玩光追，有它才暢快

張祖強

在進行實測對比之前，我們不妨先通過NVIDIA GeForce RTX 30系列和AMD Radeon RX 6000系列顯卡的規格參數來對比它們的“理論戰力值”。NVIDIA GeForce RTX 30系列顯卡（下文簡稱RTX 30系列顯卡）基于目前最新的NVIDIA Ampere架構，該架構采用改進的Streaming Multiprocessor（下文簡稱SM） ，它由不同核心、單元以及內存構成。NVIDIA Ampere架構SM的一大變化是FP32操作的吞吐量變為兩倍。為實現這一目標，新數據路徑設計是每個SM分區每時鐘能夠執行32個F P32操作，所有四個S M分區組合在一起，每個時鐘可執行128F P32操作。這能帶來什么好處呢？簡單來說，圖形、計算操作和算法、現代著色器工作負載通常混合使用FP32算術指令。FP32加速也有助于光線追蹤降噪著色器。光線追蹤渲染工作負載越大，相對于上一代產品的性能提升越大。

和RTX 20系列顯卡相比，RTX 30系列顯卡的RT Core和Tensor Core均進行了增強。其中，RTX 30系列顯卡搭載的是第二代RT Core。NVIDIA的數據表明，第二代RT Core的性能達到上一代的兩倍左右，同時其運動模糊渲染效率更是達到上一代RT Core的8倍。

在GPU上引入Tensor Core（中文名為“張量核心”）是NVI DI A近年來的一大創舉。RTX 30系列顯卡上搭載的是第三代Tensor Core，其主要特點是支持更多的數據格式，大幅度加強了在稀疏矩陣計算時的效能。比如在原始矩陣具有稀疏性時，第三代Tensor Core的速度可達到第一代的20倍等。而在實際游戲中，第三代Tensor Core提供的就是玩家熟悉的NVIDIA DLSS功能，其主要作用是在游戲中有效遏制幀率下降，同時還能提供優秀的畫質表現。目前，NV IDI A DLSS已經更新至2.1版本，并在游戲中提供了質量、平衡、性能和超性能這4種模式供玩家選擇。

此外，引入光線追蹤動態模糊加速也是基于NVIDIA Ampere架構的第二代RT Core上一個重要的技術創新。動態模糊是一種非常流行且重要的計算機圖形效果，它可用于游戲、電影以及許多專業渲染應用程序中。從原理上來講，動態模糊的本質和膠片攝影相關，因為膠片攝影時，圖像不是立即創建的，而是通過將膠片在有限的時間段內曝光來創建的。這意味著目標物體在膠片快門時間內的高速移動將帶來模糊的曝光效果。如果G P U想要創建類似效果，必須模擬相機和膠片工作流程。動態模糊對于電影是非常重要的，它能夠避免畫面出現斷續卡頓的情況，對游戲來說亦是如此。

AMD Radeon RX 6000系列（下文簡稱RX 6000系列）顯卡是AMD第一代支持硬件光線追蹤渲染的產品。該系列顯卡基于AMD最新推出的RDNA 2架構，并通過引入硬件光線追蹤單元（下文簡稱：RA單元）以實現對硬件光線追蹤渲染的支持。目前的資料顯示，RDNA 2架構的每個CU單元配備1個RA單元，同時AMD宣稱RA單元的光線追蹤交叉性能是傳統軟件執行的10倍。數據顯示，RDNA2架構的GPU在微軟DXR SDK的Procedural Geometry的測試中帶來了471fps的成績，在軟件模擬下只有34f p s，因此性能達到了軟件的13.8倍。實際上Procedural Geometry只是整個DXR SDK中的一部分，用于測試地面以上所有對象在光線追蹤上的性能，其圖元信息包括解析幾何、體積幾何和帶符號的距離幾何等多重內容。

從技術層面來看，RTX30系列顯卡和RX6000系列顯卡均在硬件層面支持實時光線追蹤渲染，但考慮到RTX 30系列顯卡還得到第三代Tensor Core的加持，它可以大幅提升游戲幀率，所以我們認為RTX30系列顯卡在光追游戲中開啟DLSS之后的游戲性能應該更加出色。那么實際情況如何呢？下面我們就在游戲實測中一探究竟。

光追性能對比測試

參與本次測試的顯卡是來自NVIDIA的GeForce RTX 3080、GeForceRTX 3070、GeForce RTX 3060 Ti（下文分別簡稱RT X 3080、RT X 3070、RTX 3060 Ti），以及它們各自的對位顯卡—AMD Radeon RX 6800XT、Radeon RX 6800、Radeon RX 6700XT（下文分別簡稱R X 6 8 0 0 X T、R X6800、R X 6700X T）。同時，我們還為這些參測顯卡搭配了以A M D銳龍9 5950X處理器、ROG CROSSHAIR ⅧDARK HERO主板、DDR4 3200 32GB雙通道內存為核心的測試平臺。

測試游戲的選擇上，《賽博朋克2077》這款時下火爆的光追游戲自然不可或缺，同時我們還挑選了包含《堡壘之夜》《我的世界》《控制》等共計8款光追游戲參與測試?？紤]到來自NVIDIA的3款RTX 30系列顯卡還支持DLSS技術，所以我們在測試中將分別測試這3款顯卡在“光追：開+DLSS：關”，以及“光追：開+DLSS：開”設定下的性能。游戲設置方面，所有參測游戲的光線追蹤等級將設為最高，同時部分參測游戲支持多種DLSS模式，我們在本次測試中統一選擇平衡模式。需要說明的是，由于RTX 3080、RTX 3070、RTX 3060 Ti在1080p分辨率下運行《古墓麗影：暗影》和《地鐵：離去》時不支持開啟DLSS，所以在這兩款游戲中，我們不考察這3款顯卡在1080p分辨率下同時開啟光線追蹤和DLSS的性能。

測試成績解析部分，我們將首先對比參測顯卡在開啟光線追蹤，并關閉DLSS時的游戲性能。隨后我們還會把RTX 3080、RTX 3070、RTX 3060Ti在同時開啟光線追蹤和D L S S之后的游戲性能，分別與R X 6800X T、R X6800、RX 6700XT進行對比。

首先在開啟光線追蹤，并關閉DLSS時，參測3款RTX 30系列顯卡大獲全勝。例如在2.5K分辨率和最高畫質下，RTX 3080運行《控制》的平均幀率達到72fps，而其對位顯卡R X6800XT的平均幀率僅有49fps，后者的測試成績不僅落后RTX 3080約47%，同時還遠低于60fps這一絕對流暢基準線。可以預見的是，在一些光線追蹤環境較為復雜，或者玩家與敵人進行激烈對抗的過程中，RX 6800XT在2.5K分辨率和最高畫質下很難給玩家提供足夠流暢的光追體驗。不僅如此，分別在1080p、2.5K和4K下運行《我的世界》時，RT X 3080和RT X3060 Ti測得的平均幀率都達到其對位顯卡RX 6800XT和RX 6700XT的兩倍或更高。同時相比RX 6800，RTX 3070在上述3種分辨率下運行《我的世界》的平均幀率也都高出85%以上。

下面我們再來看看開啟DLSS之后，參測3款RT X 30系列顯卡的光追游戲性能。測試成績顯示，相比關閉DLSS時，這3款RTX 30系列顯卡在開啟DLSS之后的性能提升非常大。例如關閉DLSS時，RTX 3080在4K分辨率和最高畫質下運行《我的世界》的平衡幀率為34fps，而當開啟DLSS之后，其平均幀率提升180%，達到95fps。不僅如此，和6800XT、RX 6800、RX 6700XT這3款顯卡相比，參測3款RTX 30系列顯卡開啟D LSS之后的光追性能領先非常多。同樣以《我的世界》為例，RX 6700XT在4K分辨率和最高畫質下運行這款游戲的平均幀率為10fps，而其對位顯卡RTX 3060 Ti在相同設定下運行《我的世界》的平均幀率高達60fps，是前者的6倍。

RTX 30系列顯卡，光追游戲玩家的不二之選

綜合我們的測試成績不難看出，RTX 3080、RTX 3070、RTX 3060 Ti在8款參測游戲中的光追性能完全碾壓各自的對位顯卡。不僅如此，即使RTX 3060Ti的定位比RX 6800XT更低一些，但在開啟DLSS之后，其光追游戲性能也能在不同程度上領先RX 6800XT，可見在DLSS的加持下，RTX 30系列顯卡的光追游戲性能的確更加亮眼。因此我們認為，對于想要享受暢爽光追游戲體驗的玩家來說，RTX 30系列顯卡就是你們的不二之選。