360mm液冷榨干GPU性能 七彩虹RTX 4090水神评测

就在昨天,NVIDIA正式对自家的RTX 4090显卡性能进行了解禁,我们也是第一时间发布了《4倍3090Ti性能所言不虚?RTX 4090显卡游民首测》一文,相家对于RTX 4090显卡的技术特点已经有一个比较直观的认识了吧。

但是,昨天解禁的毕竟是公版性能,意味着整个RTX 4090系列里边最基础的性能表现。那么作为频率高于公版的OC版显卡,它的性能又会如何?与上代旗舰RTX 3090 Ti以及友商旗舰RX 6950 XT相比,又有多大的性能区别?

我们也是收到了来自七彩虹的iGame GeForce RTX 4090 Neptune OC(下简称iGame RTX 4090水神)显卡,在非公版的解禁的第一时间,我们找了10款自带BenchmarK.光追游戏来给大家带来直观的性能测试。

本次测试会以开光追+DL.S和开光追关闭DLSS进行对比,不过由于友商RX 6950XT并不支持DLSS技术,所以仅参与开光追关闭DLSS测试。这几款显卡之间的性能又会有多大的区别?就让我们一起来看下吧!

产品架构解析:

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按照惯例我们还是先上产品相关型号对比表,以便大家对这款显卡和上代旗舰RTX 3090 Ti以及对位产品(AD102-300对GA102-300)RTX 3090的参数方面有一个直观的了解。

值得一提的是,RTX 3090 Ti的L1缓存为10.5MB.L2缓存为6MB。RTX 4090的L1缓存则是16MB,L2缓存则是72MB。不仅是L1缓存提升了一半以上,在L2缓存方面,RTX 4090也比上一代旗舰整整翻了16倍。

此外,除了工艺制程带来的晶体管增多之外,在技术方面,RTX 4090使用了第四代Tensor核心和第三代RT核心,都较RTX 30系列显卡提升了一个档次。

本次测试主角七彩虹RTX 4090水神OC显卡与上代旗舰RTX 3090 Ti和友商旗舰的GPU-Z对比。

在核心架构方面,本次的Ada架构完整核心拥有12个GPC单元,每个GPC单元中最多包含6个TPC以及12条SM簇。合计144条SM簇。

而RTX 4090仅启用了11个GPC单元,且其中的2个GPC单元仅各启用了5个TPC和10条SM簇。合计128条SM簇。

由于每条SM簇中含有128个流处理器,所以RTX 4090距离完整的Ada核心还有16条SM簇/2048个流处理器的差距。

当然,完整的Ada架构拥有18MB的L1缓存,以及96MB的L2缓存(对比RTX 4090 L1 16MB,L2 72MB)。

在SM簇的架构方面,全新的Ada架构和上一代的ampere架构并没有太大区别,每一个SM簇里边拥有4*32个FP32单元(流处理器),而每一组中的一半单元同时可以处理INT32指令,且包含了1个Tensor核心。而1个SM簇里边同时包含了1个RT核心。

所以,RTX 4090的参数计算方式应为:

9(GPC)*12(SM簇)+2(GPC)*10(SM簇)=108+20=128(SM簇)

128(SM簇)*128(流处理器)=16384(流处理器)

128(SM簇)*4(Tensor核心)=512(Tensor核心)

128(SM簇)*1(RT核心)=128(RT核心)

12(显存控制器)*32bit(位宽)=384bit(位宽)

七彩虹RTX 4090水神冷排:

七彩虹的iGame GeForce RTX 4090 Neptune OC,中文简称水神

和上一代RTX 30系列水神不同的,这次七彩虹采用了白色的散热冷排和冷水管,且冷排规格升级为360mm,风扇控制线材包含在了冷水管内,使得接线变得更加的方便。

另外水神显卡本体的外壳外观也经过了重新设计,无论是iGame LOGO,还是2条灯带或银色的外观,颜值方面可谓直接拉满。当然,这就要求机箱至少有一个可以容纳360mm冷排的位置。

为了保证更好的散热性能,RTX 4090水神采用了标准的360规格冷排,上边使用了3个12025规格的风扇。

该冷排采用了标准的12水道设计。

在风扇方面,iGame RTX 4090 水神的12025规格风扇除了支持ARGB之外,扇叶也有点类似于安耐美的“火蝠”系列风扇的设计蝠翼设计。这样的设计可以更好降低风扇转动时风切产生的噪音,并起到增强风压的效果。

3个风扇通过串联加直连的形式最终接在冷排上边的HuB上。该HUB共支持3个风扇的PWM统一调控和1个ARGB的灯光统一调控。

冷排的侧面可以看到BREAK THE DIMENSIONAL WALL(打破次元壁)的英文标识,而在冷排的两端可以看到iGame的标志。

iGame RTX 4090水神本体:

不同于早先RTX 30系黑色加大眼睛的造型,iGame RTX 4090水神采用了银色的外观,且在造型方面尽可能的简约、时

在左下角的iGame的英文表示,右上角则印有NEPTUNE的英文标识。卡神的两条波浪线则会根据显卡运行亮起RGB灯光。

显卡肩部,左边是RGB灯光区域,内部可以看到iGame的英文标识以及2个箭头。中间则是GEFORCE RTX的英文标识。右边则是显卡接口处。

该显卡采用12+4Pin的12VHPWR供电方式,随显卡附送了一根12+4Pin转4*8Pin的转接线,用户可根据电源选择直接连接12+4Pin或是通过转接线进行转接。

旁边的接口则是灯光同步接口,可以通过显卡附赠的灯光同步线缆与其它品牌主板灯光同步。

背面,为了增加显卡的坚固性,七彩虹的水神在背面增加了一个铝合金背板。同时上边印有GEFORCE RTX的英文字样和iGame以及水神的标志。

值得一提的是该背板下边并没有导热硅脂垫,所以仅起到加固和保护显卡的作用。

而在输出接口方面,该显卡采用了3个DP1.4a加1个HDMI2.1的组合方案。同时,左上角的案件则是七彩虹特有的一键超频键。

按下后可进入的超频版BIOS,此时GPU Boost频率为2640MHz,弹出则是公版频率,此时GPU Boost频率为2520MHz,BIOS的切换需要重启完成。

iGame RTX 4090水神拆解:

这次的拆解可以说是我目前见过覆盖最全的拆解了,iGame RTX 4090水神显卡的本体分为水泵+铜模块,PCB模块以及背板模块。

水泵+铜板模块上可以看到密密麻麻的导热硅脂垫。除了显存特有的高性能导热垫之外,在电容、电感以及DrMos也全覆盖的添加了高性能导热垫。有别于普通的导热垫,高性能导热垫非常容易与电子元器件产生贴合,所以仅这一地方的拆解难度就变得非常高。

有别于公版的开衩造型,iGame RTX 4090水神的PCB要板正的多,仅PCB方面的长为230mm,高则是135mm(含金手指)。

该显卡采用了24+4相供电设计,每项配有一个iGame RTX 4090水神特有的I.P.P(iGame Pure Power)至纯供电电感构成,其中核心为24相,显存则是4相。不过该卡的DrMos采用了2种规格错落排列。在PWM芯片方面,该显卡由一个uP9512U+uP9512R构成了核心供电系统,uS5650Q则是负责显存供电。

显卡的显存采用了镁光的D8BCZ系列,该显存颗粒为GDDR6X显存,单颗容量为2GB,围绕在GPU的左右个4颗+上3下1(合计4颗)构成了12*2=24GB的显存容量。该显存的频率为1313MHz,等效显存速率则是21Gbps。

最后,RTX 4090所使用的AD102-300核心。值得一提的是,RTX 3090 Ti使用的是AP102-350核心,RTX 3090使用的是AP102-300核心。

测试平台及测试项目介绍:

本次测试我们选择了Intel目前的旗舰级处理器酷睿i9-12900K。内存尽可能拔高,采用了芝奇的DDR5-6600 C34 16GB*2组合。同时,为了保证不被系统影响,我们选择了之前的21H2版Windows 11操作系统。显卡驱动则是512.90。

而在测试项目方面,除了标准的3DMark测试项目之外,我们还加入了DLSS以及光追性能测试。

游戏测试方面,我们选择了10款自带Benchmark的光追游戏,如果有DLSS开启和关闭选项时,我们还对开启质量档和关闭状态下先进性了对比测试。

整体测试平台

本次测试使用的内存是来自芝奇的F5-6600J.440G16X2-TZ5RS,该内存共计两条,每条容量为16GB,拥有DDR5-6600MHz的频率以及CL34-40-40-105的时序,其电压为1.4V。通过双通道模式可以给电脑带来更加强劲的性能。不过,由于Intel的内存控制器原因,所以这套内存仅工作在Gear2模式。

测试使用的系统盘是来自金士顿的NV2 PCIe 4.0 NVMe M.2系列,该固态硬盘的容量为2TB,支持PCIe 4.0 X4通道,这是一款高性价比的,亲民价位固态硬盘。其硬盘的连续读取速度为3500MB/s,连续写入速度为2800MB/s。硬盘的读写寿命高达640TBW。该影片的质保年限为3年。

测试使用的处理器为Intel目前的旗舰级产品酷睿i9-12900K,为了让处理器保持较低的温度可以充分发挥显卡的性能,我们特别选择了来自利民的Frozen MAGIC 360 SCENIC V2这款高性能纯白360一体式水冷散热器。该散热器使用了3个高性能的TL-B12W风扇,加上0.1mm的微水道设计铜底以及5300转高转速水泵,可以更好、更迅速的为处理器进行降温,以保证系统能够稳定运行。同时该水冷5年质保。

最后,在电源方面,由于本次测试涉及RTX 4090水神这款功耗超过600W的显卡,以及RTX 3090 Ti和RX 6950XT这类高性能显卡的关系,为了使整体平台运行更加的稳定,我们特别选择了韵的Prime TX-1600这款额定1600W的80PLUS钛金全模组旗舰电源,该电源支持单路12V输出,电流可达133.3A,能够为系统提供更加纯净,充足的供电性能。

3DMark基准性能测试:

《3DMark》DLSS测试结果对比

《3DMark》Port Royal光追性能测试结果对比

《3DMark》Time Spy Extreme DX12,4K显卡得分对比

《3DMark》Time Spy DX12,2K显卡得分对比

《3DMark》Fire ST.I.e Ultra DX11,4K显卡得分对比

《3DMark》Fire Strike Extreme DX11,2K显卡得分对比

《3DMark》Fire Strike DX11,1080P显卡得分对比

《赛博朋克2077》、《古墓丽影:暗影》游戏性能对比:

《赛博朋克2077》4K分辨率游戏性能对比

《赛博朋克2077》2K分辨率游戏性能对比

《赛博朋克2077》1080P分辨率游戏性能对比

《古墓丽影:暗影》4K分辨率游戏性能对比

《古墓丽影:暗影》2K分辨率游戏性能对比

《古墓丽影:暗影》1080P分辨率游戏性能对比

《光明记忆:无限》、《边境》性能对比:

《光明记忆:无限》Benchmark 4K分辨率性能对比

《光明记忆:无限》Benchmark 1080P分辨率性能对比

《光明记忆:无限》Benchmark 2K分辨率性能对比

《边境》Benchmark 4K分辨率性能对比

《边境》Benchmark 2K分辨率性能对比

《边境》Benchmark 1080P分辨率性能对比

《德军总部:新血脉》、《看门狗:军团》游戏性能对比:

《德军总部:新血脉》4K分辨率游戏性能对比

《德军总部:新血脉》2K分辨率游戏性能对比

《德军总部:新血脉》1080P分辨率游戏性能对比

《看门狗:军团》4K分辨率游戏性能对比

《看门狗:军团》2K分辨率游戏性能对比

《看门狗:军团》1080P分辨率游戏性能对比

《杀手3》、《F1 22》游戏性能对比:

《杀手3》4K分辨率游戏性能对比

《杀手3》2K分辨率游戏性能对比

《杀手3》1080P分辨率游戏性能对比

《F1 22》4K分辨率游戏性能对比

《F1 22》2K分辨率游戏性能对比

《F1 22》1080P分辨率游戏性能对比

《孤岛惊魂6》、《神陨》游戏性能对比:

《孤岛惊魂6》4K分辨率游戏性能对比

《孤岛惊魂6》2K分辨率游戏性能对比

《孤岛惊魂6》1080P分辨率游戏性能对比

《神陨》4K分辨率游戏性能对比

《神陨》2K分辨率游戏性能对比

《神陨》1080P分辨率游戏性能对比

DLSS 3.0游戏性能测试:

陨铜,三星堆为啥不敢继续挖了

因为DLSS 3.0目前需要特殊方法进入进行测试,所以我们有别于正常游戏,选择了3款游戏进行了单独的测试。且鉴于目前DLSS 3.0仅支持RTX 4090显卡,所以本次测试并无加入其它显卡的对比。

《逆水寒》DLSS 3.0 4K分辨率性能测试

《逆水寒》DLSS 3.0 2K分辨率性能测试

无论2K还是4K分辨率,性能提升可以用“剧烈”来形容,从原来几乎不能玩变成丝滑畅爽。

《F1 22》DLSS 3.0 4K分辨率性能测试

《F1 22》DLSS 3.0 2K分辨率性能测试

2K分辨率下本身帧率已经很高,DLSS3质量模式提升明显,但性能模式进步不大,可能建模速率已到CPU性能上限,4K测试似乎佐证了这一点。

《瘟疫传说:安魂曲》DLSS 3.0 4K分辨率性能测试

《瘟疫传说:安魂曲》DLSS 3.0 2K分辨率性能测试

《瘟疫传说:安魂曲》打开DLSS3后性能也是爆炸式的提升,仅质量模式就几乎达到两倍。

工况测试及总结:

在最后,我们对这款显卡进行了20分钟的烤机测试,测试室温在18摄氏度。测试采用了FurMark1080P的极端烤机方式。

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此时GPU频率2685MHz,GPU温度55度,热点温度65.6度,GPU使用率99%,风扇转速41%,显卡功耗548.97W。

陨铜,三星堆为啥不敢继续挖了

这里需要注意的是,可以长时间维持在548W功率是iGame RTX 4090水神最大亮点,这使得它游戏性能表现显著优于同GPU的风冷型号。有传闻NVIDIA原本打算将RTX 4090的功耗设定为600W,充分发挥Ada架构的能量,但是考虑到这将给AIC的风冷设计提出很大考验,故退而将标准功率限定在450W,因此大多数风冷非公版RTX 4090的功耗上限止步于450W。

超大的功率带来不仅仅是GPU热量的增加,供电系统因转换效率损失的发热也会成比例提升,这就需要一个几何结构精巧的,严丝合缝的,大面积全覆盖式的散热接触面,将核心、显存与供电的发热一并解决,显然非液冷所不能驾驭。

这便是七彩虹精心布局液冷显卡,推出水神系列的初衷。凭借一个量身定制液冷头,360mm冷排的超大散热储备,七彩虹可以游刃有余地使iGame RTX 4090水神的功率大幅度突破上限,还原了NVIDIA最初的设定。要知道在如此极端的状态下,GPU也只有55℃,这要比大多数450W的风冷RTX 4090出色的多,用游刃有余来形容毫不夸张。

摩尔定律已经逐渐走到尽头,今后可能在很长的一段时间里,显卡性能的提升会伴随着更大幅度的功率增加,液冷或许成为旗舰显卡的标配。

最后关于这次Ada架构创新技术DLSS3再说两句:

通过游戏性能测试来看,在中低分辨率游戏时,我们发现CPU在部分游戏中遇到了瓶颈现象,甚至有的游戏出现了1080P跑不过2K的表现。

当然,这也不是坏事,NVIDIA甚至想到了一个办法——将显卡多余的算例用来做些别的。

比如光流加速就是这么一项全新的技术,NVIDIA将游戏引擎中的矢量,与光影运动的矢量结合在一起,计算出最精确的像素位移,从而准确预测到下一帧画面各像素应该在的位置。然后进行添加。

如果显卡算力吃紧的情况下,“补帧”无疑是一项费力不讨好的事情,它既增加了延迟,又浪费了显卡的算力使得正常帧计算受阻。但是当显卡出现“算力过剩”的情况时,额外的算力用来做些提升流畅度,甚至是附加光影计算,肯定是再好不过的事情了。

很显然,拥有72MB二级缓存的RTX 4090就可以非常轻松的完成这件事情。

当然,在此我们也是期待着处理器的性能可以进一步提高,只有这样,才可以更进一步发挥显卡的性能。

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