一、前言：安培顶级旗舰售价12000。
可能很多同学觉得不可思议，RTX 3080/3090这次把流处理器的数量增加了一倍。毕竟，从2013年的GTX 780 Ti到2019年的泰坦RTX，流处理器的数量只从2880增加到了4608。也就是流处理器的数量在6年内只增加了60%。
这个完整的GA102内核实际上有10，752个流处理器，是泰坦RTX的2.33倍。如此巨大的提升，多年未见！
PS:N-card上一次大幅提升流处理器还是八年前的GTX 680。1536的流处理器数量是GTX 580的三倍，性能提升了30%！
与上一代采用图灵架构的RTX 20系列显卡相比，Ampere架构主要带来了以下改进：
1、8纳米工艺技术：
图灵架构采用的三星12FFN工艺，在754mm2的面积上集成了186亿个晶体管。Ampere架构采用三星8N技术，280亿个晶体管集成在一块628mm2的芯片中。算下来，晶体管密度增加了83%。
2、 int 32和FP32单元的集成：
图灵 INT32单元只能做整数运算，空闲率很高。为了解决这个问题，提高INT32单元的利用率，NVIDIA对INT32单元进行了改进，使其不仅可以运行整数运算，还可以进行单精度浮点运算，相当于将INT32和FP32单元进行了整合，从而直接使FP32单元所统计的GPU流处理器数量翻倍，单精度浮点性能翻倍。
3、将ROP单元与内存控制器分离：
传统的ROP单元集成在内存控制器中，对GPU位宽进行cast会减少ROP单元的数量。Ampere架构将ROP单元变成GPC的一部分，每个GPC包含16个ROP单元。只要GPC数量不被阉割，ROP单位数量就不会减少。
比如即将发布的RTX 3070和RTX 3080，有6组GPC，ROP单位数也是96。
4、第二代RT内核：
通过改进NVIDIA的插值算法，提高了动态模糊效果下光线追踪技术的精度，使Ampere架构的光线追踪性能翻倍。第一代RT核可以提供10g igaray/s的性能，第二代RT核可以达到20g igaray/S.
5、第三代张量芯：
第三代张量核的效率是第二代的四倍，即使安培架构将每个SM中的张量核减少一半，仍然可以达到图灵的两倍效率。
6、RTX IO技术：
这项技术让游戏在加载时完全绕过CPU，直接将游戏数据包从SSD写入GPU 的显存，GPU代替CPU进行数据解包。GPU的整数/浮点性能是CPU的几十倍，可以瞬间解包数据。
不过这项技术需要微软DirectStorage API的支持，预计2022年正式应用。
除了以上技术，Ampere架构还支持PCIe 4.0、NVIDIA Reflex等技术，就不一一描述了。
9月初，NVIDIA共发布了三款采用GA10X内核的显卡型号。RTX 3080以前被举起过。今天，我们将在顶部向您展示RTX 3090的详细性能评估。
RTX 3090基于GA102-300-A1核，7组GPC和82组SM单元，共计10496个流处理器、112个ROP、328个纹理单元、328个第三代张量核和82个第二代RT核。24GB GDDR6X内存，内存频率19.5GHz，位宽384Bit，带宽936GB/s.
由于NVIDIA这次没有提供RTX 3090方正版的公版，所以我们用规格完全相同的电影工作室RTX 3090金属大师进行了测试。
驰3090金属大师GPU-Z截图
RTX 3090的详细规格如下：
与RTX 3080相比，RTX 3090的流处理器数量、张量核、ROP单元、内存带宽和纹理单元都增加了20%左右。
TDP从RTX 3080的320W进一步提升到350W，是有史以来TDP最高的单芯片n卡。
而价格也达到了史无前例的11999元。
二、英驰RTX 3090金属大师游奖：铝合金压铸上盖18相电源设计
顾名思义，金属主卡充满了浓浓的金属气息。高强度铝合金压铸一体盖的顶部勾勒出不规则的线条，银灰色的金属表面看起来比很多RGB显卡更高端。
一体式合金金属背板可以加固显卡，防止PCB变形，背板末端打孔，加快空气流通。
三台90毫米风扇，每台有11个叶片。
仰视图。
与RTX 3080一样，有三个DP 1.4a接口和一个HDMI 2.1接口。
双8-8Pin电源接口，加上PCIe插槽电源，总共可以提供375W的功耗。
冷光散热器，内置6根6mm镀镍复合热管，大面积纯铜散热器底座。存储器和MOSFet散热部件通过整体压铸与主散热器连接。
市面上顶级的非公显卡大多是10层PCB，RTX 3090金属大师采用12层PCB板，可以大大降低各种电子元器件之间的信号干扰，提高显卡的电气性能，增加高频高负载下的稳定性，同时帮助GPU冲击更高的频率。
GA102-300-A1核，10496个流处理器，核面积628.4mm2，283亿个晶体管。
此外，还设计了一个95的四相电源电路。
广美 GDDR6X显存共有24个(一半正面一半背面)，单个容量1GB，总容量24GB。频率19.5GHz，位宽384Bit，内存带宽936GB/s。
PCB背面还有12个GDDR6X内存。
三、测试平台：i9-10900K XPG 850W黄金电源，5.2GHz
测试平台如下：
为了减少CPU的瓶颈效应，我们将i9-10900K的核心频率超频到5.2GHz，环频率超频到4.8GHz
主板是ROG MAXIMUS十二极端。这款主板采用16 0电源，16相电源全部供给CPU核，0相供给核显。MOSFET升级为TDA21490，是目前最高规格的集成MosFET。传导电流也从55A提高到90A，可以轻松提供1000W以上的输出功率。
齐御纪F4-4000C15D 8GBx4套装，不仅拥有4000MHz的频率，而且15-16-16-36的时序低得惊人，低于大部分内存3000MHz的频率。不过默认1.5V的电压比较高。
存储长江钛金制造的PC005 Active 512GB SSD，顺序读写速度分别为3500MB/s和2900MB/s。它可以在不依赖模拟SLC缓存的情况下保持550MB/s的稳定写入速度，使用寿命比市面上大多数TLC SSD都要长得多。
酷派至尊P360 ARGB水冷散热器应该是市面上颜值最高，安装最简单的水冷散热器了。可以轻松压制5.2GHz的i9-10900K处理器
为了应对RTX 3090高达350W的TDP，我们把电源换成了XPG堆芯850金，单个12V输出电流70.8A，12V输出功率850W。
120毫米FDB液体动压轴承风扇。
完全模块化设计。
华硕玩家国度PG27UQ ROG 27英寸IPS电竞显示器。
4K UHD(3840*2160)分辨率，4ms响应时间，144Hz刷新率，G-Sync技术，IPS量子点面板，10bit彩色，显示器HDR1000认证。依然是市面上最顶级的电竞显示器。
四、理论性能测试：领先RTX 3080约12%，静音频率可达1950MHz。
1、3马克时间间谍
在2K分辨率3DMark Time Spy测试中，RTX 3090图形得分达到19599，最高核心温度68，最高核心工作频率1920MHz，最高风扇转速1516RPM，最高功耗355W。
在4K分辨率3DMark Time Spy Extreme测试中，RTX 3090图形得分达到9968，最高核心温度67，最高核心工作频率1920MHz，最高风扇转速1515RPM，最高功耗336W。
在3DMark Time Spy测试中，2K分辨率下，RTX 3090的成绩仅比RTX 3080高11%，比RTX 2080 Ti高39%。通过在4K分辨率下测试，两个领先范围分别提高到了12%和50%。
2、3马克
在2K分辨率3DMark Fire Strike极限测试中，RTX 3090的图形得分达到23388，最高核心温度64，最高核心工作频率1950Hz，最高风扇转速1528RPM，最高功耗361W
在4K分辨率3DMark Fire Strike Ultra测试中，RTX 3090图形得分12126，最高核温65，最高核工作频率1935MHz，最高风扇转速1519RPM，最高功耗358W
3DMark的结果也差不多。在2K和4K分辨率下，RTX 3090分别比RTX 3080强11%和12%。但相比RTX 2080 Ti，RTX 3090在2K分辨率上有43%的优势，在4K分辨率上有51%的优势。
五、4K游戏性能测试：比RTX 3080快11%，比RTX 2080 Ti强44%
1、APEX Hero
4K分辨率下，RTX 3090帧率依然超过100帧，比RTX 3080多13帧，领先幅度10%；与RTX 2080 Ti相比，多了46个框架，强度提高了48%。
2、使命召唤16:战区
《使命召唤：战区》，RTX 3090达到117帧，比RTX 3080多14帧，领先幅度14%；比RTX 2080 Ti高出43帧，领先幅度超过58%。
3、GTA V
在4K分辨率下，《GTA V》可以充分发挥显卡的真实性能。RTX 3090跑出103帧，比RTX 3080多10帧，领先11%；与RTX 2080 Ti相比，多出31帧，领先幅度达43%。
4、刺客信条：奥德赛
055-79000是显卡杀手。在4K分辨率下，RTX 3090刚刚超过60帧，比RTX 3080多13帧，领先幅度为25%。与RTX 2080 Ti相比，它可以多出22帧，领先幅度为52%。
:沃尔芬斯坦城堡：新鲜血液
英伟达的考验这款游戏的s最新GeForce 456.38驱动有明显下降，所以我们对所有显卡进行了清洗测试。
RTX 3090在《刺客信条：奥德赛》中运行161FPS，比RTX 3080多16帧，比RTX 2080 Ti多44帧。
:地平线：零点的黎明
在游戏《德军总部：新血脉》中，RTX 3090的帧率为81FPS，比RTX 3080高出12帧，领先17%；与RTX 2080 Ti相比，它可以多出26帧，领先47%。
7、孤岛惊魂5
《地平线：零之曙光》，RTX 3090帧率107FPS，比RTX 3080多9帧，领先9%；与RTX 2080 Ti相比，它多出30帧，领先幅度为39%。
8、古墓丽影：暗影
《孤岛惊魂5》，RTX 3090帧率为91FPS，比RTX 3080多8帧，领先幅度10%；与RTX 2080 Ti相比，它多了28帧，领先44%。
9、绝地求生
在755-79000，RTX 3090在4K分辨率下依然可以运行148FPS，比RTX 3080强10%，比RTX 2080 Ti强48%。
10、微软飞行模拟器
055-79000确实是真正的硬件杀手。RTX 3090可以在4K分辨率下不超过60FPS(虽然它只差一帧)，但它比RTX 3080强9%，比RTX 2080 Ti快44%。
11、死亡搁浅
RTX 3090在《古墓丽影：暗影》可以轻松运行123FPS，比RTX 3080高11帧 112FPS，领先10%；与RTX 2080 Ti相比，多了38个框架，强度提高了45%。
12、向导3
《绝地求生》，RTX 3090在4K分辨率下依然可以测到103FPS的帧率，比RTX 3080高出11帧，领先幅度12%；与RTX 2080 Ti相比，多出31帧，领先43%。
13、无人土地3
055-79000是RTX 3090第二场未能达到65帧的比赛。与RTX 3080相比有10%的优势，与RTX 2080 Ti相比优势接近38%。
14、战地5
4K分辨率下，RTX 3090在《微软模拟飞行2020》依然运行130FPS，但只比RTX 3080多7帧，仅领先6%；比RTX 2080 Ti多41帧，领先46%。
战争机器5
《死亡搁浅》，RTX 3090帧率为91FPS，比RTX 3080多11帧，领先幅度14%；与RTX 2080 Ti相比，它可以多出27帧，领先42%。
综合测试数据，在4K分辨率下，Galaxy RTX 3090 Metal Master的性能比RTX 3080强11%，远低于规格之差。然而，与RTX 2080 Ti相比，RTX 3090金属大师的帧率高出44%。
与两年前的旗舰GTX 1080 Ti相比，RTX 3090金属大师的性能提高了一倍。
很明显，RTX 3090显卡不是针对1080P或者2K的，但是我们还是测试了这两种分辨率下的帧数。
1080P分辨率可以充分发挥RTX 3090的性能，即使i9-10900K超频到全核5.2GHz，仍然存在巨大的瓶颈。在这个分辨率下，RTX 3090只比RTX 3080强6%，比RTX 2080 Ti高22%。
2K分辨率的表现稍好，RTX 3090对RTX 3080的领先优势小幅提升至8%；与RTX 2080 Ti相比，领先幅度也增加到了36%。
六、超频测试：所有能超频的核心都给了RTX 3090最高2160MHz的工作频率。
此前，RTX 3080的超频能力实在令人失望。让让我们来看看银河RTX 3090金属大师的表现。
RTX 3090金属大师的规格和公版一模一样，但是超频能力真的很惊人。即使GPU频率提升220MHz，内存频率从19.5GHz超频到21GHz，依然可以通过各种测试。
此外，GDDR6X显存超频至21GHz后带宽超过1000GB/s。
它可惜显卡锁定了350W的功耗限制。
先超频核心频率到1915MHz，显存不会超过。实测3DMark Time Spy Extreme图评分为10442，比静音频率9968高出474分，增幅约为5%。
GPU最高频率2160MHz，最大功耗355W，最高温度只有70度，风扇转速1552RPM。
然后在将GPU核心频率超频到1915MHz，显存频率从19GHz超频到21GHz后，3DMark Time Spy Extreme的图形成绩提升到了10504，提升了60分。可见显存并没有很好的效果。
七、温度和功耗测试：单烤FurMark 505W温度为70度。
1、温度测试
Furmark用于RTX 3090的烘焙测试，室温26度。
将Furmark的参数设置为1920*1080分辨率，0AA。运行22分钟后，Galaxy RTX 3090金属主机的温度稳定在70度左右，没有上升的迹象。显卡功耗稳定在330~350W范围内。满负荷1604RPM的转速可以很好的控制噪音。
即使TDP增加到350W，银河RTX 3090 Metal Master的散热器系统也可以轻松应对。
2、功耗测试
分别测试待机和Furmark烘焙机的功耗。此外，我们还将增加游戏功耗测试。测试的游戏项目是《巫师3》。
试验中使用的电源是威刚XPG堆芯850金金电源。
在5.2GHz i9-10900K御戟F4-4000c5D8GBX4的平台上，几款显卡待机功耗差不多，都在90W左右，而银河RTX 3090金属主略高，达到95W。
运行《无主之地3》时，银河RTX 3090金属大师的平台功耗达到了496W，比RTX 3080高出45W，比RTX 2080 Ti整整高出100W。
FurMark烘焙机中，RTX 3090金属主功耗505W，比RTX 3080高40W，比RTX 2080 Ti高95W。
八、光线追踪和DLSS测试：光线追踪效率比图灵南
为了方便和之前的测试结果对比，我们还是选择了《战地5》，《战争机器5》，《巫师3》，《巫师3》，《堡垒之夜》，《德军总部：新血脉》和《古墓丽影：暗影》六款游戏进行光线追迹和DLSS性能测试。
1、堡垒之夜
RTX 3090默认可以达到104FPS的帧率。光线追踪开启后，帧率会骤降至31FPS。DLSS技术开启后，帧率上升到71FPS。
2、沃尔芬斯坦城堡：新鲜血液
755-79000开启光线追踪后，RTX 3090的帧率从161FPS下降到93FPS。开启DLSS可以让帧率上升到147FPS。
3、古墓丽影：暗影
055-79000打开灯光追踪不会这对帧速率没有太大影响。RTX 3090只是从91FPS下降到56FPS，开启DLSS后，帧率提升到80FPS。
4、明亮内存：无限
055-79000应该算是目前为止轻追最好的游戏之一。打开光锥后，帧率急剧下降。RTX 3090在开启光线追踪后直接从全画幅120FPS下降到48FPS。DLSS开启后，游戏帧率又回到了112FPS。
5、控制
055-79000支持DLSS 2.0技术。RTX 3090开启DLSS后，游戏帧率达到82FPS，甚至超过了默认的71FPS。
6、战场5
055-79000的帧率没开启光学追踪后不会下降太多
开启追光后，两款图灵显卡的帧率都从220%调至100%，降幅在55%左右；和RTX 3
00是52%，RTX 3090是51%。从这里可以看出，新一代RTX 3080/3090的购物效率略高于RTX 2080/2080 Ti。
与光学跟踪相反，RTX 3080/3090在开启DLSS后帧率提升至80%左右，低于RTX 2080/2080 Ti的90%。看来，即使使用第三代张量核，在单元数减半后，DLSS性能也会受到一定影响。
PS: 《光明记忆：无限》在最新的GeForce 456.38-WHQL驱动中，帧率有不同程度的降低。我们重新测试了所有显卡的结果。
九、总结：RTX 3090能打能超越，RTX 3070也值得期待。
在整个测试过程中，RTX 3090给笔者印象最深的是它的超频能力。以前，我们测试了太多的快速RTX 3080显卡，我们不能通过增加40MHz的GPU频率来通过稳定性测试。RTX 3090在超频核心频率220MHz，内存频率从19.5GHz提升到21GHz的同时，还能通过各种测试，真是令人惊讶。
在这种情况下，一个合理的解释是，英伟达用最好的GA-102核做了更高端的RTX 3090，但RTX 3080只能超越极小一部分，所以这取决于用户超频是自己的运气。
规格方面，RTX 3090的尺寸在流处理器数量、内存位宽、ROP、纹理单元等方面都比RTX 3080高出20%。此前，我们预计RTX 3090的性能将提高15%。
但是实际测试情况还是有点不及预期！在4K分辨率下，RTX 3090的游戏性能仅比RTX 3080高11%，比RTX 2080 Ti高44%。
至于光线追踪，RTX 3090配备了82个第二代RTCores。开启光线追踪后，性能损失低于上一代RTX 2080 Ti。就我们测试的6款追光游戏而言，RTX 3090在关闭RTX的情况下，性能比RTX 2080 Ti提升了43%左右，开启光线追踪技术后，RTX 3090的领先幅度将提升至54%。
与轻追相反，RTX 3090虽然集成了第三代张量芯，但由于数量的爆炸，DLSS的性能提升并不理想。RTX 2080 Ti在开放DLSS技术后游戏帧率可以提升87%，而RTX 3090只能提升78%。
温度方面，经过我们手中的银河RTX 3090的金属主fur mark 22分钟烘焙测试，GPU核心温度控制在70度，功耗非常接近满载。
至于电源的选择，NVIDIA对8针电源接口和PCIe x16接口的供电有严格限制，所以双8针电源接口的整卡功率很难超过375W W，我们单烤GPU的话，RTX 3090的功耗在500W左右。考虑到威钢XPG堆芯850金金电源的转换效率，该电源的实际输出功率约为470W。
对于大多数学生来说，一个单通道750W的黄金电源就足够满足日常需求了。两路12V电源至少需要一路12V电流值大于36A，即至少需要两路额定900W以上的电源。
相比RTX 3080和RTX 3090，对于大多数没有特殊需求的游戏玩家来说，5499元的RTX 3080无疑具有无可比拟的性价比。售价11999元的RTX 3090拥有24GB GDDR6X内存，可用于完成许多图形设计相关任务。
最后，对RTX 3070的一些期望！
可能很多同学根据RTX 3080的8704流处理器是RTX3070的5888流处理器的1.5倍来推断RTX 3080的性能是RTX 3070的1.5倍。而RTX 3080的性能是RTX 2080 Ti的1.3倍，所以得出RTX 3070的性能比RTX 2080 Ti差20%，与RTX 2080超级相当的结论。
其实这个算法是错的。对于高端显卡，规格提高50%可以不会带来游戏帧率50%的提升。
从RTX 3090的测试数据也可以看出，其规格和参数比RTX 3080高20%，但实际游戏性能仅提升11%。所以RTX 3080的游戏帧率不可能比RTX 3070高1.5倍。
更合理的算法是，RTX 3080的流处理器数量是RTX 2080 Ti的两倍，性能高出30%。巧合的是，RTX 3070的流处理器数量是RTX 2080的两倍。因此，RTX 3070的性能应该比RTX 2080高30%，与RTX 2080 Ti相当。
考虑到RTX 3070在ROP中没有被阉割，和RTX 3080一样的数字是96，所以在抗锯齿性能上会有亮眼的表现。但其内存带宽仅为448GB/s，与RTX 2080 Ti的616GB/s相差甚远，因此在4K分辨率下的性能可能略逊于RTX 2080 Ti。
结论是在1080P/2K分辨率下，RTX 3070的性能与RTX 2080 Ti相当，但在4K分辨率下可能会有一些差距。不过，对于售价3888元的RTX 3070来说，它是为2K144Hz设计的GPU。如果你在玩2K甚至1080P分辨率的游戏，RTX 3070将是一个非常合适的选择。
当然，如果你有4K的要求，传说中带宽增加的RTX 3070 Ti应该可以完全打败RTX 2080 Ti。
我们将在10月的某一天解禁NVIDIA GeForce RTX 3070的评测，希望能给你带来一些惊喜！
