旗艦顯卡售價(jià)12999元起，比頂配iPhone 14 Pro Max還便宜。作者 | ZeR0
編輯 | 漠影
芯東西9月21日?qǐng)?bào)道，昨夜，NVIDIA（英偉達(dá)）推出新一代GeForce RTX 40系列顯卡。作為全球首款基于全新NVIDIA Ada Lovelace架構(gòu)的GPU，RTX 40系列在性能和效率上都實(shí)現(xiàn)了巨大的代際飛躍。
其中，新旗艦產(chǎn)品RTX 4090 GPU的現(xiàn)代游戲性能相較上一代3090 Ti提升最高可達(dá)2倍，光線追蹤游戲性能的提升最高達(dá)到4倍，開(kāi)大招DLSS 3后暢玩4K賽博朋克都不在話下。英偉達(dá)創(chuàng)始人兼CEO黃仁勛在GTC大會(huì)主題演講的GeForce Beyond特別直播上介紹道，這意味著實(shí)時(shí)光線追蹤和利用AI生成像素的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)渲染的新時(shí)代已然來(lái)臨。
首發(fā)的40系列有三款。旗艦產(chǎn)品RTX 4090 24GB將于10月12日上市，建議零售價(jià)12999元起。RTX 4080 16GB、RTX 4080 12GB將于11月上市，建議零售價(jià)分別為9499元起和7199元起。相比之下，RTX 3090首發(fā)價(jià)是11999元起，RTX 3090 Ti首發(fā)價(jià)是14999元起，一臺(tái)頂配iPhone 14 Pro Max首發(fā)價(jià)是13499元。這么一看，RTX 4090的性價(jià)比“真香”。
華碩、七彩虹、耕升、影馳、技嘉、映眾、微星和索泰等頂級(jí)顯卡供應(yīng)商將在中國(guó)推出GeForce RTX 4090和4080 GPU標(biāo)頻版和超頻版。RTX 40系列GPU還會(huì)通過(guò)宏碁、外星人、華碩、戴爾、惠普、聯(lián)想、微星等全球領(lǐng)先OEM的產(chǎn)品出售。 NVIDIA還將限量推出RTX 4090和RTX 4080（16GB）FE版，以滿足粉絲需求。這些還只是GTC主題演講的“前菜”，同樣利用Ada Lovelace架構(gòu)，英偉達(dá)面向自動(dòng)駕駛計(jì)算推出了超級(jí)芯片DRIVE Thor，算力較上一代DRIVE Orin翻倍，浮點(diǎn)性能達(dá)2000 TFLOPS。專為元宇宙應(yīng)用打造的OVX計(jì)算機(jī)也升級(jí)至第二代，搭載了新Ada Lovelace L40數(shù)據(jù)中心GPU。還有新款微型機(jī)器人計(jì)算機(jī)Jetson Orin Nano，速度比上一代Jetson Nano快了80倍。此外，英偉達(dá)在今年4月面向數(shù)據(jù)中心發(fā)布的旗艦計(jì)算產(chǎn)品H100 GPU同樣迎來(lái)關(guān)鍵進(jìn)展——全面投產(chǎn)。面向元宇宙應(yīng)用，英偉達(dá)還首次通過(guò)云服務(wù)進(jìn)一步拓展其平臺(tái)的覆蓋范圍——發(fā)布英偉達(dá)首款軟件和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）產(chǎn)品Omniverse Cloud，為元宇宙應(yīng)用的設(shè)計(jì)、發(fā)布、運(yùn)營(yíng)和體驗(yàn)提供全面的云服務(wù)。
01.40系顯卡秒全場(chǎng)！臺(tái)積電定制版4N工藝
在將近25年前，英偉達(dá)推出了可編程著色GPU，GPU徹底改變3D圖形。2018年，在全球計(jì)算機(jī)圖形圖像頂會(huì)SIGGRAPH上，英偉達(dá)推出全新GPU架構(gòu)NVIDIA RTX，通過(guò)兩個(gè)全新處理器來(lái)擴(kuò)展可編程著色器——RT Core用于加速實(shí)時(shí)光線追蹤，Tensor Core用于處理矩陣運(yùn)算、加速AI。今天，英偉達(dá)憋了4年的大招——第三代RTX架構(gòu)Ada Lovelace，終于正式登場(chǎng)！
這代RTX以數(shù)學(xué)家Ada Lovelace的名字命名，她被公認(rèn)為世界上第一位計(jì)算機(jī)程序員。據(jù)介紹，Ada GPU可實(shí)現(xiàn)2倍的傳統(tǒng)光柵化游戲性能提升，對(duì)光線追蹤游戲的性能提升可以高達(dá)4倍。相較上一代Ampere架構(gòu)，Ada在相同功耗下可帶來(lái)超過(guò)2倍的性能提升。“Ada正在為完全基于仿真的未來(lái)游戲鋪路。”黃仁勛說(shuō)。今天英偉達(dá)推出的基于Ada Lovelace架構(gòu)的GPU有三款：GeForce RTX 4090提供24GB版本，GeForce RTX 4080提供16GB和12GB版本。
GeForce RTX 4090 GPU是全新GeForce RTX 40系列的旗艦產(chǎn)品，是全球首款基于全新NVIDIA Ada Lovelace架構(gòu)的游戲GPU。RTX 4090擁有760億個(gè)晶體管、16384個(gè)CUDA核心和24 GB高速美光GDDR6X顯存，在4K分辨率的游戲中持續(xù)以超過(guò)100 FPS運(yùn)行，在功耗、靜音、散熱等方面的提升都非常顯著。
在完整的光線追蹤游戲中，與前一代采用DLSS 2的旗艦GPU RTX 3090 Ti相比，采用DLSS 3的RTX 4090的性能提升可達(dá)4倍。在現(xiàn)代游戲中，RTX 4090的性能提升高達(dá)2倍，同時(shí)保持了跟RTX 3090 Ti相同的450W功耗。實(shí)現(xiàn)性能飆升的一個(gè)關(guān)鍵，是Ada引入了全新的NVIDIA DLSS 3超分辨率技術(shù)。該功能可在不影響畫(huà)質(zhì)和響應(yīng)速度的前提下，使用低分辨率內(nèi)容作為輸入，并運(yùn)用AI技術(shù)創(chuàng)造更多高質(zhì)量幀。
黃仁勛說(shuō)，玩像《賽博朋克2077》這樣的現(xiàn)代光線追蹤游戲，需對(duì)每個(gè)像素執(zhí)行超過(guò)600次光線追蹤計(jì)算來(lái)確定光照，與4年前推出的首批光線追蹤游戲相比提升高達(dá)16倍。但GPU中負(fù)責(zé)此類計(jì)算的晶體管數(shù)量并沒(méi)有以同比增加，借助AI，英偉達(dá)在4年內(nèi)將性能提升了16倍。
無(wú)論是對(duì)GPU性能要求較高的游戲，還是受到CPU限制的游戲，都將從該技術(shù)中受益。3D藝術(shù)家無(wú)需代理就可以利用精確的物理學(xué)和逼真的材料渲染完整的光線追蹤環(huán)境，并實(shí)時(shí)查看效果。兩款次旗艦RTX 4080的配置則明顯跟RTX 4090拉開(kāi)了差距。RTX 4080 16GB擁有9728個(gè)CUDA核心和16 GB高速美光GDDR6X顯存，在現(xiàn)代游戲中的性能可達(dá)GeForce RTX 3080 Ti的2倍；在較低功率下，性能比GeForce RTX 3090 Ti更強(qiáng)。RTX 4080 12GB擁有7680個(gè)CUDA核心和12GB 美光 GDDR6X顯存，性能跟3090 Ti同級(jí)。
02.7大技術(shù)創(chuàng)新，帶飛RTX 40系列性能
這次RTX 40系列GPU的性能大幅提升，背后有一系列技術(shù)創(chuàng)新的支撐。
1、架構(gòu)上的改進(jìn)：英偉達(dá)與臺(tái)積電合作創(chuàng)建了針對(duì)GPU優(yōu)化的4N定制工藝，使RTX 40系列能夠集成760億個(gè)晶體管、超過(guò)18000個(gè)CUDA核心，較上一代Ampere多了70%，性能功耗比提升高達(dá)2倍。2、SM流式多處理器：具有高達(dá)90 TFLOPS的著色器能力，吞吐量超過(guò)上一代產(chǎn)品2倍。3、著色器執(zhí)行重排序（SER）：通過(guò)即時(shí)重新安排著色器負(fù)載來(lái)提高執(zhí)行效率，從而更好地利用GPU資源。該技術(shù)可以實(shí)時(shí)重新調(diào)度任務(wù)，被黃仁勛稱作是“與CPU的亂序執(zhí)行一樣的重大創(chuàng)新”，可將光線追蹤性能提升2-3倍，整體游戲性能提升25%。
4、第三代RT Cores：有效光線追蹤計(jì)算能力達(dá)到191 TFLOPS，是上一代產(chǎn)品2.8倍。第三代RT Cores可提供2倍的光線與三角形求交性能，及兩個(gè)全新的重要硬件單元。Opacity Micromap引擎將光線追蹤的Alpha-Test幾何性能提升2倍；Micro-Mesh引擎可動(dòng)態(tài)生成微網(wǎng)格，以產(chǎn)生額外的幾何圖形，可在提升幾何圖形豐富度的同時(shí)，不以傳統(tǒng)復(fù)雜幾何圖形處理的性能和存儲(chǔ)成本為代價(jià)。5、第四代Tensor Cores：新增Hopper FP8 Transformer Engine，F(xiàn)P8張量處理性能高達(dá)1.4 Petaflops，超過(guò)上一代使用FP8加速性能的5倍。6、Ada光流加速器：帶來(lái)2倍的性能提升，使DLSS 3能夠預(yù)測(cè)場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠在保持圖像質(zhì)量的同時(shí)提高幀率。7、雙NVIDIA編碼器（NVENC）將輸出時(shí)間至多縮短一半，并支持AV1。OBS、Blackmagic Design DaVinci Resolve、Discord以及更多的公司都已在采用NVENC AV1編碼器。
03.2000 TFLOPS，最強(qiáng)自動(dòng)駕駛超級(jí)芯片來(lái)了！
在推出新一代自動(dòng)駕駛芯片前，黃仁勛照例先回顧了一遍戰(zhàn)績(jī)：英偉達(dá)在2018年推出的Xavier是世界上第一款專為深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的機(jī)器人處理器，此后每隔兩年，英偉達(dá)就會(huì)發(fā)布性能飛躍的新一代處理器。去年，英偉達(dá)發(fā)布的Altan更是將峰值性能拉到了1000 TOPS。
今天，黃仁勛放出新的大招——NVIDIA DRIVE Thor的吞吐量達(dá)到Atlan的2倍，整型峰值性能可達(dá)2000 TOPS，F(xiàn)P8精度的峰值性能可達(dá)到2000 TFLOPS，同時(shí)降低整體系統(tǒng)成本，目標(biāo)是汽車制造商的2025年車型。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，得益于三個(gè)因素：Grace CPU、Hopper GPU和Ada Lovelace GPU。Hopper集成的Transformer引擎有助于加速計(jì)算，Ada中多實(shí)例GPU的發(fā)明將有助于車載計(jì)算資源的集中化，可將成本降低數(shù)百美元。
Thor可配置為多種模式，可將其算力全部用于自動(dòng)駕駛工作流，或者將其中一部分用于駕駛艙AI和信息娛樂(lè)，另一部分用于駕駛員輔助。Thor的多計(jì)算域隔離，使其允許并發(fā)的、對(duì)時(shí)間敏感的多進(jìn)程無(wú)中斷運(yùn)行。車輛可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，同時(shí)運(yùn)行Linux、QNX和Android。當(dāng)前汽車的停車、主動(dòng)安全、駕駛員監(jiān)控、攝像頭鏡像、集群、信息娛樂(lè)等功能由不同的計(jì)算設(shè)備控制，未來(lái)這些功能可以統(tǒng)一由Thor支撐。
兩個(gè)DRIVE Thor還能利用最新的NVLink-C2C芯片互連技術(shù)“拼接”成一塊功能更強(qiáng)的芯片，作為運(yùn)行單個(gè)操作系統(tǒng)的整體平臺(tái)。回到英偉達(dá)第二代機(jī)器人處理器DRIVE Orin上，Orin已經(jīng)被40多家汽車、卡車、無(wú)人駕駛出租車和穿梭巴士的制造公司采用。自動(dòng)駕駛汽車的基本處理流水線可應(yīng)用于各種機(jī)器人系統(tǒng)。Jetson系列是英偉達(dá)打造的機(jī)器人計(jì)算機(jī)，擁有100萬(wàn)開(kāi)發(fā)者，在本屆GTC大會(huì)上，黃仁勛宣布推出一款微型機(jī)器人計(jì)算機(jī)Jetson Orin Nano，速度比上一代Jetson Nano快了80倍。
有移動(dòng)的機(jī)器人，也有觀察移動(dòng)物體的機(jī)器人系統(tǒng)。英偉達(dá)邊緣AI平臺(tái)Metropolis的下載量已達(dá)100萬(wàn)次，在全球擁有1000多家應(yīng)用合作伙伴。Orin還是Metropolis運(yùn)行所在的工業(yè)級(jí)IGX Edge AI平臺(tái)的機(jī)器人處理器。全球大型工業(yè)自動(dòng)化公司西門(mén)子將Metropolis和Orin IGX用于其工業(yè)邊緣計(jì)算平臺(tái)。除了機(jī)器人開(kāi)發(fā)外，Orin IGX也是醫(yī)療影像應(yīng)用的理想計(jì)算平臺(tái)。在Orin IGX上運(yùn)行的NVIDIA Clara Holoscan是一個(gè)低延遲的成像處理平臺(tái)，包含用于數(shù)據(jù)處理、AI模型訓(xùn)練、仿真和機(jī)器人開(kāi)發(fā)應(yīng)用的庫(kù)。70多家領(lǐng)先的醫(yī)療設(shè)備公司、創(chuàng)企及醫(yī)療中心都在Clara Holoscan上進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
Activ Surgical、Proximie和Moon Surgical將在運(yùn)行于Orin IGX平臺(tái)的NVIDIA Clara Holoscan上構(gòu)建其手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。
04.劍指元宇宙：第二代OVX計(jì)算機(jī)升級(jí)Ada架構(gòu)，推出首款I(lǐng)aas云服務(wù)
面向元宇宙應(yīng)用，黃仁勛宣布推出第二代OVX計(jì)算機(jī)，由全新Ada Lovelace L40數(shù)據(jù)中心GPU和增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供支持，以提供突破性的實(shí)時(shí)圖形、AI和數(shù)字孿生模擬功能。
借助48GB超大幀緩沖區(qū)，擁有8個(gè)L40 GPU的第二代OVX將能完成超大的Omniverse虛擬世界仿真。L40 GPU已全面進(jìn)入量產(chǎn)。第二代OVX系統(tǒng)將于明年年初向市場(chǎng)提供。除了元宇宙專屬硬件外，英偉達(dá)還打造了其首款I(lǐng)aaS產(chǎn)品Omniverse Cloud服務(wù)，可連接在云、本地或設(shè)備上運(yùn)行的Omniverse應(yīng)用。個(gè)人或團(tuán)隊(duì)可以借助該服務(wù)一鍵體驗(yàn)設(shè)計(jì)和協(xié)作3D工作流程的能力，而無(wú)需任何本地計(jì)算能力。
新的Omniverse容器現(xiàn)已可用于云部署，包括用于生成合成數(shù)據(jù)的Replicator、用于擴(kuò)展渲染農(nóng)場(chǎng)的Farm、用于構(gòu)建和訓(xùn)練AI機(jī)器人的Isaac Sim等。英偉達(dá)為自主移動(dòng)機(jī)器人打造的Isaac平臺(tái)進(jìn)入云端后，用戶可在NGC上獲取云就緒的Omniverse VMI虛擬機(jī)鏡像和Isaac容器，并將其部署到任何公有云上。
05.從云端到超算，H100全面投產(chǎn)
最后，我們來(lái)看一下面向數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算的加速計(jì)算最新進(jìn)展。黃仁勛說(shuō)，NVIDIA平臺(tái)現(xiàn)已擁有350萬(wàn)名開(kāi)發(fā)者，12000家創(chuàng)企正基于英偉達(dá)的產(chǎn)品開(kāi)創(chuàng)新業(yè)務(wù)，英偉達(dá)通過(guò)550個(gè)SDK和AI模型為約3000個(gè)應(yīng)用提供加速?！翱傮w來(lái)說(shuō)，我們所服務(wù)的各行業(yè)總價(jià)值約為100萬(wàn)億美元?！?/span>面向數(shù)據(jù)中心，英偉達(dá)在今年4月發(fā)布的最新旗艦產(chǎn)品H100 Tensor Core GPU已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)。H100包含800億個(gè)晶體管，采用了全新Hopper架構(gòu)、Transformer引擎、第二代多實(shí)例GPU、機(jī)密計(jì)算、第四代NVIDIA NVLink互連、DPX指令等多種創(chuàng)新技術(shù)，能夠被用于加速高級(jí)推薦系統(tǒng)、大型語(yǔ)言模型等超大規(guī)模的AI模型訓(xùn)練。
據(jù)介紹，H100使企業(yè)能夠削減AI的部署成本，相較于上一代A100，在提供相同AI性能的情況下，可將能效提高3.5倍，總體擁有成本減少至1/3，所使用的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)數(shù)也減少至1/5。英偉達(dá)全球技術(shù)合作伙伴計(jì)劃于10月推出首批基于NVIDIA Hopper架構(gòu)的產(chǎn)品和服務(wù)，到今年年底預(yù)計(jì)將有超過(guò)50款服務(wù)器型號(hào)面市，2023年上半年還將有數(shù)十款型號(hào)面市。AWS、谷歌云、微軟Azure、Oracle Cloud Infrastructure將從明年開(kāi)始率先在云端部署基于H100的實(shí)例。數(shù)家全球領(lǐng)先的高等教育和研究機(jī)構(gòu)的新一代超級(jí)計(jì)算機(jī)也將采用H100。DGX H100系統(tǒng)現(xiàn)在即可訂購(gòu)。該系統(tǒng)FP8精度的峰值性能可達(dá)到32 PFlops。每個(gè)DGX系統(tǒng)都包含NVIDIA Base Command和NVIDIA AI Enterprise軟件，可實(shí)現(xiàn)從單一節(jié)點(diǎn)到NVIDIA DGX SuperPOD的集群部署。在軟件支持上，H100現(xiàn)包含為期五年的NVIDIA AI Enterprise軟件套件許可，這將優(yōu)化AI工作流程的開(kāi)發(fā)部署，確保用戶可獲得構(gòu)建AI聊天機(jī)器人、推薦引擎、視覺(jué)AI等所需的AI框架和工具。 一些全球領(lǐng)先的大型語(yǔ)言模型和深度學(xué)習(xí)框架正在H100上進(jìn)行優(yōu)化，這些框架與Hopper架構(gòu)相結(jié)合，能夠顯著提升AI性能，將大型語(yǔ)言模型的訓(xùn)練時(shí)間縮短到幾天乃至幾小時(shí)。
06.推出兩種大型語(yǔ)言模型云服務(wù)助攻生物醫(yī)學(xué)研究
大型語(yǔ)言模型（LLM）是當(dāng)今最重要的AI模型之一。借助LLM，用戶只需通過(guò)較少的樣本來(lái)精調(diào)模型，就能高效執(zhí)行特定任務(wù)。Hopper架構(gòu)則有助于降低LLM的訓(xùn)練及部署門(mén)檻。今天，英偉達(dá)推出Nemo LLM云服務(wù)，用于訓(xùn)練大型語(yǔ)言模型。
Nemo包含社區(qū)構(gòu)建的一系列預(yù)訓(xùn)練基礎(chǔ)模型，其API可生成習(xí)得的提示embedding表和優(yōu)化的微服務(wù)，可部署在本地、云中，適用于一個(gè)GPU或者多個(gè)GPU、多個(gè)節(jié)點(diǎn)?，F(xiàn)在注冊(cè)，10月就能搶先體驗(yàn)這項(xiàng)服務(wù)。英偉達(dá)還推出了BioNeMo LLM服務(wù)，用于訓(xùn)練和部署超算規(guī)模的大型生物分子語(yǔ)言模型。領(lǐng)先的制****公司、生物技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)和前沿生物研究人員正在使用BioNeMo LLM服務(wù)和框架來(lái)開(kāi)發(fā)用于生成、預(yù)測(cè)和理解生物分子數(shù)據(jù)的AI應(yīng)用，從而更好地了解疾病，并找到治療方法。NVIDIA BioNeMo LLM服務(wù)將提供4個(gè)預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型：1、ESM-1：這一最初由Meta AI Labs發(fā)布的蛋白質(zhì)LLM能夠處理氨基酸序列，最終生成用于預(yù)測(cè)各種蛋白質(zhì)特性和功能的表征。它還提高了科學(xué)家理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的能力。2、OpenFold：這是由學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同成立的Openfold聯(lián)盟創(chuàng)建的sota蛋白質(zhì)建模工具，可通過(guò)BioNeMo服務(wù)提供其開(kāi)源AI工作流程。3、MegaMolBART：這一基于14億分子訓(xùn)練而成的生成式化學(xué)模型可用于反應(yīng)預(yù)測(cè)、分子優(yōu)化和新分子的生成。4、ProtT5：該模型是在慕尼黑工業(yè)大學(xué)RostLab的帶領(lǐng)下合作開(kāi)發(fā)的，NVIDIA也是該項(xiàng)目的參與者之一。PortT5將ESM-1b等蛋白質(zhì)LLM的功能擴(kuò)展到序列生成。這些模型針對(duì)推理進(jìn)行了優(yōu)化，并將通過(guò)NVIDIA DGX Foundry上運(yùn)行的云端API提供搶先體驗(yàn)。
07.結(jié)語(yǔ)：英偉達(dá)已成為一家全棧式計(jì)算公司
英偉達(dá)在1999年發(fā)明的GPU，激發(fā)PC游戲市場(chǎng)的增長(zhǎng)、重新定義了計(jì)算機(jī)顯卡并助燃了現(xiàn)代AI普及的浪潮。此次新推出的Ada Lovelace一代GPU，改進(jìn)了作為神經(jīng)渲染引擎的全部三個(gè)RTX處理器，對(duì)于游戲玩家、虛擬世界創(chuàng)作者都帶來(lái)了新的生產(chǎn)力工具。可以看到，如今的英偉達(dá)已發(fā)展成為一家全棧式計(jì)算公司，無(wú)論是加速計(jì)算，還是計(jì)算機(jī)圖形，都通過(guò)在架構(gòu)、設(shè)計(jì)和算法方面進(jìn)行創(chuàng)新疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)性能的突破。與此同時(shí)，AI技術(shù)已經(jīng)滲透到英偉達(dá)產(chǎn)品的各個(gè)角落，用于與更多技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)合，推動(dòng)科學(xué)及工業(yè)領(lǐng)域更多AI新應(yīng)用的突破，并為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力。
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