為什么RTX4090的規(guī)格是RTX4070顯卡的將近3倍性能卻只有2倍?

我發(fā)現(xiàn)4090這款顯卡的邊際效應(yīng)相當(dāng)明顯,這一發(fā)現(xiàn)讓我頗感意外。
在GPU這種超大規(guī)模并行計(jì)算領(lǐng)域,最能突顯性能差距的無疑是GPU渲染或計(jì)算能力,因?yàn)檫@類運(yùn)算完全依賴于GPU,幾乎不受其他因素的影響。
我特地從OC渲染的benchmark天梯榜上搜集了40系顯卡的成績數(shù)據(jù)(未開啟RT),并進(jìn)行了深入分析。
這份數(shù)據(jù)結(jié)果真的讓我大吃一驚,4090的渲染性能竟然只比4070高出將近兩倍。要知道,在以往的顯卡評測中,這種情況可是從未出現(xiàn)過的。畢竟,4090的規(guī)模幾乎是4070的三倍,但渲染性能卻只高出兩倍。
我仔細(xì)計(jì)算了相對衰減幅度,并據(jù)此推測,顯存帶寬可能是RTX40系顯卡的一個(gè)主要瓶頸??梢哉f,顯存設(shè)置上的吝嗇可能限制了RTX40系顯卡發(fā)揮出其應(yīng)有的性能。
4060Ti 8G就是一個(gè)典型的例子。盡管它的流處理器數(shù)量比4060多了41.67%,但由于顯存帶寬僅略高于4060,其最終渲染性能的提升幅度也僅有13.6%。
相比之下,4070在流處理器規(guī)模僅比4060Ti多出35.3%的情況下,其渲染性能卻強(qiáng)出了57.56%。這得益于4070的顯存配置——192bit 21Gbps,最終帶寬達(dá)到了504GB/s,比4060Ti的288GB/s高出了75%。
我記得在RTX30系顯卡的時(shí)代,我們在進(jìn)行OC渲染時(shí)并沒有特別關(guān)注顯存帶寬這個(gè)因素。
RTX30系的衰減情況可以說是微乎其微,顯存帶寬問題并沒有那么突出。因此,以前我們在評估GPU渲染性能時(shí),通常會將渲染性能與顯卡規(guī)模直接掛鉤。
再來看一下RTX20系的情況。
在GDDR6顯存還未普及的時(shí)代,只有高端顯卡的衰減情況較為明顯。因此,我們有理由相信,RTX40系高端顯卡的瓶頸已經(jīng)變得相當(dāng)顯著,甚至在GPU渲染用途上已經(jīng)開始出現(xiàn)明顯的性能衰減。
對于RTX4090渲染性能僅有4070兩倍不到這個(gè)問題,我嚴(yán)重懷疑顯存帶寬是一個(gè)重要的制約因素。這可能與GDDR7顯存的缺失有關(guān)。
另一方面,我也對Ada Lovelace架構(gòu)的邊際效應(yīng)問題產(chǎn)生了懷疑。從目前已知的信息來看,Ada Lovelace架構(gòu)相較于30系的Ampere架構(gòu),除了加入了一些新特性(如第四代Tensor Core、第三代RT Core以及光流加速器、大L2等)外,主要就是換用了臺積電4N工藝,擴(kuò)大了規(guī)模并提高了頻率。
然而,AD102核心的流處理器數(shù)量相較于GA102有了巨大的增長,但顯存帶寬卻保持不變,都是1008GB/s。這意味著單個(gè)SM的光柵渲染性能提升可能主要來自于頻率的提高,這可能會導(dǎo)致在超大規(guī)模下GPU的并行效率下降。
也許在下一代GPU中,隨著架構(gòu)的改進(jìn)和GDDR7顯存的采用,我們才能看到這種規(guī)模的GPU應(yīng)有的實(shí)力。
至于游戲方面,由于游戲性能還受到CPU和內(nèi)存等其他因素的影響,因此性能差距可能會進(jìn)一步縮小。
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