NVIDIA於CES25（消費性電子展）期間舉辦的Editor’s Day活動中解說Blackwell與RTX 50系列顯示卡的架構與特色，筆者將於本文進行簡短介紹，並於日後提供更詳細的說明。

AI、省電至上的開發理念

NVIDIA表示RTX 50系列顯示卡的開發目標包含

針對新的神經運算負載最佳化
節省記憶體流量
新的流量管理（Quality of Service）功能
電力效率

而他們提出的改進方式包括採用支援神經著色器的Blackwell架構串流多重處理器（Streaming Multiprocessor，SM）、第5代張量核心（Tensor Core，主要應用於AI運算）、第4代光線追蹤核心（RT Core），以及導入AI管理協同處理器、Blackwell Max-Q設計、GDDR7顯示記憶體等措施。

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CES 2025 - NVIDIA編輯日（上）：RTX 50系列顯示卡與Blackwell架構特色解說（本文）
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NVIDIA於25年前推出GeForce顯示卡與可程式化著色器（Programmable Shader），開啟像素著色（Pixel Shading）、運算著色（Compute Shading）、即時光線追蹤（Real-Time Ray Tracing）等繪圖技術的創新。而在Blackwell架構導入支援小型神經網路的RTX神經著色器（Neural Shader），讓遊戲開發者能在超級電腦、工作站上針對遊戲需求訓練AI模型，並在遊戲執行過程中於顯示卡上進行AI推論，目前已支援神經材質貼圖壓縮（Neural Texture Compression）、神經材質（Neural Materials）、神經光源快取（Neural Radiance Cache，NRC）等功能。

Blackwell架構的SM具有2倍於前代產品的著色器指令重新排程器（Shader Execution Reordering）吞吐量，並搭配全新的AI工作管理協同處理器（AI Management Processor，AMP），將工作負載排序、分配到對適合的運算單元，以提高整體運算效能。

Blackwell架構開始使用GDDR7作為繪圖記憶體，它能在更低的電壓條件運作，帶來2倍於GDDR6的資料頻寬以及電力效率。

在光線追蹤部分，第4代光線追蹤核心加入支援三角型叢集交會偵測與解壓縮引擎，以及改善毛髮光線追蹤繪圖的線性掃描球體（Linear-Swept Spheres，LSS）等功能，能夠大幅提升BVH（Bounding Volume Hierarchy，偵測光線是否接觸到3D繪圖中的多邊型）效能，以達到100倍於前代產品進行光線追蹤繪圖能夠容納的多邊型數量。

在電力效率方面，Blackwell架構也導入新的Max-Q設計，透過更快速的時脈切換與更深層的睡眠模式與電力管理，來改善電力的消耗狀況。舉例來說，由於拉高或降低時脈的速度較先前快，系統能夠以更積極的方式提高時脈以完成工作，然後讓非運作中的區塊進入睡眠模式，待接受到新的工作再喚醒，如此一來就能節省更多電力。

另一方面，Blackwell架構也更新了顯示與編解碼引擎，加入支援DisplayPort 2.1 UHBR20影像輸出，更新部分CODEC格式，且支援YCbCr 4:2:2色採取樣模式，對於提高影片轉檔的效率與畫質有相當幫助。

▲NVIDIA在CES主題眼說中透過以GeForce RTX 5090即實執行的Zorah技術展示證明Blackwell架構的能耐。

▲ RTX 50系列顯示卡的開發目標包含神經運算負載最佳化、節省記憶體流量、流量管理功能、電力效率等4大項。