大家都知道，距離NVIDIA GeForce RTX 30系顯卡的發(fā)布會(huì)已經(jīng)過(guò)去了將近兩個(gè)月的時(shí)間，各個(gè)品牌的非公版顯卡紛至沓來(lái)，RTX 3080/3090的喧囂剛剛過(guò)去，現(xiàn)在RTX 3070也正式和大家見面了，感興趣的朋友不要錯(cuò)過(guò)了。

70這個(gè)型號(hào)對(duì)于玩家來(lái)說(shuō)有著非常大的魔力，乃至發(fā)布會(huì)中黃仁勛都親口說(shuō)道“70一直以來(lái)都是最受歡迎的型號(hào)，不管是970、1070還是2070”。

而這并不是毫無(wú)根據(jù)，以此次的RTX 3070為例，相比旗艦級(jí)產(chǎn)品RTX 3080的5499元售價(jià)，RTX 3070只要3899元，價(jià)格便宜1600元，但性能屬于中高端行列，根據(jù)NVIDIA官方的描述，RTX 3070的性能甚至要比RTX 2080Ti還要強(qiáng)上一點(diǎn)。

NVIDIA GeForce RTX 3070

通過(guò)NVIDIA Ampere架構(gòu)所帶來(lái)的性能暴漲，究竟能不能讓昔日的萬(wàn)元卡皇黯然失色，下面為大家?guī)?lái)NVIDIA GeForce RTX 3070 Founders Edition版顯卡的首發(fā)評(píng)測(cè)。

01 NVIDIA GeForce RTX 3070 外觀

首先來(lái)看GeForce RTX 3070顯卡的外觀，相比一同發(fā)布的另外兩兄弟，RTX 3070要小巧不少，長(zhǎng)寬比給人非常舒服的感覺(jué)。

在外包裝上，一向是NV的極簡(jiǎn)風(fēng)格，方方正正的硬紙盒子，主色調(diào)以黑色為主，輔以玫瑰金色紋路，與RTX 3080相同。

NVIDIA GeForce RTX 3070

RTX 3070的整體外觀相較RTX 3080的差別還是比較大的，在之前的評(píng)測(cè)中我們講過(guò)RTX 3080采用了一前一后的風(fēng)扇散熱設(shè)計(jì)，顯卡尾部的風(fēng)扇主動(dòng)將熱氣排至上方再由整體的散熱系統(tǒng)排出。

NVIDIA GeForce RTX 3070背板外露的散熱鰭片

雖然RTX 3070正面的設(shè)計(jì)與上一代相同，但背面其實(shí)另有玄機(jī)。這款顯卡依舊采用了超高密度的PCB板設(shè)計(jì)。

NVIDIA GeForce RTX 3070

相比RTX 3080的推拉式散熱，RTX 3070采用推式風(fēng)扇設(shè)計(jì)，顯卡前端的風(fēng)扇將熱空氣從機(jī)箱背部支架排出；顯卡尾部直接由正面導(dǎo)流罩和大量的外露散熱鰭片組成，形成中空狀態(tài)，風(fēng)扇依舊會(huì)將熱氣通過(guò)散熱鰭片向上排出。根據(jù)官方的說(shuō)法，與公版的RTX 2070相比，RTX 3070流式系統(tǒng)的靜音提高16dBA，散熱性能提升44%。

NVIDIA GeForce RTX 3070供電接口

NVIDIA GeForce RTX 3070電源轉(zhuǎn)接線

除此之外的一些細(xì)節(jié)部分，側(cè)面的GeForce RTX logo取消了LED燈，改為噴涂印刷。供電接口還是熟悉的單12pin，不過(guò)轉(zhuǎn)接線卻有些許不同，由于RTX 3070的功耗更小，采用了12pin轉(zhuǎn)8pin。所以對(duì)于大部分玩家來(lái)說(shuō)，意味著可以不用大動(dòng)干戈換電源，直接升級(jí)顯卡。

NVIDIA GeForce RTX 3070視頻輸出接口

在視頻輸出接口上，RTX 3070采用DP1.4a*3 + HDMI 2.1的4接口，同樣可支持單線8K的視頻輸出。

NVIDIA GeForce RTX 3070

單從外觀來(lái)講，個(gè)人認(rèn)為RTX 3070沒(méi)有RTX 3080好看，但整體工藝同樣精致，只有電源的轉(zhuǎn)接線依然略有瑕疵，由于線材比較硬，從“雙馬尾”成了現(xiàn)在的“一柱擎天”，不過(guò)RTX 3070側(cè)面的logo并不發(fā)光，所以倒也不是很顯眼。

02 NVIDIA Ampere下的RTX 3070

NVIDIA GeForce RTX 3070同樣采用了NVIDIA Ampere架構(gòu)，我們首先來(lái)看一下RTX 3070的提升。

第一代RTX架構(gòu) Turing下的2070

第二代RTX架構(gòu) Ampere下的3070

相較于初代的Turing RTX架構(gòu)，NVIDIA Ampere架構(gòu)在算力上有著成倍的增長(zhǎng)，這一點(diǎn)在RTX 3070中依舊有體現(xiàn)，每個(gè)時(shí)鐘執(zhí)行2次著色器運(yùn)算，而Turing為1次，RTX 3070的著色器性能達(dá)到20.3 TFLOPS單精度性能，而Turing為7.9 TFLOPS。

NVIDIA Ampere架構(gòu)翻倍了光線與三角形的相交吞吐量，RT Core達(dá)到39.7 RT TFLOPS，而Turing為23.8 RT TFLOPS。

全新的Tensor Core可自動(dòng)識(shí)別并消除不太重要的DNN權(quán)重，處理稀疏網(wǎng)絡(luò)的速率是Turing的兩倍，算力高達(dá)162.6 Tensor TFLOPS，而Turing為60.3 Tensor TFLOPS。

NVIDIA GeForce RTX 3070的GPU核心擁有174億個(gè)晶體管，392平方毫米的面積，基于三星的8nm NVIDIA定制工藝，另外在RTX 3070中我們都知道仍然采用了GDDR6顯存，不過(guò)不同于RTX 3080的Micron，RTX 3070采用了三星的GDDR6顯存。

我們?cè)诎l(fā)布會(huì)中經(jīng)常聽到性能翻倍的說(shuō)法，其實(shí)是因?yàn)楸敬蜰VIDIA Ampere的SM在Turing基礎(chǔ)上增加了一倍的FP32運(yùn)算單元，這就使得每個(gè)SM的FP32運(yùn)算單元數(shù)量提高了一倍，同時(shí)吞吐量也就變?yōu)榱艘槐丁?/p>

而通常我們計(jì)算顯卡的CUDA數(shù)量，并不是把SM中的所有單元加起來(lái)計(jì)數(shù)，而是只統(tǒng)計(jì)FP32單元的數(shù)量，所以這樣一來(lái)，SM中的【FP32 : INT32】 從 1:1 變?yōu)?2:1。

RTX 3070共有5888個(gè)CUDA，其實(shí)它只有2944個(gè)INT32單元，但由于內(nèi)部的FP32數(shù)量翻了一倍，所以最終實(shí)現(xiàn)了5888這個(gè)驚人的數(shù)字。

而這樣粗暴的提升CUDA數(shù)量對(duì)于游戲有幫助嗎？答案是有，不僅有提升還很大。其實(shí)通常在游戲中浮點(diǎn)運(yùn)算相比整數(shù)計(jì)算要常用的多，圖形、算法以及各種計(jì)算操作中著色器工作負(fù)載通常需要混合使用FP32算數(shù)指令，而FP32的加速也有助于光線追蹤降噪著色器。

光追工作原理示意

在此次的NVIDIA Ampere架構(gòu)中，NVIDIA官方宣布為第二代RT Core，它和第一代有什么不同呢。首先要知道RT Core的工作原理是，著色器發(fā)出光線追蹤的請(qǐng)求，交給RT Core來(lái)處理，它將進(jìn)行兩種測(cè)試，分別為邊界交叉測(cè)試（Box Intersection testing）和三角形交叉測(cè)試（Triangle Intersection testing）。基于BVH算法來(lái)判斷，如果是方形，那么就返回縮小范圍繼續(xù)測(cè)試，如果是三角形，則反饋結(jié)果進(jìn)行渲染。

而光線追蹤最耗時(shí)的正是求交計(jì)算，因此，要提升光線追蹤性能，主要是對(duì)兩種求交（BVH/三角形求交）進(jìn)行加速。

RT Core的變化

在Turing的RT Core中，可以每個(gè)周期完成5次BVH遍歷、4次BVH求交以及一次三角形求交，在第二代RT Core 里，NVIDIA增加了一個(gè)新的三角形位置插值模塊以及一個(gè)的額外的三角形求交模塊，這樣做的目的是為了提升諸如運(yùn)動(dòng)模糊特效時(shí)候的光線追蹤性能。

運(yùn)動(dòng)模糊渲染原理

第二代RT Core可以讓光線追蹤與著色同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)行的光線追蹤越多，加速就越快，它將光線相交的處理性能提升了一倍，在渲染有動(dòng)態(tài)模糊的影像時(shí)，按照NVIDIA自己的實(shí)測(cè)，比Turing快8倍。

稀疏深度學(xué)習(xí)

除了光線追蹤的強(qiáng)化，Ampere架構(gòu)的Tensor Core也得到了極大地加強(qiáng)，在第三代Tensor Core中，NVIDIA引入了稀疏化加速，可自動(dòng)識(shí)別并消除不太重要的DNN（深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）權(quán)重，同時(shí)依然能保持不錯(cuò)的精度。

首先原始的密集矩陣會(huì)經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，刪除掉稀疏矩陣，再經(jīng)過(guò)訓(xùn)練稀疏矩陣，從而實(shí)現(xiàn)稀疏優(yōu)化，進(jìn)而提高Tensor Core的性能。

與此次RTX 30系顯卡一同發(fā)布的還有一項(xiàng)新技術(shù)——RTX IO。目前很多游戲動(dòng)輒幾十G甚至百G的安裝空間，對(duì)于存儲(chǔ)空間的負(fù)擔(dān)暫且不提，但存放在硬盤中的數(shù)據(jù)，如果顯卡想要讀取到，需要先由CPU從硬盤中讀取壓縮過(guò)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)解壓縮再發(fā)送到顯存中。

雖然隨著NVMe SSD的推出，讀取速度相較機(jī)械硬盤能夠快20倍，但受制于傳統(tǒng)I/O限制，NVMe高達(dá)7GB/秒的高速讀寫對(duì)于CPU是極大的負(fù)擔(dān)。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換

在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)占用多個(gè)CPU核心，壓力急劇增大，占用較多的內(nèi)存，而此時(shí)其實(shí)GPU是處于閑置狀態(tài)的。RTX IO的作用就是越過(guò)CPU解壓再傳輸數(shù)據(jù)這一步，直接從PCIE總線讀取硬盤上經(jīng)過(guò)壓縮的數(shù)據(jù)，并且完成無(wú)損GPU解壓，降低CPU占用，變向提升了性能。

RTX IO可以極大解放CPU負(fù)擔(dān)

當(dāng)然這項(xiàng)技術(shù)作為系統(tǒng)底層的運(yùn)行方式改變，還需要借助微軟發(fā)布的DirectStorage來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于目前容量的游戲來(lái)說(shuō)，RTX IO的改善效果有限，但假以時(shí)日等游戲容量上百G成為常態(tài)的時(shí)候，這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)發(fā)揮巨大的功效。

同時(shí)搭配新增的HDMI2.1接口，可以支持單線8K的視頻輸出，而上一代HDMI2.0僅支持4K 98Hz的視頻輸出，如果想要連接8K電視，則需要更多的線纜支持。

03 3DMARK 理論性能測(cè)試

首先介紹一下測(cè)試平臺(tái)，為了保證此次評(píng)測(cè)能夠發(fā)揮RTX 3070顯卡的最佳性能，主板和CPU采用了目前桌面旗艦級(jí)配置，具體如下。

在測(cè)試成績(jī)上，基準(zhǔn)測(cè)試采用3DMARK，游戲性能測(cè)試使用游戲自帶Benchmark，同時(shí)為了減小誤差，每項(xiàng)測(cè)試成績(jī)均測(cè)試3遍取平均值。

GPU-Z參數(shù)

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