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英伟达“春晚”上菜!RTX 40系显卡发布、“雷神”超级计算机,再次刷新科技极限

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换显卡的时候了——如果平台有货、你还有肾的话……

当地时间9月20日,英伟达在 GTC 显卡技术大会上,终于发布了万众期盼的 RTX 40 系列显卡。其中 4090 起步价就高达1599美 元(¥11200+)。

RTX 4090 渲染图    图片来源:英伟达
RTX 4090 渲染图 图片来源:英伟达

这个价格,难怪发布会后,网友恶搞的图就纷纷上线……

图片来源:LTT
图片来源:LTT

除了 40 系列显卡之外,同场发布的,还有英伟达在图形计算架构、游戏开发、AI 加速、工业元宇宙、云计算、量子计算等方面的新产品、技术、最新进展。

它们包括(并不限于):

  • 全新 GPU 架构 Ada Lovelace,安培 (Ampere) 架构的升级版,也是40系列显卡性能巨大提升的功臣;
  • RTX Remix,一个游戏 mod 开发工具,能够为几乎任何3D游戏添加光追效果
  • “核弹”H100 AI 加速 GPU,已经全面启动生产,即将发货;
  • “雷神”(Thor) 超级计算机,整合 Grace(CPU)、Ada(GPU)、 Hopper (AI加速计算)三大能力,适用汽车、医疗、工业等领域。以汽车为例,单机即可撑起整个自动驾驶系统+车机+车载娱乐系统;
  • Omniverse Cloud 服务,能够连接几乎所有主流大型3D工业/设计应用的云端基础设施(IaaS),让元宇宙开发可以在多端任何设备之间无缝工作;
  • Nemo LLM 系列,一个超大规模神经网络开发工具,能够显著加速大规模神经网络模型的训练、调优和推理等,包括面向自然语言、生物制药等多个场景的子服务。

中,最新的 Ada Lovelace  架构,可以说是绝大多数新产品和技术突破的背后功臣。这是英伟达推出的全新 GPU 架构。主要特性为第三代 RT Core 核心吞吐量为前代两倍第四代 Tensor Core 张量核心张量矩阵计算性能为前代两Ada 架构的 CUDA 核心,显著提高AI 加速,以及3D图形计算的性能。

架构来自于“史上第一段电脑程序”的作者,英国数学家艾达·勒芙蕾丝伯爵夫人   图片来源:英伟达
架构来自于“史上第一段电脑程序”的作者,英国数学家艾达·勒芙蕾丝伯爵夫人 图片来源:英伟达

接下来,一起来看这一届英伟达“春晚”,都给大家送上了哪些硬菜。

RTX 4090 & 4080 

黄仁勋老板手里拿的这张是英伟达自己的 RTX 4090 Founders Edition(16GB),采用了以往创始人版本基本相同的外壳设计:

RTX 4090     图片来源:英伟达
RTX 4090 图片来源:英伟达

目前从华硕、七彩虹等合作伙伴那边看到的首批 4090 和 4080 显卡设计普遍采用全尺寸、三风扇、3-slot 厚度:

ROG Strix RTX 4090   图片来源:华硕 ROG
ROG Strix RTX 4090 图片来源:华硕 ROG
Vulcan RTX 4090   图片来源:七彩虹
Vulcan RTX 4090 图片来源:七彩虹

RTX 40 系列显卡是:

  • 英伟达最新推出的 Ada Lovelace 架构的第一款显卡,
  • 采用了最新版 DLSS 3 深度学习超级采样技术、
  • 着色器 Shader 执行重新排序 (SER) 技术、
  • Ada 光流加速器、
  • 第八代英伟达双AV1编码器、
  • 24GB GDDR6X 显存

在游戏性能方面,40 系列最大的性能提升来自于最新版 DLSS 3 技术。

DLSS (Deep Learning Super Sampling,深度学习超级采样)能够调取低分辨率的当前帧和高分辨率的上一帧,使用卷积神经网络 (CNN) 自动编码技术来提前预测出高分辨率的当前帧。

DLSS 3 的最大突破,在于在深度学习超分辨率技术的基础上,增加了光学多帧生成能力,并且集成了英伟达开发的高速低延迟向量计算技术 Reflex。

DLSS 3 采用的 CNN 自动编码器能够接受4个输入:当前帧、上一帧、Ada 光流加速器生成的光流场数据,以及运动矢量+深度等游戏引擎数据。

最厉害的地方在于 Ada 光流加速器:它能够分析两个连续帧,捕捉导粒子、光照、反射、阴影等不包含在游戏运动矢量引擎计算当中的信息,捕捉这些像素在两帧之间移动的方向和速度,从而独立计算出一个光流场。

Ada 光流场图示    图片来源:英伟达
Ada 光流场图示 图片来源:英伟达

结果就是,从这些数据输入当中,DLSS 3 能够精确计算并重建出当前帧的四分之三,外加下一帧的全部,总体重建了总显示像素的八分之七。这样能够极大地提高了游戏帧率和图形质量,进一步降低传统渲染方式对 GPU 和 CPU 造成的负载

DLSS 3 技术图解  图片来源:英伟达
DLSS 3 技术图解 图片来源:英伟达

再加上全新的 Shader 执行重新排序 (SER) 技术,和 CPU 的乱序执行一样,是计算技术领域的重大创新,能够通过动态重新调度 shader 负载,更好地利用 GPU 内的各项资源,将光追性能提高三倍,提升25%左右的帧率

英伟达也找到波兰蠢驴合作开发了一个《赛博朋克2077》的光追过载模式,显示在 RTX 4090 显卡上打开 DLSS 3 之后图像输出延迟降低了一半多,帧率提升了四倍,总体性能提升约为4倍。这个模式回头也会推送给 PC 版玩家,在 40 系列显卡上可以打开。

视频来源:CD Projekt Red、英伟达

除了《赛博朋克2077》之外,包括《微软模拟飞行》、新哈利波特游戏、《黑神话:悟空》等在内的30多款游戏,也都将原生支持 DLSS 3 技术:

图片来源:英伟达
图片来源:英伟达

你的游戏没在列表里?没关系。

为了向游戏爱好者群体里的图形增强 Mod(模组)开发者致敬,英伟达还推出一个模组开发平台,名为 RTX Remix。

RTX Remix 图示  图片来源:英伟达
RTX Remix 图示 图片来源:英伟达

一边玩游戏,一边打开这个工具,它能够录制游戏场景数据,直接从 GPU 里拦截渲染指令,包括纹理、几何体、照明数据和镜头位置等,将它们转换为通用场景描述(Universal Scene Description, USD)。

然后,再运用多项技术对其自动增强纹理,甚至可以让一些“上古”时代、不支持光追的32位游戏,实现光追和 DLSS 3 支持。

最后,RTX Remix 可以把这些增强结果打包生成为一个游戏 Mod 文件——结果就是,也许大家不用成天上 Nexus Mods 下图形增强模组了,因为有了 RTX Remix,任何人理论上都可以成为模组开发者,自己动手增强自己的游戏体验!

为了更直接地展示 RTX Remix 的能力,英伟达和水管公司合作开发了一个原版《传送门》+RTX 强化版 DLC,画面质量和光影效果有了巨大提升(见下图右)

Portal RTX DLC  图片来源:英伟达、Valve
Portal RTX DLC 图片来源:英伟达、Valve

总体上,RTX 4090 目前已知只有24GB显存一种配置。在开启了 DLSS 3 时,其在光追游戏中的性能比上一代采用 DLSS 2 的 3090 Ti 显卡快4倍,总体游戏性能提升约为2倍,并且功耗维持在相同的450W。

RTX 4080 有12和16GB显存两种配置,总体游戏性能提升为 3080 Ti 的两倍,在 DLSS 3 开启时性能足以超过 3090 Ti。

游戏说完,再来简单看一下创作者方面:在3D 渲染、视频导出,以及 AI 相关任务方面,RTX 4090 的性能比 3090 Ti 快两倍,4080 16GB 版本则比 3080 Ti 快1.5倍。

RTX 4090 起价1599美元,10月12日面市;4080 两种配置都在今年11月上市,起价分别为899和1199美元。

不少朋友可能在不久前加密矿难的时候,才刚刚入手价格正常的30系列显卡……如果你也是这样,那么接下来的消息可能会让你些许悲伤:30系列显卡的英伟达指导价格也有所下调,比目前市价普遍低了50美元左右……

图片来源:英伟达

当然,新品发布也少不了吐槽。

华硕板卡的官方图Mini-ITX 主板+4090,已经不是显卡插在主板上了,而是主板插在显卡上……

图片来源:华硕
图片来源:华硕

还有网友说,跟去年这个“泄露”版4090 相比,大小似乎没差多少……

图片来源:Captains Workspace
图片来源:Captains Workspace

另外值得一提的是,就在上周末,全球最大的板卡厂商之一,曾被称为英伟达“亲儿子”的 EVGA,突然正式宣布了和英伟达终止合作关系。尽管该公司已经完成了测试产品开发,量产已经做好准备,却明确表示将不会生产和销售 EVGA 品牌的40系列显卡,30系列存量仅用于售后服务,并且完全退出显卡市场……

至于原因,EVGA 指责英伟达拿自己当小弟、当炮灰,不仅不及时提供产品技术和市场相关信息,还用低价 founders edition 显卡打击合作伙伴的销售,一度逼得 EVGA、华硕等板卡厂商下调价格。

毫无疑问的是,英伟达一边继续在显卡技术上做出大跨步式的创新,另一边由于自己的技术和市场领袖地位,确实在板卡合作方那边显得傲慢至极——不只是 EVGA 一家,其它厂商都有相同感受,只是没有像它这么坚决而已。

“雷神”车载超级计算机 

大家应该知道,随着近十年来 GPU 技术驱动的深度学习突飞猛进,英伟达早已不再是纯粹的传统消费显卡厂商,也已成为了工业级 AI 加速计算方面的技术领导者。

在今天的 GTC 大会上,英伟发布了 DRIVE Thor,一台只靠单机架构,就能够运行自动驾驶+数字仪表盘/车机+车载信息娱乐一整套系统的车规超级计算机:

DRIVE Thor   图片来源:英伟达
DRIVE Thor 图片来源:英伟达

“雷神”超级计算机,可以说是英伟达三大 AI 加速计算架构技术之集大成:Grace CPU、Ada Lovelace 架构 GPU,以及 Hopper 多实例 GPU 架构。它的总体浮点运算性能高达2000万亿次 (TFlops),比前不久刚刚实现商用的前代平台 DRIVE Orin ,算力实现了惊人的八倍提升。

这次升级的另一大亮点,在于英伟达首次在面向自动驾驶场景开发的车载计算机 DRIVE 平台中,增加了 Transformer(一种主流的深度学习模型)模型的支持。

Transformer 引擎在“雷神” GPU 单元的 H100 Tensor Core 运行,依靠 FP8(8位浮点)精度,够直接在车载计算机上运行包括 Transformer 在内的更大规模的机器学习模型,频当中截取感知极大提升了车载算力的性能低了对云端服务器和连通性的要求。

黄仁勋在 GTC 演讲中演示了一段视频,显示“雷神”可以只靠自己就运行一辆自动驾驶汽车完整的运行、感知、决策、避让等操作,以及环境实时扫描和数据搜集等任务。

DRIVE Thor roadmap    图片来源:英伟达
DRIVE Thor roadmap 图片来源:英伟达

“雷神”的另一个特性在于具备多域计算 (multi-domain computing) 能力,满足车规级硬件的要求。

在汽车行业,车机、自动/辅助驾驶系统对于稳定性安全性较高,而车载信息娱乐系统没有那么高。过去,这些不同类型和安全级别的功能需要数十个 ECU(可以理解为独立的小电脑)来控制。

而“雷神”可以在系统层面对不同任务进行多域隔离,使得诸如自动/辅助驾驶、车机仪表、安全气囊等关键进程能够不间断的进行。

一台“雷神”上可以同时运行 QNX(主要用于车规级系统和功能)、Linux 和 Android(更多用于信息娱乐等非关键系统)。

图片来源:英伟达
图片来源:英伟达

目前,包括小鹏 (Xpeng)、吉利极氪 (Zeekr)、轻舟 (Qcraft) 等在内的一些国内新能源/新造车品牌和自动驾驶技术开发者,已经和英伟达达成合作关系,对“雷神”进行早期测试。

英伟达估计“雷神”系统将在2024年进入量产,极氪 CEO 安聪慧透露将在2025年生产的下一代智能电动汽车当中采用该系统


正如历年来英伟达的产品发布会和技术峰会一般,本届 GTC 也是发布种类繁多、信息量巨大且密集。

除了我们刚刚介绍的 RTX 40系列显卡和“雷神”车载超算之外,英伟达还推出了依赖最新 Ada Lovelace 架构 GPU 的云计算服务、边缘计算平台、工业园元宇宙开发环境 Omniverse Cloud、面向大语言/蛋白质折叠模型优化的加速计算工具和服务等,碍于篇幅限制,在此就不详述,感兴趣的朋友可以访问英伟达官网 newsroom 查看。

*注:封面图来自于英伟达,版权属于原作者。

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