众所周知,如今对于整个PC行业来说,显卡无疑已经成为了消费者最大的痛点。一方面是层出不穷的新品,在性能、技术上确实进步极大,老款显卡在新系统与新游戏里的性能差距被越拉越大,换卡的需求客观存在;另一方面则是严重的缺货和猖獗的黄牛,使得真正的玩家几乎不可能用原价买到最近两三年的新卡,要么加价、要么凭运气抢购也几乎成为了显卡市场的常态。
不过除了以上这两点外,在最近这一两代新款显卡的设计上,所标定的功耗也已经普遍水涨船高。举例而言,此前发布的NVIDIA GeForce RTX3090,功耗已经比上代旗舰TITAN RTX(当然也包括2080Ti)高出了不少。而根据相关信息显示,前段时间刚刚亮相、至今尚未完全上市的RTX3090Ti,标定功耗还会继续显著增加。
然而这还没完,近日有多方面消息显示,NVIDIA下代旗舰显卡的算力和功耗都将有极大幅度的提升。其主频将可能达到2500MHz,单精度算力则会从3090Ti的40TFlops暴增至90TFlops、提升超过一倍,但同时TDP也会来到550W、甚至600W。换而言之,要想升级到下一代的旗舰显卡,1000W的电源功率基本已经成为了底线。
回溯历史不难发现,旗舰显卡的功耗其实并不是一直在上涨。例如很典型的案列就是曾经经典的GTX680,在性能显著提升的同时,功耗也比上一代的GTX580大幅下降。而纵观GTX680之后的多代显卡产品,从开普勒架构到伏打架构,整整四代顶级旗舰显卡的功耗其实也都一直维持在250W的水准,并未发生太多改变。
那么为什么最近这几年的顶级显卡,功耗就突然膨胀起来了呢?为了探究这个问题,我们三易生活统计了从GTX680到目前已有较为详细信息的RTX4090规格,并手动计算了其每W性能、每MHz性能、每核心性能等指标,也发现了一些很有趣的数据。
从这张表中可以看到,从多年前的开普勒架构到尚未发布的洛夫莱斯架构,它们的核心数量、主频和功耗都呈现出逐渐上涨的趋势。
在这个过程中,如果只看能效比、也就是单纯只把算力除以功耗的话,那么除了TITAN RTX、其他旗舰卡的能效比,客观上来说还是一直在提升的。也就是说,虽然这两三年来旗舰显卡是越来越耗电了,但它们的总体性能进步速度,还是大于功耗增加的速度。
但如果更进一步地将能效比细化到每一个核心、每1MHz的主频,那么情况就会完全不同了。
首先,从GTX680至今的旗舰显卡,每一个核心的单位能效比其实呈现出了一个先下降、再上升,并且最近两三代产品又开始滑坡的趋势。说的更直白点,就是如今的新架构虽然整体能效比有上升,但单核心的能效比其实是退步了的。
其次,如果将核心数量与主频的因素全部排除,更是会发现,从多年前的GTX680系列到尚未发布的RTX4090,具体到每一个核心的每时钟周期性能,更是几乎完全是在原地踏步。
这意味着,不同于CPU领域每年都要强调IPC(每时钟周期)性能改进的做法,在GPU领域每一代产品的性能大幅提升,几乎完全是靠着更多的核心数量,以及更高的运行主频来堆出来的。
CPU的核心数量毕竟还是少,因此IPC改进就显得非常重要
在这种情况下,一旦制程的进步不能完全抵消更多核心、更高主频所带来的功耗增长幅度,那么最终的结果自然就是整张显卡的功耗需求水涨船高。
至于为什么显卡里的单核心IPC会这么多年都原地踏步,甚至单核心的能效比还多次出现退步,这背后的原因,就只有相关研发人员才知道了。
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