微星RTX 3090 SUPRIM X 24G超龙显卡评测

前言

微星RTX 3090 SUPRIM X 24G超龙显卡评测

微星RTX 3090 SUPRIM X 24G显卡微星推出的新系列显卡——超龙系列,定位正如其名,要高于自家的魔龙系列显卡,低于Lightning闪电系列,搭载3风扇10热管的TriFrozr 2S散热器、第六代刀锋10cm风扇,支持待机停转技术和双BIOS设计,分别有游戏模式和静音模式,对应更高的性能和更低的噪音。

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RTX 3090显卡搭载英伟达的安培架构GA102核心,完整的GA102核心拥有84组SM单元10752个CUDA核心,RTX 3090屏蔽了其中2组,所以是82组SM单元10496个CUDA核心,同时配备82个第二代RT Cores和328个第3代Tensor Core,并配备大容量的384bit 24GB GDDR6X显存,显存速率可达19.5Gbps,显存带宽可达936GB/s。
概览

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基本规格
默认频率/Boost频率:
1395/1860 MHz (Gaming/Silent Mode)
1395/1875 MHz(Dragon Center-Extreme Performance)
显示核心:GA102-300
CUDA核心:10496个
显存时钟频率:1219MHz
显存等效频率:19500MHz
显存位宽:384-bit
显存容量:24GB GDDR6X
显存带宽:936 GB/s
显卡接口:PCIe 4.0 x 16
视频输出接口:DisplayPort 1.4 x 3 / HDMI 2.1 x 1
整体功耗(TGP):420W
推荐电源功耗:850W
外接供电:8+8+8Pin
厚度:3槽
显卡尺寸:336mm x 140mm x 61mm
净重:1895g

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附件包含一个鼠标垫、说明书和微星SUPRIM系列附送的显卡支架。
细节介绍

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微星RTX 3090 SUPRIM X 24G超龙显卡外观配色采用枪灰和黑色两种撞色,中段采用枪灰色,两端采用黑色,大量运用了棱形和三角形的外形元素,增加显卡整体的立体感。三个10cm第六代刀锋风扇采用特殊的环形扇叶设计以及双滚珠轴承设计,能提高风压以及风扇运行寿命,中间的微星龙标制作精良,外圈有暗金色的点缀,颜色层次感丰富,更突出显卡整体的立体感。

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背部配备双向拉丝金属背板,旁边有一个细节精良的龙盾标志,支持RGB光设计,背板背部配备两根热管紧贴显存和PCB,起到辅助散热的作用。

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顶部SUPRIM白色部分是RGB带,和三风扇中间的RGB带实现交互光效果。效模式可通过微星的Mystic Light软件进行设置,带来更生动的视觉体验。

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灯光效果图如图所示。

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3 x 8Pin供电接口设计,以一个8Pin接口至少可以提供150W的供电输入计算,三个8Pin接口,至少可以满足450W的供电需求,再加上PCI-E 75W的供电,总计可满足至少525W的供电需求,充分保证了显卡供电的稳定性。

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NVLink接口,在RTX 30系列显卡中,RTX 3090是唯一支持NVLink SLI的显卡。如需要进行双卡SLI的玩家,需额外购买NVLink桥接器。

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视频输出接口包括3 x DP 1.4a接口和1 x HDMI 2.1接口。HDMI 2.1使用合规范的HDMI 2.1视频线,可支持4K 144Hz和8K 30Hz的视频输出。
散热器拆解及细节介绍

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微星RTX 3090 SUPRIM X超龙显卡采用大名鼎鼎的三风扇Tri Frozr 2S散热器,拥有7+1+2根热管,为什么我们用类似供电的7+1+2表述来描述一个风冷散热器的设计?且听我们娓娓道来。

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Tri Frozr 2S散热器的散热结构可以分为两个部分,第一个部分是传统的主动式风冷散热器,采用7+1根热管的双塔结构设计,其中有一根6mm热管,专门为显存设计,这也是首次在显卡散热器上看到为显存配备热管结构,并通过焊接工艺连接到散热底座和散热鳍片上,增强对显存的散热能力。

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微星这个使用热管专门针对显存进行散热的设计,还获得了实用新型专利的认证,证明了微星显卡散热方案上的研发实力。

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第二个部分是全方位的被动散热,在金属背板上同样有2根6mm热管,通过导热贴连接显存和MOSFET背部的PCB,形成热源/PCB-导热贴-热管-金属背板的全方位散热设计。通过该设计可以将PCB的热量传导到金属背板上,避免显存或MOSFET将热量堆积在PCB上。这就是我们前文所说的7+1+2热管结构,7根热管为核心和供电元件设计,1根热管为显存正面设计,还有2根热管则是在背部为显存和供电元件起到辅助散热的作用。

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主动散热部分的7根热管有5根贯穿双塔鳍片,连接核心底座和散热鳍片,这其中还包括了2根8mm热管;另外2根则是呈U形结构覆盖连接核心底座和散热鳍片覆盖另外一侧的散热鳍片塔。也就是Tri Frozr 2S散热器的主动散热部分采用了5根6mm热管+2根8mm热管+1根6mm显存热管的豪华散热结构。

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Tri Frozr 2S的铜底镜面底座也是一个值得说道的地方,虽然这种方案的成本较高,但从导热性能以及与核心表面的贴合程度来说,铜底镜面底座的效果确实是非常出色的。

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除了核心底座,Tri Frozr 2S散热器的鳍片设计工艺和用料也十分精良,热管与鳍片的连接方式采用了回流焊工艺,鳍片大量使用折Fin、扣Fin以及波浪型鳍片,增加鳍片接触面积,增强气流风压,降低鳍片切割气流引起的絮流。

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同样有相同功能的还有Tri Frozr 2S散热器的3个10cm第六代刀锋风扇,通过两两扇叶组合形成的环形结构以及特殊的倾角设计,可起到收拢气流以及增强风扇风压的作用,进而在更低的转速下提高显卡的散热性能。
PCB及供电设计介绍

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PCB采用越肩式设计,这在旗舰级显卡中是比较常见的设计,供电采用16+4+1相设计,16相为核心供电,4相为显存供电,1相为VCCIO。

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PWM一共有5颗,分别是2颗MP2886A、2颗UPI uS56500、1颗OnSemi NCP81611。

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MOSFET均采用上下桥一体封装的OnSemi NCP 303151A DRMOS,最大输出电流可达50A。

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核心照以及环绕在核心正面和背面的24颗显存,显存采用美光 MT61K256M32JE D8BGX GDDR6X显存,每颗容量8Gb(1GB),24颗组成24GB GDDR6X 384Bit的显存规格。
测试平台及GPU-Z识别信息

处理器:AMD Ryzen 9 5900X
主板:ROG CROSSHAIR VIII DARK HERO
内存:G.SKILL DDR4 3600MHz 8GB x 2
显卡:MSI RTX 3090 SUPRIM X 24G
硬盘:OCZ-TRION150 480G/UNIC P400 2TB
电源:Enermax Revolution 85+ 1050W
散热器:NZXT KRAKEN Z73 360mm
系统:Window 10 2004(May 2020 Update)

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GPU-Z识别信息,核心频率1395MHz,加速频率1860MHz,最大加速频率在1935MHz左右,显存频率1219MHz等效19.5Gbps,整卡功耗在420W左右。

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在运行3DMark FireStrike时,我们录制了显卡核心频率的加速频率曲线,如上图所示。核心频率基本都运行在1.9GHz以上。
性能测试数据汇总

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微星RTX 3090 SUPRIM X 24G显卡是一张旗舰级的RTX 3090显卡,核心加速频率比公版的1710MHz高出150MHz左右,最大加速频率达到1930MHz以上,因此性能上比RTX 3090公版高出不少。其次,相对于RTX 3080的性能,RTX 3090 SUPRIM X 24G在基准性能和游戏性能上均要比RTX 3080高出10%-20%。从定位上来说,RTX 3090 SUPRIM X 24G显卡是定位4K游戏和8K游戏的旗舰级显卡。在4K游戏的测试中,我们可以看到RTX 3090 SUPRIM X 24G在所有游戏的平均帧数都超过了60帧,带来了流畅的游戏体验。

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光线追踪的部分,选择了战地5、地铁:离去、银河破裂者来进行测试,这几款游戏都可以支持光线追踪特效。可以看到微星RTX 3090 SUPRIM X 24G显卡在运行这几款游戏时,即使是4K分辨率下开启光追特效+DLSS功能,游戏平均帧数依然保持在80-90帧左右。同时在战地5的一个枫树与小溪低洼地带场景,可以看到枫叶的橙黄色倒影投射在地面的积水上。当光线光追特效关闭时,则只有一些阴影特效,画面效果区别明显。

功耗部分,RTX 3090大概比RTX 3080高出60W左右的功耗,这个水平相较其性能提升基本是相当的。整机适配电源建议选择850W以上的电源。
满载温度及静音测试

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显卡Gaming模式下运行Frumark Burn-in test,分辨率1920 x 1080。在Furmark的极限负载烤机测试下,显卡的核心频率大概跑在1300MHz左右,这时候的核心温度在68度,这是一个相当低的温度水平。风扇转速在1700RPM左右,1700转对于10cm风扇来说,是一个较低的转速水平。在裸机平台半米左右的距离,基本听不到任何噪音。。功耗部分,Frumark Burn-in test测试基本能吃满420W的功耗,但对于10496个CUDA核心的RTX 3090来说,420W的功耗仍然是略显不足,功耗墙吃满,所以功耗和频率呈现曲线波动的状态。

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进行负载测试时,用热成像仪扫描显卡的正面、顶部、侧面出风口和背部,正面扫描到的最高温度46.5度,顶部最高温度70.9度,这应该是一颗从顶部可以扫描到的电容温度,侧面最高温度55.7度,背部最高温度71.4度左右。从背部的热成像图可以看到,背板的热力分部均匀,由中间接触显存和供电元件的位置,一路向外扩散,体现出了金属背板+双6mm热管的散热效能,如果是在机箱中有额外的风扇,例如前置面板的进风风扇,为背板进行主动散热,相信金属背板的散热效果会更好。

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显卡进行Frumark Burn-in test测试时,我们使用分贝计,在距离裸机平台20厘米左右的地方进行了噪音测试,读数大约在41.3分贝。不过因为我们没有专业的录音棚测试条件,所以这个测试结果是包含了办公室的底噪噪音,实际上是会比实际的噪音水平略高一些,而即使是这样,微星RTX 3090 SUPRIM X 24G显卡的风扇噪音依然保持了40分贝左右的超低水准,起码以我的听力水平是完全听不到风扇的运行噪音。这张显卡有Gaming模式和Silent模式两种,从测试情况看,OC模式的风扇转速已经能够保持超低水准的噪音水平,除非对声音极其敏感的玩家,否则无需开启Silent模式。

从实测部分和前文对散热的解析中,可以看出微星RTX 3090 SUPRIM X 24G显卡采用了极其豪华的10热管Tri Frozr 2S散热器,其目的是为了进一步在更低的风扇转速和风噪下提升显卡的散热能力,实现静音和高散热性能的双重目标。
总结

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微星RTX 3090 SUPRIM X 24G显卡是一张旗舰级的非公版RTX 3090显卡,搭载3风扇10热管的TriFrozr 2S散热器和第六代刀锋风扇,支持待机停转技术和双BIOS设计,散热器大量使用折Fin、扣Fin以及波浪型散热鳍片,10根热管采用7+1+2设计,7根热管针对核心设计,1根热管针对显存设计,2根热管贴合背部显存与金属背板连接,获得额外的辅助散热性能,搭配3个第六代10cm刀锋风扇,增强气流风压,定位静音环境下的极致散热体验。

供电部分采用16+4+1相供电设计,用料扎实,加上8+8+8Pin的辅助供电,充分保证了显卡在高频下的稳定性。

性能上,微星RTX 3090 SUPRIM X 24G定位4K与8K游戏,在我们测试的4K游戏中,平均帧数均达到了60帧以上,保证了3A级游戏的流畅运行。其次,RTX 3090的24GB显存也是为了未来的8K游戏做准备,同时也在一定程度上能满足更多的创作性工作需求。

来源:PCEVA

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