮度明显不如右侧RTX开启的亮度）

（图片左侧RTX关闭没有任何的反光细节，右侧却可以从车门看到反射的人像）

    在游戏中的这项技术将会让游戏支持实时光线追踪，尤其是在《战地Ⅴ》、《古墓丽影：暗影》等游戏中制造区域阴影、光照反射和环境光等各种特效。这项技术让游戏更加接近电影级的游戏画质。

    在未来，实时光线追踪技术还将在《最终幻想十五》、《绝地求生》等多款游戏中得到应用，相信也会有更多的游戏加入到这个阵营当中，届时游戏画质必将得到一个质的提升。

二、全新图灵架构

    图灵架构是目前NVIDIA公布的最新显卡架构，较上一代帕斯卡架构，图灵架构（Turing）的核心架构规模变大了很多，这样的大核心一个非常明显的优势就是散热更好。同时，图灵架构除了常规的视频解码升级以及L2改进外，最大的改进在于采用了名为RT Core的专用光线追踪处理器，作用在于加速一些主流的光线追踪算法，最快可达到10GigaRays的速度，也就是我们上文提到的专门处理光线追踪的单元。

    图灵架构是一种全新的混合渲染模型，通过光线追踪、计算能力以及AI技术展现着深度学习时代的强大计算能力。将会为设计师与艺术家提供实时的渲染场景，让玩家在游戏过程中感受到逼真的图形效果。

三、更先进的cache和寄存器体系

    全新图灵GPU架构的任务更加丰富，除了传统的游戏渲染之外，还引入了光线追踪和AI，这对Cache和寄存器体系提出了更高的要求，就目前的情报来看，图灵架构必须重设整个寄存器体系，以满足光线追踪运算的要求，另外，根据以往的经验判断，图灵架构必将提供更为强大的Cache体系，这都将为GeForce RTX的渲染效率提供保障。

    因为在新的GPU体系下，GPU每秒计算了更多的数据，这就需要寄存器更快更高效的思考出问题，而Cache则为记忆的存储提供了一个临时的存档点，数据是通过内存-Cache-寄存器，Cache缓存则是为了弥补CPU与内存之间运算速度的差异而设置的的部件。

四、高效的GDDR6显存

    随着Geforce RTX 2080以及RTX 2080Ti显卡详细规格的公布，高速、低电压、低功耗，大容量的GDDR6显存成为关注的焦点。本次Geforce RTX系列采用的是三星打造的GDDR6显存芯片，采用10nm级工艺打造，两个读写通道，引脚带宽提升到18Gbps，速度更快，可达到72GB/s的数据传输速率。

    在电压方面，也从GDDR5的1.55V下降至1.35V，功耗降低35%左右，同时支持8K视频处理、VR、AR以及人工智能等领域。通过降低电压的方式，GDDR6能够实现降低运行功耗的目的，将进一步降低终端产品的能耗。另外，但显存容量上，较GDDR5的单片8GB和16GB（单片容量1GB或2GB），GDDR6可以提升到32GB，也就是单片4GB。

    拿RTX 2080来说，GDDR6搭配256bit位宽的显卡，最大带宽可以达到512GB/s，采用8GB的显存颗粒最大显存容量可以达到32GB。远超目前的GDDR5规格。

RTX 2080可预期的强大游戏性能

    我们在前面提到的四个特点是本次GTX 2080规格公布后的一次技术解析，可以看到，不管是在游戏还是其他图形体验方面，要实现更加真实逼真的游戏体验都需要全新一代的RTX 系列显卡。而在散热方面，此次RTX系列的公版显卡一改往常管理，放弃了涡轮风扇设计，改用与非公版相同的双风扇设计，可以料想到，本次的新卡发热量都将是很大的问题。

    从当前RTX 2080以及RTX 2080Ti公布的产品规格以及售价来看，RTX 2080拥有2944个CUDA核心，较RTX 2080Ti虽然少了三分之一的流处理单元，但售价却仅便宜了400美金的RTX 2080更符合普通游戏玩家更新新显卡的需求。

    而RTX 2080Ti不管是从售价还是产品规格上更适合发烧级游戏玩家的追求。当然，绝大多数玩家也可等待未来即将发布的性能略有下降的RTX 20X0系列其他产品，但不管是哪款产品，都可以说这是NVIDIA在近两年来送给游戏玩家最有诚意的礼物。

    本次新显卡的上线伴随着游戏性能的大幅提升，对于游戏玩家而言，将会在游戏中得到更好的游戏体验，往常只能望而兴叹的游戏或许在未来可以成为可能。对于游戏公司而言，更强性能的游戏显卡上市，意味着更加简单的开发过程，而对于整个游戏市场，游戏显卡的升级换代，将全面提升游戏的画面水平，目前受制于显卡性能的影响，但在未来，165Hz、240Hz以及4K电竞屏幕都将更具有现实的游戏体验意义。

本文编辑：刘国亮

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