[评测]ASUS ROG Strix GeForce RTX 4090 OC Edition 24GB GDDR6X 评测

序言

从RTX 30到RTX 40,NVIDIA再一次保持了两年一换代的周期.此次 RTX 40系列基于新一代的Ada Lovelace架构,工艺也升级到目前最新的定制款TSMC 4N.率先上市是旗舰级的GeForce RTX 4090,基于代号AD102的大核心款GPU.

ASUS华硕为RTX 4090的首发准备了两款设计,分别属于旗下ROG Strix系列和TUF Gaming系列,前者搭配了规格更高的用料与散热设计.本篇评测的主角ROG Strix GeForce RTX 4090 OC Edition 24GB GDDR6X则属于前者.且出厂预设频率相较于公版有所超频.

架构特点

本代RTX 40系列采用了名为Ada Lovelace的新架构.带来新的全景光线追踪,着色器指令重排序和DLSS 3等提升.

拥有新的流式处理器,新一代RT Core,新一代Tensor Core,全新的光流加速器和新一代视频引擎.

核心的整体层级和前代类似,依旧是GPC-TPC-SM.

其中的规模最大的核心AD102的完整版共拥有12组GPC,72组TPC(每组GPC包含6组TPC),144组SM(每组TPC包含两组SM).对照RTX 30系列上采用的Ampere架构中规模最大的GA102核心.规模上增加了约70%.

具体到每一组GPC和TPC以及SM的数量构成,Ada Lovelace和Ampere保持一致.不过其中的RT Core和Tensor Core分别升级到了第三代和第四代.其中第四代 Tensor Cores 主要改进点在于新增FP8引擎. 

规模的暴增离不开先进工艺的扶持.虽然随着前代旗舰RTX 3090 Ti和新一代电源规格的落定,旗舰显卡的功耗上限从十年间约定俗成的250W提高到了450W,且已为600W做好了规划,但暴露出的则是能耗比正在逐渐失控.于是这次NVIDIA在RTX 40上重新用回了当下最先进的工艺之一:定制版的TSMC 4N.宣称可以达到两倍能耗比的提升.

AD102完整版框图.

当然人称刀客的黄老板肯定不会那么好心在RTX 4090上就使用完整版AD102.,RTX 4090使用的AD102-300版本核心屏蔽了1组GPC,而剩余的11组GPC中,又有两组GPC中各屏蔽了其中的一组TPC.整体规模被砍了大约1/9.

而第三代RT Core重要的改进点在引入Displaced Micro-Meshes和Opacity Micro-Maps.

Displaced Micro-Meshes可以简化需要计算的三角形数量和,提升BVH构建的性能.极大减少了存储占用和运算开销.

Opacity Micro-Map则助于更准确地避开对不透明区域的计算,同样大幅节省了开销.

另一项新特性则是SER(Shader Execution Reordering,着色器执行重排序),并行执行的效率可大幅提高. 

DLSS 3也是本代新增特性.如果说DLSS 2 Super Resolution的核心想法是”补分辨率”,那DLSS 3 Frame Generation的核心想法则是“补帧”.两者并不冲突,可结合使用.

而为了使“补帧”的效果更为准确,其中的一环则需要依靠借助于更强的光流加速器,也正是Ada Lovelace新架构在硬件上的提升之一

而“补帧”带来的延迟问题,则依靠NVIDIA Reflex功能予以缓解.

当然,这一功能也需要游戏做针对性适配后才能起效.目前画饼了的游戏数量超过35款.

编解码的支持度上,NVENC编码器也来到了第八代.新增了AV1编码和双编码器支持.

产品规格

这款ROG Strix GeForce RTX 4090 OC Edition 24GB GDDR6X属于ASUS ROG Strix系列,在ASUS的显卡产品线中属于高配款式.在水冷或限量版推出之前,用料和散热规模在ASUS自家显卡产品中已经达到最高一档.同时预设更高的的频率和更宽的功耗范围,.标称的Boost频率提高到了2610MHz.

        和系列以往的配置一样,这款卡也标配双模式BIOS设计. 分为性能模式(Performance Mode/P-Mode)和安静模式(Quiet Mode/Q-Mode).两者标称频率和最大功耗墙的设定相同,但性能模式的标准功耗墙更宽,温控风扇转速也更激进.

GPU-Z信息图:

(左侧为性能模式,右侧为安静模式)

GPU-Z读取的BIOS信息图:

性能模式下标准的功耗墙设定为500W,安静模式为450W.最大均支持解锁至600W.

但目前初版BIOS下,功耗墙在默认情况下都会统一以450W生效.

(左侧为性能模式,右侧为安静模式)

样卡的GPU最高加速频率至少可到2790MHz(性能模式)或2085MHz(安静模式).

产品解析

全新风格和配色的包装设计.相比ROG Strix系列曾经七彩绚烂的风格多了不少内敛.

内层包装盒除了简洁的ROG Strix的烫字外,也不乏在纯黑的底色上刻上ROG标志性的图腾文字风格装饰印.

同样简洁的黑底烫字的附件纸盒.

内含说明手册,战力卡片,可作为手工纸直立的标牌鸣谢卡片.还附带了两条带有ROG品牌印记的魔术扎带.

功能型附件则仅配备了一个双功能迷你型磁吸式支撑杆.从尺寸上来说,只适合拥有电源仓隔板的塔式ATX机箱使用.

高度调节后可通过代ROG Logo的螺丝锁固.

调换内部调节柱方向则又可以当作一把十字螺丝刀使用.

附带的12VHPWR电源转接线为NVIDIA统一配置的款式. 线长15cm并包裹黑色蛇皮网.

16pin 12VHPWR接头上的NVIDIA Logo.

支持通过四个传统8-pin PCIe接头转接.

显卡正面.依旧是传统的三风扇开放式散热结构,但规模更为庞大.搭配风格完全重新设计的外壳.整体观感方正但又不缺圆润.

背面则是极具ROG近年来传统家族特色的斜切线风格背板.

背板尾部的排风孔,以斜线和亮面画出ROG的”败家之眼”标志.

融入线条的亮面ROG变形装饰字.

依旧需要在背板位置展示的GeForce RTX统一标识.

外露的核心背部.

双模式切换开关标注.

双模式BIOS切换开关.

输出接口方面提供三个DP1.4a和两个HDMI 2.1.相比公版配置多增加了一个HDMI 2.1.挡板仍然罕见地保留双槽式规模.而显卡本体外框侧增加了全包围和栅格.提升了外观观感.

顶部以中框形成包围并展示品牌商标.中间散热鳍片的位置则彻底无遮挡以避免排风受阻.

依旧需要在顶部位置展示的GeForce RTX统一标识.

以ROG完整名称制成的灯标.

新一代的16(12+4)pin PCIe Gen5 12VHPWR电源接口.且为了方便接线插拔改用了反转方向.

底部和顶部类似,同样以中框做了完整包围,但完全留出散热鳍片的排风空间.

和挡板侧对称的栅格式尾部外框.搭配ROG完整商标装饰标,提供标准支架固定孔,以及ROG Strix系列特色的额外风扇接口.

尾部外框还配有旧式店招风格的环形灯圈.

默认设置下的灯光:尾部店招式灯环与顶部的ROG灯标一同以红蓝过渡色循环流动.

完全重塑的外壳造型风格.但整体观感上亦保留ROG的家族特色.

左上角的ROG变体字亮面装饰.

右侧区域则是红蓝渐变的ROG败家之眼.

风扇配置方面则配备三把10cm风扇,均采用7扇叶和连框式结构.起转转速1000RPM,支持低温停转.

两侧风扇为传统逆时针转向.

中间风扇则是顺时针转向.以优化整体风道.

总长度约355mm.

总厚度约71mm.达到3.5槽级别.

总高度(含挡板尾端)约165mm.

分解.

主散热器.整体镀镍并采用真空腔均热板+热管+铝鳍片的结构.

真空腔均热板底座.直接覆盖GPU核心和显存颗粒.

供电MOSFET位置附加了底座与导热垫,使整个散热模块可一并兼顾.

七条长热管贯穿整组散热片阵列.

其中四条热管在离开均热板后仍保持平直,而与之交错三条热管小幅弯折以更好地接触鳍片阵列的另一侧.

交界位置不同于以往传统设计,而是同样被散热鳍片填充.而穿过远核心侧位置的鳍片的两组热管由于上下交错,使整体导热更为均匀和高效.

俯视角度可以更清楚地展示热管排列.

固定用的中框和针对板型与元件避让的不同高度的鳍片.

背板内侧.

背板内侧对应板卡背部电容位置附加了导热垫,使背板用于辅助散热.

板卡正面.采用紧凑型PCB设计.

板卡背面.

对应于RTX 4090的AD102-300 GPU.

显存为Micron美光的单颗2GB 32bit的GDDR6X颗粒.

24+4相(核心+显存)供电.

每相搭配一颗Onsemi FDMF3170 (70A) SPS DrMOS.

核心供电主控MPS MP2891.

显存供电主控uPI uP9628P.

提供板载灯控同步和额外风扇控制功能的控制器.

测试平台

显卡: 

ASUS ROG Strix GeForce RTX 4090 OC Edition 24GB GDDR6X

ASUS ROG Strix LC GeForce RTX 3090 Ti OC Edition 24GB GDDR6X

CPU:Intel Core i9-12900K

主板:ASUS ROG Maximus Z690 Hero

内存:Colorful CVN Guardian DDR5 16GB 6200MHz CL32 (Up to 4 kits (64GB))

硬盘:Samsung 980 Pro SSD 500GB

电源:Seasonic Prime Ultra 850 Titanium

机箱:Phanteks P500A DRGB

散热:Phanteks Glacier ONE 280 MP + Noctua NF-A14 ULN x2(CPU,机箱顶部)

Noctua NF-A14 ULN x2(机箱前置)

Noctua NF-A14 ULN x1(机箱后置)

(机箱风扇与CPU散热器风扇均定速在约800RPM)

驱动:

NVIDIA GeForce Game Ready Driver 521.90 Beta(For RTX 4090)

NVIDIA GeForce Game Ready Driver 517.48 WHQL(For RTX 3090 Ti)

系统:Windows 11 Version 21H2

软件:GPU-Z 2.50

       3DMark 2.22

       Furmark 1.30.0.0

测试环境温湿度和平台照:

游戏测试项目和设置:

3DMark测试项目:

●  3DMark Fire Strike系列场景:

    基于传统DX11的性能测试

●  3DMark Time Spy系列场景

    基于传统DX12的性能测试

●  3DMark Port Royal场景

    基于光线追踪加速的性能测试

●  3DMark NVIDIA DLSS特性测试

基于NVIDIA DLSS特性开启和关闭时的性能对比

本次测试选用3840*2160分辨率下,采用“Performance(性能)”等级DLSS Super Resolution作为DLSS2的参考;采用“Performance(性能)”等级DLSS Super Resolution搭配DLSS Frame Generation作为DLSS3的参考.

游戏测试项目:

各自基于原生1920*1080,原生2560*1440,原生3840*2160和DLSS 3840*2160四种分辨率设定.

对于支持DLSS 2的场景,DLSS设置采用“Balanced(平衡)”等级DLSS Super Resolution.

对于支持DLSS 3的场景,增加“原生分辨率+DLSS Frame Generation”和“‘Balanced(平衡)’等级DLSS Super Resolution + DLSS Frame Generation”两组设置的成绩

项目和设置如下:

●  Forza Horizon 5(极限竞速:地平线5)

    2021年出品的开放世界赛车竞速游戏.

    测试选用游戏内自带基准测试场景和平均FPS结果显示.

    画质设定为预设的“极致”档.

●  Horizon Dawn Zero(地平线零之曙光)

    2020年登录PC平台的开放世界第三人称APRG游戏.

    测试选用游戏内自带基准测试场景和平均FPS结果显示.

    画质设定为预设的“终极质量”档.

●  Shadow of the Tomb Raider(古墓丽影:暗影/古墓丽影11)

    2018年出品的动作冒险游戏.支持光线追踪,DLSS等特性.

    测试选用游戏内自带基准测试场景和平均FPS结果显示.

    画质设定为手动设置全部最高质量,并采用DX12模式.

●  Final Fantasy XV Windows Edition Benchmark(最终幻想15Windows版基准测试)

    2018年登录PC平台的ARPG游戏.支持DLSS等特性.

    测试采用基准测试专用程序和内置的分数结果显示.

    画质设定为手动设置全部最高质量.

●  Red Dead Redemption 2(荒野大镖客:救赎2)

    2019年登录PC平台的开放世界动作冒险游戏.支持DLSS等特性.

    测试选用游戏内自带基准测试场景和平均FPS结果显示.

    画质设定为手动设置除MSAA外全部最高质量,并采用Vulkan模式.

●  HITMAN 3(杀手3)

    2021年出品的潜行类动作冒险游戏.支持光线追踪,DLSS等特性.

    测试选用游戏内自带的两组基准测试场景和总分结果显示.

    画质设定为手动设置全部最高质量.

●F1 22

    2022年出品的赛车竞速游戏.支持光线追踪,DLSS等特性.

    测试选用游戏内自带的一组基准测试场景和平均FPS结果显示.

    基准测试场景设置为:巴林赛道,晴天(干燥)天气,周期镜头,1圈

    画质设定为预设的“超高”档.

●  Cyberpunk 2077(赛博朋克2077)

    2020年出品的第一人称ARPG游戏.支持光线追踪,DLSS 等特性.

    测试选用游戏内自带的一组基准测试场景和平均FPS结果显示.

    DLSS 3模式下平均FPS因游戏内自带统计功能尚未兼容,改用FrameView工具进行统计.

    画质设定为手动设置全部最高质量.

●  A Plague Tale: Requiem (瘟疫传说:安魂曲)

    2022年出品的潜行类动作冒险游戏.支持光线追踪,DLSS 等特性.

    测试选用自定场景并使用FrameView工具统计平均FPS.

    自定场景为:新游戏开场动画结束后,手动操作主角跟随指引NPC至第一个地点结束.(约40秒)

    画质设定为预设的“超高”档.

●  逆水寒

    2018年起出品并运营至今MMORPG游戏.支持光线追踪,DLSS 等特性

    测试基于技术演示版,“拂云亭”专属测试场景(一段1:30长的过场动画),使用FrameView工具统计平均FPS.

    画质设定为预设的“最高档”.

基准性能测试

测试项目和流程沿用以往评测的项目与流程方式.包括3DMark性能测试,待机与Furmark压力测试下的温度,功耗,噪声.

为节省篇幅,结果以列表成绩汇总.

性能方面,这款卡稳定发挥出该级别超频版RTX 4090应有的水准.两种模式由于标称频率相同,且结合3DMark的负载和测试时长,以及本代显卡上GPU Boost策略等因素,显卡分数表现几乎没有差别.

Furmark 10分钟压力测试中,性能模式下在恢复为100% TDP设置(500W)后,GPU核心频率可维持在平均2550MHz的水平上.而整机功耗也可达到600W.两组风扇转速均提升至近2000RPM的水平,检测位置56.0dBA左右的噪声表现已不可小视,但GPU和Hot Spot温度仍能控制在70℃和81℃.

而安静模式下原本以450W为标准限制,在同样的压力测试中核心可维持的频率降低到平均约2400MHz的水平,相应的整机功耗也降低了近50W.两组风扇转速最终只上升到约1300RPM,噪声表现出色,且GPU和Hot Spot温度仍分别只有73℃和83℃.散热的整体表现相当优异.

表内待机温度为结束Furmark压力后,触发风扇停转时的表现.待机时整机功耗约90W附近.

性能模式,恢复100%功耗设定下Furmark 10分钟压力测试图:

安静模式, Furmark 10分钟压力测试图:

附加测试: 不同摆放朝向对散热性能影响的测试.

在开放式平台下, 对比三种摆放姿态下Furmark压力测试时的GPU温度表现.

标准横置方向:GPU约64℃,Hot Spot约74℃. ,以此作为基准参照.

吊装(I/O口朝上): GPU约70℃,Hot Spot约80℃.

相比标准横置方向均上升约5℃多,有一定影响.

倒吊装(I/O口朝下): GPU约63℃,Hot Spot约73℃.

倒吊装时的温度表现和基准的横置方向相仿.

游戏性能测试

作为RTX 40系列旗舰的RTX 4090的初见.本次评测以ASUS 的这款ROG Strix GeForce RTX 4090 OC Edition 24GB GDDR6X作为RTX 4090的代表,与以ASUS ROG Strix LC GeForce RTX 3090 Ti OC Edition 24GB GDDR6X为前代旗舰RTX 3090 Ti的代表进行对比.

测试项目与设置见前文“测试平台”章节中的详细说明.

测试结果如下:

在3840*2160(即俗称4K)分辨率下, RTX 4090在这几项游戏中的平均FPS性能表现可达到RTX 3090 Ti大约1.7倍.而2560*1440(即俗称2K)和1920*1080(即俗称1080p)分辨率下,随着平台其他组件的瓶颈效应变得明显,优势逐渐减少,但依旧可分别达到RTX 3090 Ti的大约1.6倍和1.4倍.

而具体到实际帧率的可用性上.除了恶意满满且完全抛离实际游戏游玩内容的“逆水寒”专用技术测试场景外.即使是原生4K分辨率+最高特效也鲜有现有的游戏能够难倒RTX 4090.光是叠加了现有DLSS 2已经支持的DLSS Super Resolution模式后更是彻底迈入4K 60 FPS乃至100 FPS的大门.

而这次新加入的DLSS 3的Frame Generation插帧功能,在已经率先尝试支持的几款游戏的测试版中也展现出其潜力.即使不叠加DLSS2中已有的,但需降低真实渲染分辨率的DLSS Super Resolution模式,开启DLSS 3的Frame Generation后平均FPS也可达到未开启时的1.6倍至1.7倍.而结合原有的DLSS Super Resolution模式后,理想状态下可以达到原生分辨率+无插帧时三倍以上的平均FPS表现. 

功耗方面,RTX 4090仍然维持RTX 3090 Ti同等级别的450W至500W的功耗墙设定.使其在极端的烤机环境下也无需额外增加功耗需求.能耗比表现相当出色.

总结

GeForce RTX 4090作为新一代旗舰,在工艺和架构双重升级的优势之下,凭借满载烤机压力下都未超过前代旗舰RTX 3090 Ti的功耗,在游戏性能上可以相比RTX 3090 Ti拥有近70%的提升.能耗比极为出色,且大幅缓解了此前广大潜在用户对于电源功率的焦虑.而即使不依靠DLSS等有投机取巧之嫌的功能特性,在大量原生4K UHD分辨率搭配最高特效的现代大型游戏中也能够达到平均60 FPS乃至平均100FPS以上水平.全新的DLSS 3 Frame Generation补帧功能也接下来的大量新作提供了一种新型可选的优化帧率形式.可以说,在次世代硬件杀手级游戏大作提出更高的需求之前,RTX 4090的性能已几近溢出.

作为ROG玩家国度品牌下的旗舰款,ASUS ROG Strix GeForce RTX 4090 OC Edition 24GB GDDR6X同样采用主流的加大版三风扇开放式散热的设计.虽然默认的频率和性能标定仅处于较高水准,但支持最大解锁至600W的BIOS配置则展示出硬件规格配置上的信心和潜力.只不过NVIDIA此次似乎更希望“众生平等”,一定程度也限制了这款卡在这方面的可以兑现的真实优势.

设计方面,外观上则是重新设计了与以往完全不同的风格,且最终呈现出的整体观感也对冲了整卡散热规模增大后体型上的臃肿感.而功能上仍不忘引入品牌一贯的特色细节,诸如多一个HDMI 2.1接口,更方便插拔电源线的反置电源接口,额外可扩展的风扇接口等.

散热和性能方面,无论是性能模式还是静音模式,在未手动超频的前提下都相对更倾向于往更偏静音方向所调校.且即便如此最终的温度表现同样极为出色,有效的性能释放也未受影响.这一结果的背后,相较于同类竞品,其更大的散热器尺寸无疑也是重要的影响因素.当然由此带来的则是对机箱空间的要求更高.同时,在吊装方向上散热性能衰减的问题虽然相比其自家前代产品有所优化,但仍存在一定影响.

总的来说, ROG Strix GeForce RTX 4090 OC Edition 24GB GDDR6X凭借出色且不失衡的外观,实用性强的功能设计改进,强大又静音的散热,以及硬件上原本对于手动超频潜力所做的充足准备.使其依旧不辱ROG这一金字招牌.

ASUS ROG Strix GeForce RTX 4090 OC Edition 24GB GDDR6X 官网链接:

https://rog.asus.com.cn/graphics-cards/graphics-cards/rog-strix/rog-strix-rtx4090-o24g-gaming-model/