NVIDIA GeForce 40系列

GeForce 40 系列是 Nvidia 的一系列图形芯片，是 GeForce 30 系列的继任者。 所有图形处理器均基于以英国数学家Ada Lovelace命名的Lovelace架构，支持基于DirectX 12 Ultimate的shader model 6.6。 2022 年 9 月 20 日，作为 GTC 2022 的一部分，Nvidia 正式展示了首批显卡。

Geforce 40 系列的第一款显卡于 2022 年 9 月 20 日在 GTC 2022 上正式亮相，其中包括 Geforce RTX 4090 和两款 Geforce RTX 4080 型号。 在前辈被三星出品后，英伟达现在又回到了台积电。 新的图形处理器是在台积电使用 4N 制造工艺制造的，这是一种适用于 Nvidia 的 5 纳米工艺。

Geforce RTX 4090 是 Geforce 40 系列中的第一款显卡，将于 2022 年 10 月 12 日推出。 144 个着色器集群中只有 128 个处于活动状态，二级缓存已从 96 MB 减少到 72 MB。 在此规格中，与 Geforce RTX 3090 Ti 相比，Geforce RTX 4090 在 4k 应用程序中的性能提高了 60% 至 70%。这一性能飞跃在行业媒体中获得了积极评价，因为它在前几代产品中显着降低了 30%到 40%。 450 W 的功率目标设置得太高，并且新的 12VHPWR 连接器的额定值非常严格。

在介绍 Geforce RTX 4080 时，Nvidia 展示了两种型号：基于 AD103-300-A1 的 16 GB 型号和使用 AD104-400-A1 图形处理器的 12 GB 型号。

Ada Lovelace 架构是 Ampere 架构的直接演变，其实际结构没有改变。 和以前一样，图形处理器由所谓的图形处理集群 (GPC) 组成，有时也称为光栅引擎。 每个 GPC 由 6 个纹理处理集群 (TPC) 组成，可以部分停用。 一个 TPC 由两个着色器集群组成，Nvidia 将其称为流式多处理器 (SM)。 以下单位分配给每个 SM：

• 用于 32 位浮点数的 64 个 FP32 单元
• 64 个双用 FP32/INT32 单元，用于 32 位浮点数或 32 位整数
• 2 个 FP64 单元用于 64 位浮点数
• 4 个纹理单元
• 16 个加载/存储单元
• 16个特殊功能单元
• 4 个张量单元（第 4 代）
• 1 个光线追踪单元（第 3 代）

虽然 Ada-Lovelace 上的 L2 缓存大大增加（从 GA102 上的 6 MB 增加到 AD102 上的 96 MB），但每个 SM 的 L1 缓存保持不变，为 128 kB。

在展示新的 Ada Lovelace 架构时，Nvidia 的营销重点是 DLSS 3。AI 支持的上采样的第三个主要版本引入了所谓的帧生成。 以前版本的 DLSS 使用 AI 将每个原生帧升级到所需的分辨率。 新版本现在在每个原生帧之间创建一个额外的 AI 生成帧，理论上应该使帧速率翻倍。 特别是，CPU 受限的应用程序应该受益于 DLSS 3。 Nvidia 表示，除了第 4 代的新张量单元之外，DLSS 3 还需要对“光流加速器”进行修订，现在速度提高了 2 到 2.5 倍，这就是为什么该功能不是在旧架构上有效可用。

• ↑ 给出的日期是公开展示的日期，而不是模型的可用日期。
• ↑ 流处理器的计算能力、像素和纹素填充率以及内存带宽的指定性能值是理论最大值（带升压时钟），不能直接与性能值进行比较其他架构的。 图形卡的整体性能除其他外取决于可用资源的利用或利用程度。 还有其他因素没有在这里列出影响性能。
• ↑ 指定的时钟频率是Nvidia推荐或指定的参考数据，显存时钟是有效时钟。 然而，由于不同的时钟发生器，确切的时钟可能会有几兆赫兹的偏差，时钟速率的最终决定权在各自的显卡制造商手中。 因此，很可能存在或将会有具有不同时钟速度的显卡型号。
• ↑ Nvidia规定的MGCP值不一定对应最大功耗。 该值也不一定能与竞争对手 AMD 的 TDP 值相提并论。
• ↑ 表中所列实测值是指对应英伟达参考设计的显卡纯功耗。 需要特殊的测量设备来测量这些值； 根据使用的测量技术和给定的测量条件，包括用于生成 3D 负载的程序，不同设备之间的值可能会有所不同。 因此，这里给出了测量值范围，分别代表不同来源的最低、典型和最高测量值。