CPU由專為串行任務而優化的核心組成,GPU則是由數以千計的更小、更高效的核心組成的大規模并行架構(專為同時處理多重任務而設計)。因此,在并行處理特定數據的時候,GPU要比CPU高效很多。早期GPU因為指令集有限和浮點小數支持度的問題,并且沒有通用計算架構,在通用計算方面限制較多。隨著游戲市場需求的牽引,GPU的性能得到了極大的提升,主流的GPU都采用了統一架構單元,大大地擴展了應用范圍,從而使得GPU也能夠支持越來越復雜的運算,可編程性和功能得到了極大的擴展,單精度浮點處理能力也得到了極大的增強。以NVIDIA顯卡為例,其搭載了CUDA通用并行計算架構,該架構讓GPU可以參與解決復雜的計算問題,借助NVIDIA提供的CUDA SDK,開發者可以更容易地讓GPU參與到運算中。

雖然光線追蹤在概念層面很簡單,但是在計算層面卻比較復雜
光線追蹤對于3D圖形創作者來說并不是一個陌生的東西,它早已是好萊塢大片特效中不可或缺的一部分。光線追蹤在帶來真實和炫酷的畫面表現的同時,其計算量也是相當龐大,如今的光線追蹤渲染器主宰著虛擬效果制作和動畫特效領域。大規模并行GPU的出現擴展了光線追蹤的應用空間。從前采用主流CPU時需要幾小時才能完成的離線渲染現在使用GPU只需要幾分鐘的時間。如今NVIDIA GPU與NVIDIA最先進的光線追蹤技術堆棧配合使用,提供了相應的計算能力和軟件框架,可在消費者級產品上執行實時光線追蹤工作負載。
NVIDIA RTX顯卡擁有新一代RTX 張量計算核心,照片增強、AI降噪等耗時和重復性的任務都可以經由專業軟件交給人工智能來處理,其處理能力較上一代產品提高了10倍。在NVIDIA RTX GPU和NVIDIA RTX STUDIO的支持下,能更好地加速基于物理效果的渲染,光線追蹤功能可讓創意家們在Autodesk Arnold、Chaos Group V-Ray、OTOY OctaneRender、Maxon Redshift 和 Blender Cycles 中以栩栩如生的方式實時呈現素材。
實時設計可視化長期以來都是創意工作者們的夢想,隨著NVIDIA RTX GPU的出現,這一夢想或許能提前十年實現,實時渲染的全新紀元或將提前開啟。
測試平臺
顯卡:技嘉RTX 2070 SUPER GAMING OC WHITE 8G
CPU:AMD 銳龍7 3800X
主板:技嘉X570 AORUS PRO WIFI
硬盤:技嘉AORUS NVMe Gen4 SSD
電源:技嘉AORUS AP850GM
內存:芝奇幻光戟8GB DDR4 3200MHz × 2
操作系統:Windows10 64bit 2004 專業版
顯示驅動:NVIDIA Studio Driver 451.48

技嘉RTX 2070 SUPER GAMING OC WHITE 8G非常適合主流玩家的選購需求。其擁有40個RT Cores,加速頻率為1815MHz(公版為1770MHz),可以為創意家們提供更加強勁的光線追蹤計算能力。
散熱部分,該顯卡采用了6條結合了傳統溝槽式和銅粉燒結式熱管優點的復合式熱管直觸GPU的設計,通過雙重傳導媒介,能將熱量更快速地導出。該顯卡擁有技嘉引以為傲的正逆轉氣流導向風扇設計,能將風扇風流導向同一方向,加強風壓,提升整體散熱性能。供電部分采用8相核心供電和2相顯存供電的設計,可有效降低MOSFET的工作溫度,提供強勁的顯卡性能和更長的使用壽命。

從V-Ray Next渲染器搭配SketchUP2020的測試來看,技嘉RTX 2070 SUPER GAMING OC WHITE 8G的 GPU CUDA計算可以將整體渲染時間縮短至CPU渲染的一半,而如果使用全新的RTX OptiX API進行渲染,性能上的表現則更加強勁,只用了CPU處理時間的1/3左右即可完成渲染,帶來了巨大的效能提升。在渲染器中可以看到其支持V-Ray降噪和NVIDIA AI降噪兩種模式,使用NVIDIA AI降噪相比V-Ray降噪節省了13%的時間,NVIDIA GPU的AI人工智能張量核心得到了很好的利用。

從渲染時間來看,Arnold渲染器的GPU渲染效率更加驚人,在使用技嘉RTX 2070 SUPER GAMING OC WHITE 8G這樣的性能級顯卡的情況下,只用了不到CPU渲染十分之一的時間即可完成渲染,提升非常恐怖。開啟降噪后,我們得到了較為精美的畫面,但整體時間依舊不到處理器渲染時間的十分之一,表現非常不錯。
當然,從目前來看,Arnold渲染器的GPU渲染還有一部分渲染效果無法支持,但相信隨著開發的深入,這些問題都將迎刃而解。

在Blender2.83的測試中,使用技嘉RTX 2070 SUPER GAMING OC WHITE 8G這樣的性能級顯卡的情況下,GPU CUDA的渲染時間只有處理器渲染時間的三分之一,而NVIDIA OptiX的渲染時間則只有處理器渲染時間的四分之一,效率表現非常突出。

NVIDIA RTX Studio在支持實時渲染器方面也有非常不錯的表現,在使用了NVIDIA RTX Studio后,Lumion、Twinmotion、Enscape之類的實時渲染器將獲得更快的實時渲染表現和更穩定的使用體驗。
NVIDIA和國內D5渲染器團隊通過戰略合作,D5 Render渲染器的最新1.6正式版本已經支持基于NVIDIA圖靈架構重新研發的混合實時渲染管線。基于UE4的D5 Render渲染器可以做到無需烘焙、預計算,實時渲染高品質畫面,NVIDIA RTX技術使D5渲染器能夠在幾分鐘內計算和緩存全局照明、反射和陰影數據,并導出4K動畫。與CPU渲染器或上一代GPU加速相比,D5渲染器此次更新將動畫渲染時間縮短90%以上。除了實時光線追蹤外,D5渲染器還利用RTX進行AI降噪。
總的來說,實時設計可視化在NVIDIA RTX Studio的支持下,離我們將越來越近,使用體驗也將越來越好。
GPU的不斷發展,通用計算架構的不斷革新,讓GPU可以實現更多在游戲之外的工作。從測試中我們可以看到,NVIDIA RTX Studio相比傳統的CPU處理模式,大幅提升了效率,將帶給創意工作者們更高的生產力性能,減少等待時間,讓創意靈感更快一步。而NVIDIA RTX Studio的推出,不但加速了整個行業生態向更高效的方向發展,同時也在積極地改變和推進生態的變化,為創意工作者們帶來更高的工作效率、更豐富的生產力工具和更便捷的工作方式。除了在硬件上的高效,伴隨創意軟件更新而實時更新的NVIDIA Studio Driver,也為穩定工作提供了保障。如果你也是一位3D渲染行業和建筑可視化行業的創意工作者,不妨選購一塊技嘉RTX 2070 SUPER GAMING OC WHITE 8G這樣的RTX顯卡,帶來更加高效穩定的工作體驗。