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2020-07-14 00:16 出处：PConline原创作者：林冬责任编辑：lizhuohong

　　[PConline 杂谈]纵观显卡发展的历史，这几年一直都是NVIDIA唱主角，引领着显卡发展的潮流，比如首次引入Boost动态频率使显卡能耗比大幅提升的开普勒架构显卡、性能对比上代提升高达70%的帕斯卡架构显卡，还有最近掀起实时光追潮流的RTX图灵显卡。

　　不过RTX显卡发布的这两年可谓是饱受争议，一方面RTX的新技术在显卡刚发布时消费者对其感知不强，另一方面RTX系列显卡的价格也实在太贵了点，那么RTX显卡值不值得买呢？

　　今天我们就来回顾一下近几年N卡的发展史，展望一下RTX显卡的未来。

不是A卡不努力，奈何老黄有高达-这几年大放异彩的NVIDIA显卡

　　在3dfx被NVIDIA正面击败后，显卡消费市场就进入了大家熟知的NVIDIA和ATI双雄争霸时代，在这两者对抗期间又淘汰了不少小厂商，最后独立显卡就只剩下A卡和N卡了。虽说是双雄争霸，但实际上ATI基本是节节败退的，其中最著名的就是ATI显卡在DX9末期的溃败。

　　NVIDIA在DX9时期投入了数百个研发人员和数亿美金研发GeForce 6系列显卡，该系列显卡一个最大的特点就是高端型号支持SM3.0技术。SM3.0技术是DirectX 9.0C级别显卡全面支持的一项特效。SM3.0在很大程度上丰富了游戏研发时的编程模型，方便游戏开发商更简单的做效果更好的游戏,确有不少优势，而ATI显卡都无法提供此功能。随着支持SM3.0技术的游戏越来越多，ATI显卡的地位就越来越尴尬，最后演变成在中高端显卡市场的溃败，只能占据部分中低端显卡市场份额的ATI最后被06年如日中天的AMD收购。

　　自此独显市场变成了AMD和NVIDIA的对抗。

开普勒架构-找到胜利大门的钥匙

　　DX9时期的大胜让老黄对A卡放松了警惕，认为被收购的A卡不过是苟延残喘，但HD4800系列显卡的诞生改变了NVIDIA的认知，AMD高频小核心低成本显卡的策略取得了极大的成功，显卡市场又重新回到双雄争霸的局面。

“开普勒”架构GK104芯片核心图

　　不过NVIDIA毕竟家底浑厚，每一代显卡都投入了大笔的研发费用和大批的研发人员，每次新架构的研发都堪称一项工程，在这样的研发军备竞赛面前，一边还有对付Intel的AMD显然力不从心了，而军备竞赛的开端就是开普勒架构。

　　2012年NVIDIA发布了开普勒架构的GTX680显卡，显卡不仅帮助NVIDIA夺回单芯显卡卡皇的宝座，还是NV游戏显卡发展方向的转折点。开普勒架构抛弃了以往“纯通用运算处理器”理念来设计GPU，而是大幅加强的GPU的图形游戏性能，成为了纯粹为游戏设计的GPU，这一设计理念也让GPU能缩减掉大量与游戏无关的结构，达到能效比大幅提升的目的。

　　计算卡和游戏卡分开发展算是N卡发展历史上一个重要的转折点，自此NVIDIA游戏显卡的发展就像坐上了高达，把A卡越甩越远，这项策略也被广泛认为是明智的，而直到2019年AMD才宣布也会采取游戏卡和计算卡分开设计的策略。

麦克斯韦-能耗比大幅甩开对手

　　开普勒让N卡能耗比反超A卡，而麦克斯韦则彻底拉开了与A卡在能耗比上的距离，也让A卡对比之下带上了大火炉的帽子。

　　相比Kelpler（开普勒），Maxwell（麦克斯韦）架构改变了CUDA核心的逻辑控制单元，简单来说就是将Kelpler的一个逻辑控制单元规模拆分成Maxwell架构中的四个。

　　原本Kelpler的一个逻辑控制单元要控制192个CUDA核心，现在Maxwell是一个逻辑控制单元控制32个CUDA核心，避免了Kelpler时代因控制逻辑单元太少以至造成CUDA冗余的情况，让CUDA的工作效率更加高，有助多任务下效率的提升。根据NVIDIA的官方说法，就是Maxwell每一个CUDA核心所贡献的性能是之前开普勒135%，也就是说提升了35%，那每一瓦这样的功耗所提供的性能，是之前开普勒的两倍。

NVIDIA的DX11架构回顾

　　架构落后的一方只能通过超频，以高功耗的代价在性能上勉强追平技术架构领先的一方，这是客观存在的现象，现在的酷睿CPU是这样，那时的A卡亦是如此，从这代开始A卡便戴上了大火炉的帽子。

独孤求败的帕斯卡-彻底打趴A卡

　　GPU的超频潜能取决于工艺，这终究有个极限，当两者技术差距过大时，性能的差距就不是超频能弥补的了，这种现象就发生在了帕斯卡这代显卡身上-也就是大名鼎鼎的GTX 10系列显卡。

　　GTX 10系列显卡使用能效比更高更为精简的帕斯卡架构，再加上16nm新制程的加持，在工艺制程双升级的加持下显卡性能提升幅度达到前所未有的70%！中端甜点显卡在性能上齐平上代次旗舰GTX 980，也因此GTX 1060成为了N卡历史上最为畅销的显卡。

　　在中端显卡上A卡还能利用堆核策略用设计出较大的核心更大的规模北极星系列显卡和帕斯卡中端显卡打得有来有回，但是在高端显卡上就完全招架不住了，旗舰RX VEGA 64比GTX 1080晚了一年半才发布，性能上基本持平但功耗差不多是GTX 1080两倍，对比帕斯卡的旗舰GTX 1080 Ti更是只能仰望。

　　说到GTX 1080 Ti，可以说是十分传奇的显卡了，性能对比A卡旗舰高了30%，终其一生直到停产也没有对手。

制定游戏规则的图灵显卡

　　在传统性能上彻底甩开对手后，NVIDIA显然不满足于此，他不仅要做行业的领头羊，还要做游戏规则的制定者。NVIDIA在18年推出图灵架构显卡，显卡最大的特点就是通过特殊的计算单元RT Core和Tensor Core让显卡的算力达到支持实时光线追踪的要求。

　　而所谓实时光追，就是使用显卡等计算单元对光线的反射路径进行捕捉和计算显示画面效果，以往的光栅化是基于人的认知做的模拟光影效果，因此在显示上自然是计算出来的实时光追画面更贴近现实。

　　但是NVIDIA这代图灵显卡的推广并非一帆风顺。

透过历史看未来-RTX显卡会驶向何方？

　　纵然RTX显卡发布之初因为性价比不高，新技术没有得到推广的问题而褒贬不一，但是此时N卡毕竟还有极大的能耗比优势和绝对的性能优势，因此NVIDIA不担心会遇到A卡大幅抢占市场份额的情况。

　　而根据当年ATI和NVIDIA在DX9时代对抗的故事也能看出，新技术虽然开始并不完善，但只要新技术是好的，随着新技术支持的游戏越来越多，不支持新技术的一方会处于越来越尴尬的地位。

　　而实时光线追踪技术确实是一项让游戏画面更加逼真，更加贴近现实的技术，这毫无疑问是未来游戏的发展方向。

　　这两年NVIDIA也对RTX的推广作出了不少努力，除了推出RTX SUPER系列显卡提高RTX显卡的性价比，还和游戏厂商展开深度合作，推出了比如COD16、我的世界光追版等众多支持RTX的热门游戏。

　　第二代RTX显卡 RTX 30系列显卡也已经在路上，据悉会大幅提升显卡的光追效能，而且微软最近推广的DirectX 12 Ultimate也宣布了对DXR(就是实时光追）可变速率着色（VRS）、网状/网格着色器（Mesh Shaders）和采样器反馈等特性的支持，反观A卡，在实时光线追踪这一块是基本空白的，假如NVDIA在实时光线追踪推广成功，A卡势必又会遇到SM3.0那样的溃败。

　　也因此AMD目前也在抓紧研发显卡实时光线追踪技术，据悉会在RDNA2架构上实装，并且PS5和Xbox Series X都已明确表示会支持实时光线追踪技术，可见预见实时光线追踪就是未来。