40系显卡终于完成了后一块拼图
到底哪款 GeForce RTX 40 系列 GPU
能够为 CG 工作提供最佳性价比？
为了找到答案，
国外艺术家Jason Lewis 对 Nvidia 的新型消费级 GPU
以及几款旧卡进行了一系列详尽的实际测试
全文英文机翻+手工校对
组测试中包含哪些 GPU？
在本次评测中，我们将关注 GeForce RTX 40 系列的三款显卡：高端 GeForce RTX 4090、4080 和 4070 Ti。（基准测试完成时，中端GeForce RTX 4070和GeForce RTX 4060 系列尚未发布。）
我们将针对 GeForce RTX 30 系列的两款显卡（ GeForce RTX 3090和GeForce RTX 3070）以及 GeForce RTX 20 系列的一款显卡（GeForce RTX 2080）对其进行测试。
我们还将测试 Nvidia 的三款工作站卡：Ampere 一代RTX A6000以及 Turing 一代Titan RTX和Quadro RTX 8000。
完整阵容如下：
Nvidia RTX GPU 正在测试中显卡 架构 已发布 类型GeForce RTX 4090 Ada Lovelace 2022年 消费者GeForce RTX 4080 Ada Lovelace 2022年 消费者GeForce RTX 4070 Ti Ada Lovelace 2023年 消费者GeForce RTX 3090 Ampere 2020年 消费者GeForce RTX 3070 Ampere 2020年 消费者RTX A6000 Ampere 2020年 工作站泰坦RTX 图灵 2018年 工作站GeForce RTX 2080 Ti 图灵 2018年 消费者Quadro RTX 8000 图灵 2018年 工作站
技术重点：GPU 架构和 API
在开始测评之前，先解释一些技术术语。
与 Nvidia 的上一代 Ampere 和 Turing GPU 一样，当前的 Ada Lovelace GPU 架构具有三种类型的处理器核心：CUDA 核心，专为光栅化和通用 GPU 计算而设计；张量核心，专为机器学习操作而设计；和旨在加速光线追踪的 RT 核心。
为了利用 RT 核心，软件必须通过图形 API 访问它们：就本次评测中介绍的应用程序而言，要么是 DXR（DirectX 光线追踪），要么是 Nvidia 自己的 OptiX。
在许多渲染器中，OptiX 渲染后端作为基于 Nvidia CUDA API 的旧后端的替代方案。CUDA 后端可与更广泛的 Nvidia GPU 和软件应用程序配合使用，但启用 OptiX 通常会提高性能。
规格
（注：3070使用的显卡，参考价值较小）
测试程
当前版本的测试系统具有以下规格：
CPU：AMD Threadripper 3990X主板：MSI Creator TRX40RAM：64 GB 3,600 MHz Corsair Dominator DDR4存储：2TB Samsung 970 EVO Plus NVMe SD / 1 TB WD Black NVMe SSD / 4 TB HGST 7,200 rpm HDPSU：1300W 海韵白金操作系统：适用于工作站的 Windows 11 专业版
为了进行测试，我使用了以下应用程序：
渲染Arnold for Maya 5.1.0、Blender 3.3（cycles渲染器）、KeyShot 11.2.0、LuxCoreRender 2.6、Maverick Studio 2022.5、OctaneRender 2022.1 Standalone、Redshift 3.5.12 for 3ds Max、SolidWorks Visualize 2022、V-Ray GPU 6 for 3ds Max Hotfix 3
其他基准测试Axiom 3.0.1 for Houdini 19.5、Cinema 4D v2023.1（Pyro solver）、Metashape 1.7.4、Premiere Pro 2022
所有基准测试都是通过为 GeForce RTX GPU 安装的 Nvidia Studio 驱动程序以及为 RTX A6000 和 Quadro RTX 8000 安装的企业驱动程序完成的。您可以在本文后面找到有关所使用驱动程序的更详细讨论。
在视口和编辑基准中，帧速率分数代表操作所示 3D 资源时获得的数字，是五个测试会话的平均值，以消除不一致。在所有渲染基准测试中，CPU 均被禁用，因此仅使用 GPU 进行计算。
测试结果
视口性能
视口基准测试包括许多关键的 DCC 应用程序 - 通用 3D 软件（如 3ds Max、Blender 和 Maya）、更专业的工具（如 Substance 3D Painter）、CAD 软件包（如 SolidWorks 和 Fusion 360）以及实时 3D 应用程序（如 D5）渲染、Unity 和虚幻引擎。
GeForce RTX 4090 在几乎所有视口测试中都处于领先地位，其他 GeForce RTX 40 系列 GPU 紧随其后。
首先是CAD软件包SolidWorks和Fusion 360。在Solidworks基准测试中，上一代RTX A6000和两代Quadro RTX 8000都击败了所有测试中的GeForce GPU，这表明Solidworks更喜欢Nvidia的专业驱动程序。即使是图灵一代 Titan RTX 的性能也非常接近 GeForce RTX 4090。
Fusion 360 的情况类似，RTX A6000 和 Quadro RTX 8000 与 GeForce RTX 4090 相匹配，并击败了所有其他 GPU，尽管在这里，Titan RTX 远远落后。
另一个异常是虚幻引擎 5.1。我使用了几个虚幻场景进行基准测试。在两个要求最高的场景（城市场景和远古之谷项目）中，GeForce RTX 4080 GPU 具有最高的帧速率。
深入挖掘后，我发现在运行两个最复杂的场景时，虚幻编辑器中的 GPU 使用率非常低：GeForce RTX 40 系列 GPU 约为 30-40%；30 系列和 20 系列略高。CPU 和内存使用率以及磁盘 I/O 远未达到最大值，因此系统其他地方不存在瓶颈。我怀疑这种低 GPU 使用率可能是虚幻引擎 5 中的新功能（特别是 Nanite 和 World Partition）减少 GPU 压力的结果。
渲染
接下来，我们有一组 GPU 渲染基准测试，使用各种更流行的 GPU 渲染器执行，以 4K 或更高分辨率渲染单帧。
在渲染基准测试中，GeForce RTX 40 系列 GPU 与上一代显卡相比，性能有了相当显着的提升，但也有一些值得注意的例外。
第一个是开源 LuxCoreRender，GeForce RTX 3090 和 Titan RTX 击败了 GeForce RTX 40 系列 GPU。这很可能是因为 LuxCoreRender 没有像商业应用程序那样频繁更新，并且尚未针对新的 GPU 硬件进行优化。
第二个也是更重要的例外是 V-Ray GPU 坦克场景。这样做的目的是为了强调 GPU 内存，导致 VRAM 小于 24 GB 的卡脱离核心：一旦 GPU 内存填满，数据必须在它和系统 RAM 之间传输，从而导致速度显着减慢。
24 GB GeForce RTX 4090 名列前茅，但大多数较旧的显卡都击败了 GeForce RTX 4080 和 RTX 4070 Ti，仅仅是因为它们还具有更大的显存。
这是可以使用专业 GPU 的例子之一，尽管它们的成本要高得多：更大的显存使得可以毫无问题地渲染更复杂的场景。
最后，来看看阿诺德的场景。尽管 GeForce RTX 40 系列 GPU 的性能优于大多数较旧的显卡，但华硕 ProArt 笔记本电脑系统中的移动 RTX 3070 以相当大的优势击败了所有这些显卡。考虑到它在所有测试的 GPU 中具有最小的帧缓冲区，这非常奇怪。我怀疑这是由于与台式机系统的 Zen 2 架构相比，笔记本电脑中的 CPU 采用了更新的 Zen 3 架构，但这对于 CPU 来说对 GPU 渲染测试的影响仍然相当大。
其他基准测试
下一个基准测试测试 GPU 在更专业任务中的使用情况。Premiere Pro 使用 GPU 进行视频编码；摄影测量应用 Metashape 使用 GPU 进行图像处理和 3D 模型生成；Houdini插件Axiom和Cinema 4D的Pyro解算器都使用GPU进行流体模拟。
在 Premiere Pro 中，所有新 GPU 的表现都非常出色，其中 RTX 4090 占据榜首。更有趣的结果是，RTX 4070 Ti 击败了 RTX 4080，老款 RTX 2080 Ti 和 Quadro RTX 8000 也一样——差距不大。
Metashape 结果遵循类似的模式，RTX 4090 和 RTX 4070 Ti 占据榜首，但卡之间的相对差异要小得多，因为 Metashape 不会对 GPU 造成特别大的负担：平均 GPU 使用率约为 20%。
接下来，我们有 Cinema 4D 的新 Pyro 解算器。与 GPU 渲染一样，流体模拟也是图形内存密集型的，在这里，性能几乎完全取决于可用的 GPU 内存量。在测试过程中，我注意到所有 GPU 的性能都很好，直到达到内存限制，之后事情就会几乎停止。凭借 48GB 板载内存，RTX A6000 和 Quadro RTX 8000 大幅击败所有较新的 GeForce RTX 40 系列卡。
在 Axiom 精心优化的内部基准测试中，结果更加可预测，RTX 4090 和 RTX 4080 占据榜首，其次是上一代 RTX 3090。
综合基准
最后，我们有各种各样的综合基准。它们不能准确预测 GPU 在生产中的性能，但可以衡量其相对于其他 GPU 的性能，并且可以将分数与在线提供的其他卡的分数进行比较。
正如预期的那样，RTX 40 系列 GPU 以中等至显着的优势位居榜首。
其他考虑因素
超频
GeForce RTX 4090 的标准时钟速度为 2.23 至 2.52 GHz（实际上，我的测试卡在负载下似乎以恒定的 2.52 GHz 运行），在此速度下，其 TDP 额定为 450W。但是 Nvidia 提供的 16 针至 4 x 8 针适配器电缆只需插入四个 8 针 PCIe 连接器中的三个即可以原始速度运行 RTX 4090。插入第四个，就可以将 GPU 推至TDP 为 600W。
为了测试性能的提升程度，我将 RTX 4090 超频至 3.00 Ghz 的基本 CPU 时钟速度和 1,463 MHz 的基本内存时钟速度，重复了几个基准测试。
对 RTX 4090 进行超频可提高大多数测试中的性能，GPU 渲染、模拟和综合基准测试显示性能提高了 10-20%。对视口帧速率的影响较小，在一种情况下，视口性能实际上下降了。
尽管运行温度几乎没有增加，需要额外的功率来满足新能的提升。
驱动程序
最后，关于 Studio 驱动程序的说明，我用它对 GeForce RTX GPU 进行了基准测试。Nvidia 现在为 GeForce 卡提供Studio 或 Game Ready 驱动程序选择，推荐用于 DCC 工作的 Studio 驱动程序和用于游戏的 Game Ready 驱动程序。在我的测试中，我发现它们在性能或显示质量方面没有明显的差异。我的理解是，Studio 驱动程序是为了 DCC 应用程序的稳定性而设计的，虽然我在 Game Ready 驱动程序上运行 DCC 软件时没有遇到任何实际问题，但如果您主要使用系统进行内容创建，则没有理由不这样做使用 Studio 驱动程序。
结果
从这些测试结果可以明显看出，只要您想要在 GPU 上执行的任务适合显存，GeForce RTX 40 系列 GPU 的性能就比前代产品有了显着提升。如果您执行大量内存密集型工作，则最好购买具有更多板载内存的上一代显卡：例如，GeForce RTX 3090 而不是 GeForce RTX 4080。
先看看三款新卡，首先是 GeForce RTX 4090。除了最糟糕的RTX 6000 Ada Generation（此处未进行测试）之外，它是您现在可以购买的最快的 GPU，无论是用于游戏还是内容创建。与上一代 RTX 3090 相比，除了性能大幅提升之外，它的功耗更低，运行温度更低，并且有超频空间。
它的建议零售价为 1,599 美元。尽管 RTX 4090 的价格比其前身 RTX 3090 高出 100 美元，但在某些情况下它的性能几乎是其两倍。
接下来，我们有 GeForce RTX 4080。这是一款有趣的产品。它是一款功能强大的 GPU，可以轻松击败所有上一代 GeForce RTX 30 系列 GPU，但需要超过 16 GB 显存的测试除外。
但 GeForce RTX 4080 的建议零售价为 1,199 美元，与 RTX 4090 的价格太接近了，但它的速度要慢得多，而且显存也少得多。如果预算充足，4090依然是更好的选择。
最后，我们有 GeForce RTX 4070 Ti。当我开始测试时，我并没有想到它会表现得很好，所以我很惊讶它的表现如此之强。在许多基准测试中，它紧随 RTX 4080 的后面，在某些情况下，它还击败了上一代 RTX 3090。
总体结论
虽然测试中的所有三款 GeForce RTX 40 系列显卡都表现都不错，但我首选是 RTX 4090。它对于内容创建（尤其是建模和渲染）而言是一款出色的 GPU，其 24 GB 帧缓冲区足以满足除最苛刻的 DCC 任务。只需确保您有足够大的 PSU 来供电：虽然 850W 是最低要求，但我建议使用 1000W，以便为超频和更快的 CPU 留出空间。
我的第二选择是 RTX 4070 Ti。虽然它的功能比 RTX 4090 弱很多，但它比 RTX 4080 更物有所值。它的 12 GB GPU 内存将成为某些工作流程的限制，但随着软件开发人员在优化核外方面做得更好性能，这可能不再是一个问题。
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