DLSS 3一骑绝尘！NVIDIA RTX 4090评测：能效比远比想象的更优秀
一、前言：RTX 40系列顶级旗舰降临
2年前，NVIDIA RTX 3080拉开了RTX 30系列的大幕。这一次，Ada Lovelace RTX 40系列，NVIDIA直接拿出了旗舰级别的RTX 4090，而且还会有一定数量的公版会在国内电商平台开卖。
本次评测，我们主要将对RTX 4090在3个分辨率下性能表现、功耗表现，以及重点打造的DLSS 3进行体验。
RTX 4090采用的是AD102核心，完整的AD102核心共有18432个CUDA核心(分为12组GPC/72组TPC/144组SM)、576个第四代Tensor Core张量核心、144个第三代RT Core光追核心、576个纹理单元、192个ROP单元、18MB一级缓存、96MB二级缓存、36MB寄存器文件。
RTX 4090在此基础上做了部分些许精简，拥有11组GPC共16384个流处理器、512个Tensor Core、176个RT Core和176个流处理器单元，同时96MB二级缓存和36MB寄存器文件得到了完整的保留。
RTX 4090参数规格如下：
二、图赏：延续RTX 3090 Ti的外观设计、3.5插槽厚度
一张是RTX 3090 Ti，一张是RTX 4090。
可以看到RTX 4090基本上沿用了RTX 3090 Ti的外观设计，但同时做了一些优化，比如采用了风压更更大更静音的风扇。
单独欣赏一下RTX 4090。
顶部是16pin供电接口，厚度从3插槽增加到了3.5插槽，再创公版卡之最。
3个DP1.4和1个HDMI 2.1接口。
和3090一样，RTX 4090公版依旧采用了大面积的均热板设计，很熟悉的样子。
不过均热板做了优化，可以更紧密的贴合显存，降低高负载下的显存温度。
PCB版保持了RTX 30系的设计风格，20+3相供电电路设计，另外还有5个空焊位，应该会在RTX 4090Ti时补齐，届时会有28相供电。
由于正面空间不够，供电电容被放在了PCB板背面，并且使用高成本的钽电容。
AD102-300-A1核心，还不是满血版本。
来自美光的GDDR6X显存，单颗2GB，总容量24GB，等效频率21GHz，带宽近1TB/s。
供电电路特写。
三、理论性能测试：3DMark运行频率2700MHz 最高温度仅65度
1、3DMark
在2K分辨率3DMark Fire Extreme测试中，RTX 4090图形分数达到了45233分，核心温度最高53℃，核心运行最高频率为2775MHz，最高功耗387W。
在4K分辨率3DMark Fire Strike Ultra测试中，RTX 4090图形分数达到了24804分，核心温度最高57℃，核心运行最高频率为2775MHz，最高功耗429W。
对比RTX 3090 Ti跑分提升了超过70％，最好甚至接近80％，RX 6950 XT作为A卡旗舰已经远远看不见尾灯。
PS：RTX 3090/3080因为数据较老有差异，未加入对比，放上了最新的RTX 3070。
2、3DMark Time Spy
在2K分辨率3DMark Time Spy测试中，RTX 4090图形分数达到了36463分，核心温度最高63℃，核心运行最高频率为2760MHz,最高功耗413W。
在4K分辨率3DMark Time Spy Extreme测试中， RTX 4090图形分数达到了19307分，核心温度最高65℃，核心运行最高频率为2760MHz，最高功耗440W。
Time Spy中提升幅度小一些，但也有67％。
四、1080P与2K游戏测试：无法体现RTX 4090的性能优势
1、GTA V
2、刺客信条 ：英灵殿
3、德军总部：新血脉
4、地平线 ：零之曙光
5、帝国时代4
6、孤岛惊魂5
7、孤岛惊魂6
8、古墓丽影：暗影
9、极限竞速：地平线5
10、赛博朋克2077
11、巫师 3
12、无主之地3
13、战争机器5
测试数据汇总如下：
1080P分辨率下 ，由于CPU存在巨大的瓶颈，高端显卡之间完全无法拉开性能差距，RTX 4090只比RTX 3090 Ti快了17％，比RX 6950 XT快了14%。
即使是2K分辨率，情况也没有得到改善，很多游戏依然是CPU处于瓶颈状态。在这个分辨率下，RTX 4090比RTX 3090 Ti快了29%，比RX 6950 XT快了32%。
五、4K游戏测试：平均领先RTX 3090 Ti 52%
1、GTA V
2、刺客信条 ：英灵殿
3、德军总部：新血脉
4、地平线 ：零之曙光
5、帝国时代4
6、孤岛惊魂5
7、孤岛惊魂6
8、古墓丽影：暗影
9、极限竞速：地平线5
10、赛博朋克2077
11、巫师 3
12、无主之地3
13、战争机器5
测试数据汇总如下：
在主流3A游戏中，RTX 4090相对RTX 3090 Ti有67%的帧率优势，综合13款游戏的测试结果，平均领先幅度为52%。
和AMD的旗舰RX 6950 XT相比，RTX 4090在4K分辨率下的领先优势为66%。
PS：由于时间关系，4K下的光追＋DLSS游戏性能没来得及详细测试，我们会在明天补全。
六、烤机与真实游戏功耗测试
1、烤机测试
使用Furmark来对RTX 4090进行烤机测试，测试是室温为28度。
将Furmark的参数设定为1920*1080分辨率、0AA。
运行14分钟之后，RTX 4090的温度稳定在71度附近，没有上升的迹象，显卡的功耗稳定在440W，烤机时GPU频率为2610MHz，比Boost频率还高近100MHz。
在同样的条件下对RTX 3090 Ti进行烤机测试，虽然功耗达到了446W，温度74度，但是它在烤机时核心频率仅为1380MHz，差不多只有RTX 4090的一半。
如果想要它的烤机频率达到Boost频率相同的1860MHz，预计至少要600W甚至700W功耗。
2、游戏功耗测试
从烤机测试里面我们可以看到，虽然RTX 4090与RTX 3090 Ti同样是450W TDP，但是它对功耗的要求其实是远低于RTX 3090 Ti的，下面我们来看看在运行游戏时的二者的功耗差别。
1)、GTA
1080P分辨率下，RTX 4090的GPU占用率只有39%，功耗为110W。
RTX 3090 Ti的GPU占用率为53%，功耗224W，刚好是RTX 4090的二倍。
2K分辨率下，RTX 4090的GPU占用率提升到了50%，GPU功耗172W。
4K分辨率下，RTX 4090的功耗依然只有288W，而RTX 3090 Ti的功耗已经将近400W。
2、帝国时代4
1080P分辨率下，RTX 4090的GPU占用率62%，功耗238W。
RTX 3090 Ti的GPU占用率达到94%，功耗408W。
2K分辨率下，RTX 4090的GPU占用率依然只有76%，功耗305W。
RTX 3090 Ti的GPU占用率高达98%，功耗428W。
4K分辨下，RTX 4090的GPU占用终于到了97%，功耗也达到了387W。
RTX 3090 Ti的功耗为428W。
我们一共测试了5款游戏，就不在这里一一展示了，下面以图表的形势更直观的展现出来。
在1080P分辨率下，RTX 4090在《巫师3》中的功耗最高，达到了300W，但是帧率也有300FPS；RTX 3090 Ti在《巫师3》中的功耗为375W，帧率是210FPS。
在2K分辨率下，RTX 4090在主流游戏中的功耗提升到了320W左右，但是功耗最高的《巫师》3也只有330W.
而RTX 3090 Ti在2K分辨率下功耗比RTX 4090高100W左右，比如在《巫师3》中的功耗是411W，帧率是167FPS，比RTX 4090低了100帧。
即便是4K分辨率，RTX 4090的功耗也没有超过400W，最高为《帝国时代4》，功耗是387W，帧率202FPS。
RTX 3090 Ti在多个游戏中达到了450W的功耗上限，平均功耗比RTX 4090高了20%以上。
七、DLSS 3测试：性能数倍提升
Ada Lovelace架构最大的变化就是带来了全新的DLSS 3技术，基于强大的光流加速器(OFA)，可以通过AI生成帧画面，插入常规渲染帧之间。
全新的DLSS 3在原有的DLSS超分辨率的基础上，添加了光学多帧生成技术，以生成全新的帧，而不像原来只能生成像素。
其原理就是分析当前帧与前一帧的画面差异，通过AI算法得到全新的一帧，也就是说，在DLSS 2.0基础之上，DLSS 3能将游戏的帧率直接提升1倍。
凭空生成的一帧产生的延迟通过捆绑了NVIDIA Reflex，来降低画面延迟。
为了让插帧更加真实，DLSS 3同时还引入了New Optical Flow Accelerator（光流加速器），他能准确计算连续2帧的光影以及粒子流动方向，速度等信息，在通过计算运动矢量和光流来蝴蝶更为精准的阴影重建效果。
在没有光流加速器的情况下，当物体做快速运动，会生成错误的阴影。
光流加速器会捕捉到每一个像素中的粒子、反射和光照等信息，并在第二帧中查找匹配的像素区域，计算帧之间的差值，最终得到准确的阴影重建。
因此，DLSS 3的插帧技术并非是凭空生成的一帧。
下面，我们以《逆水寒》和《赛博朋克2077》为例，来看看DLSS 3在画面效果以及性能改进。
TAA抗锯齿画面。
DLSS 3画面，与TAA的画面差异肉眼难以察觉。
其实在静止状态下，DLSS 3和DLSS 2.0的画面是没有区别的，要想准确找到高速运动的情况下，DLSS 3所计算出来的插帧，需要能够实现每秒100帧高速截图的工具才能实现，然后才能对比前后三帧之间的画面差异。
在开启DLSS 3之后，RTX 4090在《赛博朋克2077》中的帧率从44FPS直接提升到了135FPS。而RTX 3090 Ti在打开DLSS 2时，帧率只有52FPS。
《逆水寒》“拂云庭“也更新了对于DLSS 3的支持，同时支持路径光线追踪。
DLSS OFF
DLSS 3 ON
我们依然难以发现DLSS 3在画面上的瑕疵。
《逆水寒：拂云庭》在关闭DLSS之后，不是很稳定，帧率也只有21FPS，打开DLSS 3之后，帧率直接到了82FPS，近乎300%的提升。同时这个成绩相当于RTX 3090 Ti + DLSS 2的2.9倍。
八、光线追踪游戏测试：不开DLSS光追效率较RTX 30提升8%
1、古墓丽影：暗影
《古墓丽影：暗影》在4K分辨率下开启超高模式光线追踪，帧率依然有122FPS。
同时开启DLSS 2（平衡模式）之后，帧率来到了198FPS，提升幅度为62%。
RTX 4090开启光追，帧率只是下降了34%，而RTX 3090 Ti则下降了38%。
开启DLSS之后，RTX 4090的帧率更是达到了198FPS。
2、控制
默认模式下，RTX 4090的帧率是123FPS。
开启光追之后，帧率到了85FPS，下降了31%。
开启DLSS之后，帧率暴涨到了158FPS，提升幅度为86%。
在《控制》游戏中，RTX 4090开启光追后，帧率依然有85FPS，而且帧率下降幅度只有31%。
相比之下，RTX 3090 Ti开启光追之后，帧率下降幅度为36%。
3、赛博朋克2077
RTX 4090开启光追之后帧率从80FPS下降到了44FPS。
打开DLSS 2，帧率来到了88FPS。
《赛博朋克2077》在开启光追之后，帧率下降幅度比较大，RTX 3090 Ti下降了52%之多，而RTX 4090要好一些，帧率只下降了47。
另外在开了DLSS 3之后，RTX 4090的帧率提升非常恐怖，135FPS的帧率相当于RTX 3090 Ti + DLSS 2的整整3倍。
九、总结：一骑绝尘能效比远比想象的更优秀
我们长话短说，本次评测的内容简述如下：
1、功耗
当初看到RTX 4090高达450W的TDP时，会让很多玩家产生RTX 4090的功耗甚至比RTX 3090 Ti还要高的错觉。
其实并非如此，TDP只是一个数字，并非显卡的真实功耗体现。就比如你把RTX 3060的TDP解锁到400W，在默频下无论你怎么跑，它都跑不到400W。
RTX 4090也是如此，NV只是将它的默认功耗上限设置为450W，而实际上，它在当今最苛刻的游戏中开最高画质和4K分辨率都跑不到甚至400W。
唯一能接近450W的就是Frumark烤机测试了，RTX 4090烤机功耗为440W，但是考虑频率却达到了逆天的2610MHz，要知道它的Boost频率只有2520MHz。
对比之下，RTX 3090 Ti在进行Furmark烤机时，功耗轻松达到450W，然而即便是如此之高的功耗，它在烤机时的运行频率只有1380MHz，远远低于其1850MHz的Boost频率，如果放开功耗限制，RTX 3090 Ti的烤机功耗还能继续上升到一个恐怖的境界。
根据我们的测试结果，RTX 4090在1080P分辨率下，大多数3A游戏中的运行功耗在200~250W之间；2K分辨率下的功耗约为310W左右，很难超过330W；及时到了4K分辨率，它的运行功耗也在380W之下。
2、性能
1080P以及2K分辨率已经完全无法反映RTX 4090的真实性能，在这2个分辨率下，相对RTX 3090 Ti的帧率提升不到30%。
4K分辨率下，在对CPU性能需求不高的游戏，RTX 4090能够领先RTX 3090 Ti 67%左右。
综合14款游戏的测试成绩，RTX 4090在4K分辨率下较RTX 3090 Ti快了52%，比RX 6950 XT快了66%。
值得注意的是，如此4K分辨率下，仍有一些游戏出现了CPU瓶颈状态，导致RTX 4090无法发挥全部实力，拉开与其他显卡的档次。
不过请记住，随着未来CPU和内存性能的提升，以及更先进的游戏引擎的普及，RTX 4090将会展现它真实的性能潜力，远不是现在所测试的相比RTX 3090 Ti的52%帧率领先。
3、散热
RTX 4090的散热能力远不止450W，在正常游戏时，它的GPU温度通常不到60度，毕竟它的游戏功耗并不高。
只有在使用Furmark在440W的功耗下长时间烤机，才会让它的温度飙到70度。
4、DLSS 3
目前以我们的水准难以辨识出DLSS 3与原图的画面差异，未来我们会想办法解决这个问题。
就性能而言，DLSS 3是一个怪物，RTX 4090在开启DLSS 3之后，在多个游戏中的帧率达到了RTX 3090 Ti+ DLSS 2的2.5倍以上。
目前已经有超过30款游戏宣布支持DLSS 3，其中：
《超级人类》（SUPER PEOPLE）：抢先体验版将于10月12日13:00发布，支持DLSS 3。
《生死轮回》（Loopmancer）：将于10月12日发布更新版，支持DLSS 3。
《逆水寒》“拂云庭“（Justice ‘Fuyun Court’）：全新图形展示将于10月13日发布，支持DLSS 3。
《微软模拟飞行》（Microsoft Flight Simulator）：将于10月17日为Xbox Insider计划成员推出测试版，支持DLSS 3
《瘟疫传说：安魂曲》(A Plague Tale: Requiem)：将于10月18日发布，支持DLSS 3。
另外，本次NVIDIA将限量推出GeForce RTX 4090 FE版，于北京时间10月12日晚9点在京东首发上市。
APP：
https://pro.m.jd.com/mall/active/2Q3QibQnDKAMZ2q1o6J7nE4ahjFm/index.html
PC：
https://pro.jd.com/mall/active/2Q3QibQnDKAMZ2q1o6J7nE4ahjFm/index.html
目前RTX 4090在天梯榜一骑绝尘，坐等RX 7900XT来战
