![[arxiv weekly] 分布式，并行计算，集群计算论文速递 [2021.05.31]](https://www.ijkxs.com/wp-content/themes/b2/Assets/fontend/images/default-img.jpg)
一、前言：微星打造的新旗舰--超龙
在RTX 30系列显卡面世之前，魔龙系列在微星显卡产品线中一直都是定位于旗舰级，不过随着新一代安培显卡的到来，微星在魔龙的堆料上稍显保守，于是就有了全新的SUPRIM（超龙），这也是目前微星全力打造的顶级显卡。
我们就收到了微星全新设计的GeForce RTX 3080超龙超龙版，一起来欣赏一下！
既然是定位于旗舰级别的显卡，微星RTX 3080超龙在堆料没有一丝吝啬。3个8Pin供电接口可以提供525W的功耗，而GPU本身的预设TDP到了370W，比公版的320W高了50W之多。另外玩家想要超频的话，还可以直接将GPU的功耗上限拉到430W，也就是说微星RTX 3080超龙的性能释放不会受到功耗的掣肘。
看过RTX 3080 GAMING X魔龙的PCB板的读者应该知道，这块显卡拥有高达16相供电，不过却留了4个空焊位，而这原本这是留给魔龙RTX 3090的。现在，微星RTX 3080超龙直接补齐了空焊位上的电路，使得供电电路的规模达到了20相，并且每相供电搭配一个50A的NCP302150 MOSFET，理论上供电功率可以超过1000W。
从GPU-Z的截图可以看到，微星RTX 3080超龙的Boost频率达到了恐怖的1905MHz，比公版的1710MHz高了195MHz，TDP也从公版的320W提升到370W，另外还有60W的空间可以让超频玩家自行发挥。
微星RTX 3080超龙有2个BIOS，可以通过背部的开关进行切换。2个BIOS的性能是一样的，只是风扇转速会有一些差异，静音模式下风扇转速更低，很难感受到噪音，但是温度会稍微高一些；游戏模式下，可以将370W的GPU的烤机温度压制在67度左右。
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二、安培构架带来了哪些改进
相较上一代图灵构架的RTX 20系列显卡，安培构架主要带来的如下改进：
1、8nm制程工艺
图灵构架使用的三星12FFN工艺，在754mm2的面积内集成了186亿只晶体管。安培构架使用的是三星8N工艺，在628mm2的芯片内部集成了280亿只晶体管。算下来晶体管密度提升了83%之多。
2、整合INT32与FP32单元
图灵的INT32单元只能做整数运算，闲置率很高。
为了解决这个问题，提升INT32单元的利用率，NVIDIA改进了INT32单元，使之不仅可以运行整数运算，也能进行单精度浮点运算，相当于整合了INT32和FP32单元，因而使得以FP32单元计数的GPU流处理器数量直接翻倍，单精度浮点性能也同样翻倍。
3、将ROP单元从内存控制器中分离
传统的ROP单元被集成在内存控制器中，阉割GPU位宽会降低ROP单元数量。而安培构架将ROP单元变成了GPC的一部分，每个GPC含有16个ROP单元，只要GPC数量不被阉割，ROP单元数量就不会减少。
比如即将发布的RTX 3070与RTX 3080一样都有6组GPC，ROP单元数量同样都是96个。
4、第二代RT Core
NVIDIA通过提升插值算法，提升了光线追踪技术在动态模糊效果下的精确度，使得安培构架的光追性能得到了翻倍提升。第一代RT Core可以提供10Giga Rays/s的性能，第二代RT Core可以达到20Giga Rays/s。
5、第三代Tensor Core
第三代Tensor Core的效率是第二代的4倍，即便安培构架将每个SM中的Tensor Core减半，它依然能达到图灵2倍的效能。
6、RTX IO技术
不过这项技术需要微软DirectStorage API的支持，预计2022年会正式开始应用。
除了以上技术之外，安培构架还支持PCIe 4.0、NVIDIA Reflex等技术，就不再一一叙述了。
三、外观：8条热管 + 3个刀锋风扇
微星RTX 3080超龙的外观非常简洁，棱角分明、金属质感十分强烈。正面有3个92mm的刀锋6代风扇。
刀锋6代风扇，支持低温自动启停，风扇中间的浮雕很精致。
从这个角度可以看到散热片的厚度，要远超同类竞品。
顶部视角图。
3xPin供电接口，加上PCIe插槽最多可以提供525W的功率，实际上微星RTX 3080超龙最大功耗可以拉到430W。
数了一下，7条热管。
3个DP 1.4、一个HDMI 2.1接口。从这里可以看到散热器不论是高度还是厚度都要超出I/O挡板很多。
非常夸张且构造复杂的散热器。有2x8mm+5x6mm热管横贯真个散热器啊，另外在镜面底座周围也设计了一条热管，用于给显存导热。
另外PCB上主要的散热部位比如显存、MosFET都设计有导热贴。
金属背板也有导热背胶。
PCB板裸照，左右共20相供电，其中核心16相，显存4相。
供电电路一部分使用了钽电容，另外一部分使用的是铝壳固态电容，不过MosFET都是50A的NCP302150 MOSFET。
GA102-200-KD-A1核心，8704个流处理器，核心面积628.4mm2，拥有283亿个晶体管。Boost频率1905MHz，比公版高了将近200MHz。
美光的GDDR6X显存，一共有10颗，单颗容量1GB，总容量10GB。频率19GHz，位宽320Bit，显存带宽760GB/s。
芯片背部还有大量钽电容。
芯片背部，2颗钽电容+4组MLCC电容。
四、理论性能测试：运行频率可以超超2000MHz
测试平台如下:
1、3DMark Time Spy
在2K分辨率3DMark Time Spy测试中，微星RTX 3080超龙图形分数达到了17807分，核心温度最高67℃，核心运行最高频率为1995 MHz，最高风扇转速1737RPM，最高功耗382W。
在4K分辨率3DMark Time Spy Extreme测试中，RTX 3080超龙图形分数达到了9019分，核心温度最高67℃，核心运行最高频率为1980MHz，最高风扇转速1737RPM，最高功耗383W。
不论是2K分辨率还是4K分辨率，RTX 3080超龙比公版都强了3%。
2、3DMark
在2K分辨率3DMark Fire Strike Extreme测试中，RTX 3080超龙图形分数达到了20894分，核心温度最高66℃，核心运行最高频率为2010MHz，最高风扇转速1475RPM，最高功耗374W。
在4K分辨率3DMark Fire Strike Ultra测试中，RTX 3080超龙图形分数达到了10883分，核心温度最高67℃，核心运行最高频率为1995MHz，最高风扇转速1627RPM，最高功耗376W。
在2个分辨率下，RTX 3080超龙都比公版强了2%左右。
五、游戏性能测试：比公版强3% ~4%
1、APEX英雄
2、使命召唤：战区
3、刺客信条：奥德赛
4、德军总部：新血脉
5、地平线：零之曙光
6、孤岛惊魂5
7、古墓丽影：暗影
8、绝地求生
9、微软模拟飞行2020
10、赛博朋克2077
11、死亡搁浅
12、巫师3
13、无主之地3
14、战争机器5
小结：从测试成绩来看，在2K分辨率下，RTX 3080超龙比公版强了不到3%，在4K分辨率下领先幅度接近4%。
六、光线追踪游戏测试：大部分游戏可以在4K下畅玩
1、赛博朋克2077
作为新一代的显卡杀手，《赛博朋克2077》对于硬件的要求几近变态。在2K分辨率下，只开启RTX时，即便是RTX 3080超龙，帧率也会下跌到34FPS，但是在开启DLSS之后，帧率会提升到66FPS。
至于4K分辨率，目前还没有显卡可以在开启RTX的状态下获得流畅的帧率体验。
2、德军总部：新血脉
2K分辨率下，开启光线追踪之后，帧率从250FPS掉到了154FPS，打开DLSS之后，帧率又回到了219FPS。
在4K分辨率下，开启光追之后帧率依然有87FPS，在打开DLSS之后帧率会提高到145FPS。
3、古墓丽影：暗影
在2K分辨率下，开启RTX之后，帧率依旧有60FPS，继续打开DLSS，帧率只提升了20%。
至于4K分辨率，开启RTX之后，帧率会低于60FPS，开启DLSS之后，帧率来到了74FPS。
我们也能看到在4K分辨率下，开启DLSS的收益会更高一些。
4、控制
《控制》支持DLSS 2.0技术，RTX 3080超龙在同时打开RTX与DLSS之后，不论是2K还是4K分辨率，帧率都会比默认时要高。
七、温度与超频测试：烤机12分钟只有66度
1、温度测试
使用Furmark来对微星RTX 3080超龙进行烤机测试，测试时室温为26度。
首先是游戏模式。运行FurMark 12分钟之后，RTX 3080超龙的功耗保持在370W左右，烤机频率1635MHz，温度66度，风扇转速1856RPM。
接着是静音模式。此时会降低风扇转速但是温度。在烤机15分钟之后，RTX 3080超龙的温度一直保持在77度，比性能模式高了11度。不过风扇转速却大幅降至1305RPM，几乎听不到噪音，烤机功耗同样也在370W左右。
2、超频测试
RTX 3080超龙的加速频率高达1905MHz，比公版的1710MHz高了将近200MHz。实测核心频率还能再往上拉100MHz，此时Boost频率为2005MHz，比公版公出了300MHz。
显存频率则可以超频到20GHz，显存带宽801GB/s，同时也将功耗上限拉到最高的430W。
超频之后3DMark Fire Strike Extreme图形分数从达到了21789分，相比默频时的20894分高了895分，提升了4%，最高运行频率达到了2115MHz，最高温度70度，最高功耗423W。
八、总结：超龙并不辱使命
作为一款顶级非公，微星RTX 3080超龙的性能比公版强3%~4%左右，看似有些说不过去，但实际上，目前市面上其他AIC厂商的顶级非公型号的性能提升幅度基本上都是在3%左右，主要的原因还是由于RTX 3080本身的频率空间并不大，因此非公版更多的意义已经不是升多少性能，而是更高的颜值、更好的散热、更多的附加值等等。
很多玩家看到了顶级非公超高的Boost频率，但是实际上性能的提升需要同时提升GPU的基础频率才行，而目前并没有非公RTX 3080对基础频率进行出厂超频。
凭借强悍的散热系统以及370W的预设功耗，RTX 3080超龙在性能上得以领先公版4%，这个领先幅度在目前非公RTX 3080中，算是很好的成绩了。
在温度控制方面，RTX 3080超龙的预设功耗高达370W，比公版RTX 3090还要高。但是在全新TRI FROZR 2S散热系统的压制之下，满载12分钟烤机温度也就只有66度。
如果选择静音模式，RTX 3080超龙能将风扇的转速控制在1300RPM，几近无声，但是温度会有一些提升。游戏模式和静音模式，玩家根据自己的实际需求自由切换。
