NVIDIA GeForce RTX 4090效能實測,新世代卡王暢玩4K光線追蹤

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3D渲染與3DMark測試套餐

在測試的前半部,我們先透過下列圖表來瞭解V-Ray 3D渲染以及3DMark的效能表現。

V-Ray是由保加利亞的Chaos Group公司所開發3D圖像渲染應用程式。RTX 4090無論是使用CUDA運算或是RTX光線追蹤運算,效能都是RTX 3080的2.3倍以上。

3DMark Fire Strik採用Direct X 11繪圖API搭配1080p解析度(1920 x 1080),由於各張顯示卡都搭配一樣的處理器,所以物理分數會相當接近,圖像分數部分無疑是由RTX 4090大幅領先。

Fire Strike Extreme將解析度提升至2K(2560 x 1440),RTX 4090的圖像分數能夠領先RTX 3080達112.7%。

Fire Strike Ultra進一步將解析度提升至4K(3840 x 2160),RTX 4090將圖像分數的領先擴大至128.96%。

3DMark Time Spy採用Direct X 12搭配2K解析度,比較能反映現今遊戲的效能趨勢。RTX 4090的圖像分數仍以116.3%巨幅領先RTX 3080。

Time Spy Extreme將解析度提升至4K,,RTX 4090圖像分數能夠領先RTX 3080達126.01%。

3DMark Port Royal採用DirectX Raytracing(DXR)光線追蹤繪圖技術搭配2K解析度,是考驗顯示卡光線追蹤效能的競技場。RTX 4090領先幅度高達130.61%。

3DMark DirextX光線追蹤功能測試同樣採用DXR技術,RTX 4090將領先幅度拉開至190.54%。

Xess功能測試是3DMark最新加入的項目,它可以用於測試Intel提出的Xess升頻技術所帶來的效能增益。AMD與NVIDIA的表現落差不大,但RTX 4090透過升頻提高的FPS效果最不顯著。

回到NVIDIA自家DLSS升頻技術的主場,開啟DLSS 2之後,RTX 3080、RTX 4090都有超過100%的FPS效能提升。AMD顯示卡因不支援DLSS故無法進行測試。

NVIDIA新推出的DLSS 3除了包含Super Resolution升頻,還有全新的Frame Generation,將升頻效率提高到203.64%,讓FPS效能達到關閉DLSS時的3倍。

遊戲效能實測

接下來我們一起深入瞭解GeForce RTX 4090的實際遊戲的效能表現如何。由於這次我們將測試基準平台的處理器由原本的Ryzen 7 5800X升級為Ryzen 7 7700X,因此能緩解處理器效能瓶頸(CPU Bond)狀況,尤其對競技類遊戲的幫助更是顯著。

首先我們看到競技類遊戲的《要塞英雄》,RTX 4090能將4K解析度平均FPS拉抬到接近144幀,而各解析度的99百分位FPS(指僅有1%的畫格低於此速度)相較於對照組也有明顯提升,可以有效緩解操作延遲與卡頓情況。

從數據可以推測Ryzen 7 7700X《絕對武力:全球攻勢》的處理器效能瓶頸大約就是在FPS為870幀左右,至於在4K解析度下,RTX 4090的平均FPS也有超過 400幀的表現。

在我們新加入的《電馭叛客2077》效能測試中,關閉光線追蹤的情況下,RTX 4090能夠在不同且解析度領先RTX 3080達54.45~89.07%不等。

《電馭叛客2077》開啟光線追蹤後,RTX 4090的領先幅度擴大至84.43~170.95%。比較可惜的是RTX 4090仍然無法將4K光線追蹤的平均FPS表現扛過60幀大關,不過開啟DLSS 3升頻後表現可達144幀,我們會在後續專題中進行詳細介紹。

《大地長征5》關閉光線追蹤的情況下,RTX 4090在4K解析度的效能領先RTX 3080達到118.91%。

《大地長征5》開啟光線追蹤後,RTX 4090拉大領先幅度達126.9%。

從數據中可以推測,《古墓奇兵:暗影》的處理器效能瓶頸大約在FPS為215幀左右,RTX 4090在2K解析度已經快要碰到瓶頸。

《古墓奇兵:暗影》開啟光線追蹤後,RTX 4090可以在4K解析度提供平均FPS近120幀的流暢效能。

在《戰慄深隧:流亡》不使用光線追蹤的情況下,RTX 4090可以在4K解析度的平均FPS效能超過120幀。

《戰慄深隧:流亡》開啟光線追蹤後,RTX 4090也能提供遠高於60幀的平均FPS,能夠流暢執行遊戲。

在不使用光線追蹤的情況下,RTX 4090的效能在《看門狗:自由軍團》領先RTX 3080達到1倍以上。

開啟光線追蹤後,RTX 4090不需DLSS升頻技術就能在《看門狗:自由軍團》提供60幀以上的平均FPS,表現相當出色。

《極地戰嚎6》對顯示卡的效能需求較低,RTX 4090能在4K解析度下輕鬆將平均FPS推上120幀。

《極地戰嚎6》開啟光線追蹤後,RTX 4090還是能在4K解析度提供破100幀的平均FPS。

在《火線獵殺:絕境》中,RTX 4090能在4K解析度達到平均FPS近144幀的表現,能夠滿足進階射擊遊戲玩家的需求。

RTX 4090在《刺客教條:維京紀元》的4K解析度中,效能表現較RTX 3080高出94.83%。

《刺客任務III》Dubai(杜拜)測試項目包含多種場景與NPC角色,整體繪圖負擔較低,RTX 4090能將平均FPS拉抬超過200幀。

《刺客任務III》Dartmoor(達特穆爾)測試項目則包含許多槍枝射擊與爆炸效果,充滿物理與粒子模擬,對處理器與顯示卡的考驗更加嚴苛,RTX 4090也有平均FPS超過144幀的優秀表現。

《刺客任務III》也終於透過更新加入光線追蹤功能,因此我們也將其納入測試。開啟光線追蹤後,RTX 4090在Dubai測試項目的平均FPS為66.04幀

至於負擔較重的Dartmoor項目加上光線追蹤,RTX 4090的平均FPS為56.86幀,略低於60幀門檻,不過這種幅度的落後可以透過G-Sync增強同步功能彌補,達到目視與60幀無差別的遊戲體驗。

真4K光線追蹤顯示卡登場

比較可惜的是筆者來不及在這次測試專題進行GeForce RTX 3090 / 3090 Ti或是Radeon RX 6950 XT等前一代旗艦顯示卡的測試,但從過去的數據推測,GeForce RTX 4090與GeForce RTX 3090相比,在傳統光柵化繪圖或是光線追蹤的效能表現分別約有8、9成的提升,就算保守估計也可達6成以上,而官方定價僅從美金1,499元上調至1,599元,漲幅僅有6.67%,從性價比的觀點來分析,世代升級效益相當明顯。

GeForce RTX 4090也能將多款遊戲的4K解析度、最高畫質搭配光線追蹤的平均FPS效能表現扛過60幀門檻,成為首張「真4K光線追蹤」顯示卡,對於效能略有不足的遊戲,或是即將透過更新追加的《電馭叛客2077》Overdrive Mode超高畫質光線追蹤模式,都可以藉由DLSS 3升頻技術大幅提升效能表現,帶來更好的遊戲體驗。DLSS 3的解說與實測請參考下方相關文章連結。

另一點值得注意的是,NVIDIA官方表示他們也觀察到有越來越多從事多媒體創作、3D開發的個人工作室,他們不見得需要Quadro系列繪圖卡針對企業用戶提供的功能與服務,因此也開始為GeForce系列顯示卡提供Studio驅動程式,並在RTX 40系列顯示卡開始搭載雙硬體編碼器(NVENC)等功能,提供更強大的工具協助創作者揮灑創意,可以說是適合頂級玩家與創意工作者參考的新世代卡王。

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國寶大師 李文恩
作者

電腦王特約作者,專門負責硬派內容,從處理器、主機板到開發板、零組件,尖端科技都一手包辦,最近的研究計畫則包括Windows 98復活與AI圖像生成。

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