Большой обзор видеокарты Nvidia GeForce RTX 4090

Видеокарта RTX 4090 — вершина пирамиды потребностей современного геймера. О ней мечтают, её боятся, о ней ходит множество легенд. К покупке такого графического адаптера подходят с осторожностью, ведь он раскрывает свой потенциал только в комбинации с новейшим железом, поддерживающим интерфейс PCI-e 5.0. Поэтому мы решили проверить, насколько хороша такая видеокарта. Большой обзор станет ответом на вопрос — стоит ли вам покупать такой графический адаптер здесь и сейчас. 

Содержание:

1. Технические характеристики Nvidia GeForce RTX 4090
2. Преимущества GeForce RTX 4090
    2.1. Трассировка лучей третьего поколения
    2.2. DLSS 3.0
    2.3. Микромаппинг
    2.4. Кодирование видеосигнала
3. Знакомьтесь, герой нашего обзора
4. Игровая производительность GeForce RTX 4090
5. Питание, шум, температура
6. Преимущества и недостатки видеокарты Nvidia GeForce RTX 4090
7. Заключение

Технические характеристики Nvidia GeForce RTX 4090

Производитель сделал ставку на всестороннюю оптимизацию новой видеокарты. Это не просто лёгкая модернизация с оверклокингом и расширением теплового пакета. 

С технической точки зрения главным новшеством стал переход на 4-нанометровый техпроцесс TSMC. Напоминаем, что предыдущее поколение было основано на 8-нм транзисторах. Это серьёзный шаг, который должен значительно улучшить соотношение вычислительной мощности и энергопотребления. 

При разработке RTX 4090 инженеры Nvidia не забыли и о своём подходе «грубой силы». Почти все количественные характеристики видеокарты были улучшены. Это касается количества шейдеров и прочих исполнительных модулей, тактовой частоты и объёма кэша. А вот нагрузка на оперативную память, напротив, была снижена. Представители компании утверждают, что это никак не скажется на производительности. А вот рабочие температуры упадут — помним, что в прошлом поколении с ними были проблемы. 

Видеокарта стала большим шагом вперёд по сравнению с RTX 3090. И доказательством тому служит таблица с техническими характеристиками:

Именно это мы понимаем под грубой силой. Количество шейдеров и связанных с ними блоков обработки информации увеличилось на 52,4%, а частота графического процессора выросла на 35,5%. А вот пропускная способность памяти снизилась на 15%. Во многом это произошло из-за использования проверенных чипов GDDR6X с частотой 21 ГГц. Специалисты Nvidia отвергли предложение Micron об установке кристаллов на 23 ГГц из-за опасений перегрева. 

В процессоре Ada Lovelace AD102 используются 128 вычислительных блоков из возможных 144. Ещё 16 — резерв для создания будущей GeForce RTX 4090 Ti. Но её выпуск остаётся под вопросом. Недавно инсайдеры писали о том, что перспективная карта расплавила графический чип и закоротила блок питания во время тестирования в лаборатории. Кроме того, ей приписывают энергопотребление до 600 Вт. Удастся ли решить эту проблему — покажет время. 

Впрочем, нужна ли улучшенная версия видеокарты? Вычислительная мощность сегодняшней RTX 4090 достигает внушительных 82,6 ТФЛОПС против 40 ТФЛОПС у RTX 3090 Ti. Ещё более вечатляющим выглядит сравнение с игровыми консолями — 12,1 ТФЛОПС у Xbox Series X и 10,3 ТФЛОПС у Playstation 5. Учтите, что теплопакет и энергопотребление совершенно не изменились по сравнению с флагманами прошлого поколения. Если теоретическая информация подтвердится на практике, мы действительно получим лучшую видеокарту нашего времени. 

Итак, улучшенные в 1,5 раза характеристики, разумное энергопотребление и более тонкий техпроцесс. Но в Nvidia утверждают, что им удалось добиться большего! Согласно тестам компании, реальная производительность графического адаптера выросла в 2–2,5 раза в зависимости от поставленной задачи! Чтобы разобраться, почему именно, стоит углубиться в технические детали. 

Преимущества GeForce RTX 4090

Настоящая жемчужина — не аппаратная, а программная составляющая новой видеокарты. Разработчики не просто адаптировали рейтрейсинг, интеллектуальное масштабирование и прочие технологии к улучшенному железу. Они разработали большинство алгоритмов с нуля. 

Трассировка лучей третьего поколения

При появлении видеокарт RTX 2000 серии стали очевидны как преимущества, так и проблемы технологии. Рейтрейсинг делал картинку более реалистичной, но настолько повышал нагрузку на железо, что частота смены кадров (FPS) иногда падала до некомфортного значения. Из-за этого многие геймеры просто отключали трассировку лучей, теряя качество изображения. 

В 3000 серии проблему частично устранили повышением грубой мощи видеокарт и некоторой оптимизацией. Но настоящим решением стала именно технология переадресации шейдеров (SER) в GeForce RTX 4090. Во всех предыдущих видеокартах задаётся порядок трассировки только первичных лучей — условно говоря, тех, что направлены в глаза геймеру. Отслеживанием вторичных лучей, создающих отблески и различные световые эффекты на поверхностях, занимаются случайные вычислительные блоки. 

В результате внутри видеокарты образуются «узкие места» — одним модули простаивают без дела, а вторые не успевают обрабатывать поступающую информацию. Технология SER позволяет группировать вторичные лучи по источникам, направлениям и эффекту на поверхности. Их трассировкой занимаются уже не случайные, а строго определённые блоки. Благодаря этому повышается производительность видеокарты и высвобождаются дополнительные ресурсы. 

DLSS 3.0

Технология интеллектуального масштабирования или апскейлинга появилась ещё в далёкой 1000-й серии видеокарт GeForce. Напоминаем, она использует искусственный интеллект, чтобы повысить разрешение текстур. Благодаря этому вы можете выбирать больший уровень разрешения, не опасаясь падения скорости анимации. 

Третье поколение доводит эту технологию до совершенства, разделяя задачу на две части. Первая — непосредственно улучшение детализации. Искусственный интеллект тензорных ядер анализирует множество параметров, включая визуальную глубину изображения, комбинацию цветов на экране, характеристики резкости и прочие. Он выполняет 300 триллионов (!) операций в секунду, повышая качество изображения. Благодаря этому вы получаете стабильный FPS без замыливания картинки и других проблем, характерных для апскейлинга прошлого поколения. 

Вторая часть — вставка дополнительных кадров. Чтобы справиться с этой задачей, видеокарта RTX 3090 берёт два последовательных кадра, анализирует до 300 векторов движения и прогнозирует, где должен оказаться каждый объект в промежутке между двумя временными точками. Забегая вперёд, скажем — результат впечатляет. Но подробнее об этом мы поговорим в разделе тестирования. 

Микромаппинг

Наверное, вы удивитесь, но видеокарты прошлого поколения анализировали всю поверхность кадра, чтобы определить, где именно будет применяться трассировка лучей. Понятно, что такой подход неэффективен — он чрезмерно нагружает и шейдеры, и RT-ядра, и тензорные блоки. 

Новый графический адаптер RTX 4090 прогнозирует, где должна выполняться трассировка лучей. Для выделения этих участков он использует прозрачные пиксели с особыми отметками — они видны искусственному интеллекту, но не геймеру. Благодаря этому рейтрейсинг в 3 раза меньше нагружает шейдеры и на 30% меньше — специфические блоки обработки информации. 

Кодирование видеосигнала

На фоне иных преимуществ это кажется не столь существенным, но производительность видеокарты в стриминге выросла на 60%. Такой прирост мощности позволяет переходить с Full HD на QHD или с 2K на 4K, сохраняя одинаковый фреймрейт. Максимально допустимое разрешение трансляции — 8K при 60 кадрах в секунду. Хотя в таком сценарии вам всё равно придётся собирать отдельную машину для захвата и кодирования сигнала на базе RTX 4090. 

Знакомьтесь, герой нашего обзора

Теория выглядит замечательно, а как обстоят дела на практике? К счастью, мы можем ответить и на этот вопрос. Недавно в нашем магазине появилась партия замечательных видеокарт Palit RTX 4090 24GB GDDR6X GameRock OC. Именно одну из них мы и решили протестировать. И начнём с краткого обзора технических характеристик. 

Компания Palit обошлась небольшим заводским разгоном графического процессора, оставив остальные характеристики неизменными. Зато ей удалось сохранить относительно скромные габариты устройства — мы видели 3090-е намного больших размеров. 

В системе охлаждения нет ничего принципиально нового. Внутри медных трубок циркулирует особая жидкость, которая испаряется и конденсируется в процессе теплоотвода. Такое решение помогает удерживать стабильную температуру при максимальной отдаче. При минимальных нагрузках вентиляторы полностью отключаются — карта работает бесшумно. 

Единственное нарекание — три с половиной слота толщины. Конечно, 3090-е занимали и 3,5 и даже 4 слота. Но, с другой стороны, мы уже видели RTX 4090 на 2,5–3 слота. Не будем называть имена, вы и так их знаете. Поэтому заранее уточните, готов ли ваш корпус к приёму такой видеокарты. 

А ещё стоит обратить внимание на готовность блока питания. Palit запрашивает 1000 Вт. В сети уже есть тесты аналогичного графического адаптера с БП на 900 Вт, но мы не рекомендуем повторять подобные опыты — стабильность и безопасность превыше всего. 

Но дело не только в мощности, а и в новом стандарте разъёма. 16-контактный коннектор заменил собой прежние 8-контактные. Уже сейчас он способен принимать до 600 Вт нагрузки, а в будущем нам обещают ещё большую мощность. Загвоздка в том, что такой же разъём должен быть и на блоке питания. В качестве временного решения можно использовать переходник с 2–4 8-контактных портов. Но такое решение менее надёжно и лишает вас некоторых преимуществ — в том числе интеллектуального управления питанием комплектующих. 

Игровая производительность GeForce RTX 4090

Ещё до начала официальных продаж видеокарты в сети мелькали скриншоты из различных бенчмарков. Прирост её вычислительной мощности по сравнению с обычной RTX 3090 без приставки Ti составлял 60–100% в зависимости от конкретной задачи. А в первые дни после поступления графического адаптера на полки магазинов появился и необычный тест. Пользователь сравнил RTX 4090 с двумя 3090 Ti, работающими в режиме SLI. Видеокарта выдержала и такое серьёзное испытание, показав на 3–5% большую производительность. 

Но мы вновь углубляемся в теорию, тогда как практика намного интереснее. Сравниваем нашу Palit RTX 4090 GameRock OC с другими графическими адаптерами в популярных играх последних лет:

В играх с относительно простой графикой разница не столь существенна. В среднем вы получаете на 30–50% больше. Но стоит нагрузить видеокарту сильнее, как вы замечаете отличия от предыдущих поколений. Особенно показателен в этом плане «Киберпанк». Даже могучая RTX 3090 Ti едва вытягивает FPS на грани играбельности, а флагман AMD и вовсе плетётся в хвосте. Всё из-за обильного использования трассировки лучей. 

Постойте, а где же 4K60p, доступные большинству владельцев консолей? Выше мы говорили, что RTX 4090 в 5–6 раз мощнее! На самом деле указанные в таблице 44 FPS — далеко не предел. Они становятся лишь началом, а самые интересные события разворачиваются при включении функции DLSS. 

У неё есть несколько ступеней. Performance означает масштабирование с разрешения HD 720, Balanced — Full HD, а Quality — QHD 2K. Не забываем также о функции дорисовки промежуточных кадров, которая носит имя Frame Generation. Проведя обширные тесты в Cyberpunk 2077, мы получили такие показатели FPS:

Скажем честно, в режиме Performance работа DLSS видна невооружённым взглядом — качество всё же отстаёт от истинного 4K. Но уже в Balanced вам придётся специально напрягаться, чтобы обнаружить дефекты. А Quality вовсе ничем не отстаёт от оригинального UHD-формата. Работа Frame Generation вовсе не видна — в динамичных сценах мы не заметили ни «мыла», ни падения разрешения. А итог очень приятен — повышение скорости анимации на 64–230%!

Питание, шум, температура

Что ж, Nvidia GeForce RTX 4090 действительно превосходит своих предшественников в 2 раза. А при подключении некоторых программных инструментов вы получите и более серьёзный прирост реальной производительности. 

Теперь пришло время проверить ещё одно обещание — повышенную энергоэффективность. При максимальной нагрузке видеокарта потребляла 595 Вт. Но RTX 3090 Ti оказалась ещё более прожорливой — 612 Вт! Фактически, модель прошлого поколения работала с перегрузкой и подвергала опасности остальные компоненты ПК. А вот Radeon RX 6950 XT оказалась экономичнее — 529 Вт. 

Если сравнить эти показатели с фреймрейтом и абсолютной вычислительной мощностью видеокарт, то получится, что RTX 4090 использовала каждый ватт на 37,6% эффективнее 3090 Ti и на 28,2% — по сравнению с 6950 XT. 

Что касается рабочей температуры, графический процессор GeForce RTX 4090 вновь вышел на первое место. При максимальной отдаче он прогревался до 68 градусов. Это очень достойный показатель, зачастую недоступный и для менее мощных карт. RTX 3090 Ti работала при 74 градусах, а RX 6950 XT — при 72°. 

Ещё один важный тест касается фонового шума. Самой тихой на этот раз оказалась видеокарта AMD — 35,2 дБ. Герой нашего обзора жужжал с громкостью 36,6 дБ, а RTX 3090 Ti — 38,3 дБ. Впрочем, все эти показатели находятся в пределах нормы. Уровень шума видеокарт ниже, чем у компрессора инверторного холодильника и уж точно ниже, чем у соседского перфоратора. 

Напоследок мы решили провести ещё одно испытание. На этот раз оно касается оверклокинга — разгона. Частоту памяти графического адаптера удалось повысить до тех самых 23 ГГц, которые предлагала компания Micron. А процессор разогнался до 2,95 ГГц, совсем чуточку не дотянув до планки в 3 ГГц. В таком режиме видеокарта прогревалась уже до 74°, что сравнимо со стандартной температурой моделей прошлого поколения. Уровень шума также повысился, но всё равно был ниже 40 дБ. 

А вот FPS в Cyberpunk 2077 вырос более существенно. Даже без DLSS он повысился до 47 кадров в секунду или на 7%. Если включить интеллектуальное масштабирование, то вы легко найдёте применение 4K-мониторам с частотой обновления 160 Гц, которые недавно начали появляться в продаже. 

Преимущества и недостатки видеокарты Nvidia GeForce RTX 4090

Заключение

Nvidia RTX 4090 — лучшая игровая видеокарта в мире. Возможно, нам стоило бы подождать официальной презентации AMD Radeon RX 7000, но что-то подсказывает, что конкурент пока не сможет дать достойный ответ на трассировку лучей и интеллектуальное масштабирование третьего поколения. 

Производителю удалось сдержать все свои обещания. Видеокарта RTX 4090 действительно повышает игровую мощность ПК в два раза. И она действительно использует доступную ей энергию в 1,5 раза эффективнее предшественников. 

Единственное «но» — цена, столь же ужасающая, как и производительность графического адаптера. К счастью, это явление временное. Со временем стоимость устройства будет постепенно приближаться к рекомендованной отметке в $1899. Напомним, что это та же сумма, которую просили за RTX 3090 Ti на старте продаж.