作者：地鐵仔

現狀——硬體光線追蹤問世四年後

距離 2018 年第一代硬體光線追蹤 GPU GeForce RTX 2080 Ti 釋出已經過去了 4 年，根據目前的最新統計，PC 平臺上的光線追蹤遊戲已經達到 102 個，粗略平均的話那就是每年 25 個。

其中的一些大作包括例如· 賽博朋克 2077、古墓麗影之暗影、Far Cry 6、漫威蜘蛛俠重製版、地平線 5、生化危機村莊、地鐵離去等等，其中像地鐵離去還出了一個強制要求顯示卡支援 DXR 特性的增強版。

除了電子遊戲娛樂外，還有不少渲染器也都引入了硬體光線追蹤加速，例如以往只提供 Intel CPU 最佳化的工業渲染器 Keyshot 等也都第一時間跟進了，原因很簡單，採用硬體光線的確顯著提升了渲染效能，節約了時間提高了生產力。

對顯示卡廠商、遊戲玩家以及遊戲開發商來說，硬體光線追蹤或者說視覺感染力和遊戲是相輔相成的關係。

電子遊戲是離不開視覺感染力的，硬體光線追蹤為更強的渲染效果提供了可能，這不僅是畫面渲染，還包括了基於光線追蹤的音效處理等對玩家同樣有直觀體驗的特性。

相對於 4 年前的 GeForce RTX 2080 Ti，現在的最新世代 GPU 例如 GeForce RTX 4090、GeForce RTX 4080 在效能方面有了顯著的提升，例如 RTX 2080 Ti 的單精度效能是 14。2 TFLOPS，而新近釋出的 RTX 4080 單精度效能根據我之前的實測達到了 51 TFLOPS，提升了接近 2。6 倍，在相當部分遊戲中，像 5800X 這樣去年還屬於旗艦的 CPU 已經成為瓶頸。

針對 CPU 瓶頸問題，NVIDIA 為 GeForce RTX 4000 系列引入了名為 DLSS 3 的新超取樣技術，在原來 DLSS 2 空間超解析度的基礎上，引入了基於硬體光流加速的時間超解析度或者說幀合成（Frame Generation）技術，能在前後兩幀之間生成一張畫面，在不增加 CPU 開銷的情況下實現更平滑的畫面過渡效果。在實際測試中，DLSS3 FG 能提升大約 30% 以上的幀率。

由於 FG 插幀需要渲染兩幀後才能完成插幀動作，會增加額外的時延，因此 DLSS 3 還結合了 Reflex 低時延技術，用來確保時延不會大幅度增加。

一路下來，你會發現 NVIDIA 在光線追蹤部署方面可謂是有板有眼：中路主打光線追蹤，然後加上不斷升級 DLSS 技術打輔助，面對 AMD 和 Intel 的疊加圍攻下依然不落下風，最近的市場份額甚至是不減反增。

除了硬體不斷增強，NVIDIA 在軟體方面的動作更為有趣。

以 RTX Remix 為例，這是 NVIDIA 趁著 RTX 4090 釋出而推出的一個遊戲魔改（Mod）工具集。魔改是遊戲社群非常盛行的一種文化，已知的魔改作者數量據聞有數百萬，每年下載的遊戲魔改模組達到了數十億次，時下流行的 10 款電競遊戲裡就有 9 款有魔改。

被魔改次數最多的遊戲 The Elder Scrolls V： Skyrim（上古卷軸 5：天際）和The Elder Scrolls V： Skyrim Special Edition（上古卷軸 5：天際特別版），其中被下載最多的魔改模組均為圖形方面的魔改包。

要修改遊戲的圖形是一件非常困難的事情，需要開發出特定的工具，為每個素材重建新藝術作品，NVIDIA 表示，為了開發 Quake II RTX，動用了 NVIDIA 工程師、美工、QA 團隊數個月時間才搞定，這還是在獲得原始碼以及其他開發人員提供的魔改工具前提下實現的，這樣的開發強度對市面上浩若煙海的遊戲不斷重複進行是完全不可行的，而且，按照 PCGamingwiki 提供的資料，在已知的 7500 個遊戲裡，僅有 28 個是提供了已轉換的可修改格式。

而 NVIDAI 提供的 RTX Remix 工具則是一個基於 NVIDIA Omniverse 的免費魔改平臺，能夠為不同的遊戲快速建立 RTX On 模組，這些模組能提供增強的材質、完全光線追蹤、NVIDIA DLSS 3 和 NVIDIA Reflex 支援，即使遊戲使用的是老式的 DX8、DX9 世代渲染流水線。

RTX Remix 提供了被稱為 RTX Remix runtime 的 D3D9 runtime，這相當於把遊戲的渲染接管為 RTX On 功能執行時，當這些老遊戲如常向 D3D9 runtime 傳送渲染指令的時候，RTX Remix runtime 會把這些指令攔截下來，將其重新命名為不同的數字資產並重組到相同的場景中。

到了這一步後，RTX Remix 將資產和場景轉換為廣泛採用的通用場景描述（USD） 開放式 3D 框架，而這個框架也是構建和操作自定義 3D 管道的NVIDIA Omniverse平臺的基礎。

由於 RTX Remix 是基於 NVIDIA Omniverse 構建的，這些 USD 遊戲資產可以輕鬆匯入 RTX Remix 應用程式或任何其他 Omniverse 應用程式或聯結器，包括遊戲行業標準應用程式，例如 Adob  e Substance 3D Painter、Autodesk Maya、3ds Max、 Blender、SideFX Houdini 和 Epic Games 的虛幻引擎。

當資產從 Omniverse 聯結器同步到 Remix 的視口時，魔改團隊可以協作改進和替換資產，並可視化每個更改。這個工作流程能夠改變魔改社群處理他們其遊戲魔改的方式，為模組製作者提供一個統一的工作流程，將他們的知識運用到各種遊戲而無需學習大量專有工具。

上圖是上古卷3晨風的遊戲原圖。

上圖是上古卷軸3晨風經過 RTX Remix 魔改創作後的實際畫面

當開發人員製作好 RTX Remix 魔改包後，就可以輕鬆地將模組匯出分享給其他玩家，玩家下載了魔改包後，扔到遊戲目錄內啟動遊戲，RTX Remix runtime 就可以完成剩下的工作——RTX Remix 的 64 位 Vulkan 渲染器替換掉舊的渲染 API 和系統。RTX Remix 還提供了這個 runtime 的編輯器，能夠讓玩家實時定製各種特效選項，例如修改材質屬性、新增體積霧等等。

可以看到，RTX Remix 是一個具有劃時代意義的魔改工具，對於許多舊遊戲來說可能會因此再度煥發新生，在尤其是遊戲開發成本越來越高的當下，為各種重製版打開了一條新的快捷開發途徑。

選擇——有必要採用光線追蹤嗎？

這是一個常見的有趣問題，特別是目前光柵化渲染還是主流的情況下。

首先，光柵渲染和光線追蹤都是用於確定可視性的一種方式。

眾所周知，光柵化渲染的原理是將場景中的每個三角形拿出來，扔到螢幕空間上，讓光柵器查詢該三角形在螢幕上對應的畫素，然後根據法線、深度快取、光照、紋理等資訊渲染該三角形對應的畫素，理論上每個三角形都要進行這樣的操作，為了節省渲染資源，人們引入了各種剔除、修剪和隱面消除等技術，減少渲染的三角形。

而光線追蹤則是對渲染解析度的每個像素髮射一條或者一束射線，讓其擊中最接近的三角形，根據擊中點的屬性，確定是被吸收、折射還是反射（後兩種會產生衍生射線），從而產生出倒影、發散、折射等效果，週而復始。

光線追蹤本身只是一種渲染技術的通用名詞，目前已經發展出了多種實現，例如路徑跟蹤、分散式光線追蹤、雙向光線追蹤、光子對映等等，都是針對不同應用情境下提出的各具優點和缺點的光線追蹤實現，例如雙向光線追蹤可能比較適合散焦特效，分散式光線追蹤比較適合全域性光照。

從光學角度看，光線追蹤才是正確的物理實現，光柵化渲染雖然也能達到基於物理渲染的效果，但是因為缺乏屏外空間資訊，可能需要更多的程式碼和資料才能接近，否則容易產生各種古怪的現象。

《獵天使魔女》中基於光柵化的螢幕空間倒影，出現了口紅戳眼睛的現象。

《迷失》中基於光柵化的螢幕空間倒影，貓咪在鏡子的古怪倒影。

在地鐵離去中，螢幕空間倒影（SSR）和光線追蹤倒影（RTR）的對比（SSR 裡船的倒影隨著角度的變化而忽隱忽現，而光線追蹤倒影則保持很好的一貫性）：

即使是某些宣稱是光線追蹤的情況，但是由於和真正的光線追蹤實現完全不是一回事而存在各種問題，例如Reshade 特效外掛基於螢幕空間實現的偽光線追蹤全域性光照容易產生忽有忽無的現象（黃色色染隨著梯子移出螢幕外後就突然消失了）：

既然光線追蹤或者說真正的光線追蹤能產生更逼真的畫面，那麼為何在 RTX GPU 之前極少看到呢？

答案相信大家都聽說過，那就是光線追蹤需要大量的計算。

光線追蹤產生衍生射線後，會繼續反彈射向下一個物體，且反彈的方向可能是隨機的，單條射線難以準確計算出整個物體表面的明暗，隨之就會產生噪點，為了減少噪點，要嘛就是每個像素髮射更多的射線，例如數千條射線，又或者是結合隨機演算法進行累積，這些辦法都會導致計算量幾何級上升，而更復雜的場景和模型（例如複雜的透明模型）會讓計算量在此基礎上再跳若干個幾何級。

NVIDIA 在 Volta 世代開始引入的光線追蹤就是支援使用張量核心進行降噪處理，可以實現較少的射線實現接近參考目標圖的效果。

到了 Turning 世代，NVIDIA 引入了 RTCore 來實現光線追蹤求交加速，目前所有的 GPU 硬體光線追蹤加速基本上都是類似於 Turing——透過加入求交加速模組來加速光線追蹤，所不同的主要是具體的規模和涵蓋的加速特性範圍（例如 NVIDIA RTCore 和 Intel RTU 還支援遍歷、排序，AMD RDNA2 則還有欠缺，RDNA 3 有少量改進）。

上圖是分別是參考圖、採用 NVIDIA 實時降噪器處理的效果以及輸入降噪器的光線追蹤渲染畫面

目前絕大多數的硬體光線追蹤加速遊戲都是採用了混合渲染流水線，也就是先用光柵化確定可視性，然後使用光線追蹤對螢幕區域中特定的位置進行光線追蹤計算，這不失為一種畫質與效能的折衷，例如 AMD 的 SSSR 就是針對場景中不同位置使用傳統光柵 SSR 和DXR 光線追蹤的倒影演算法。

經過 4 年的發展，光線追蹤加速已經不再陌生，除了折射、倒影、陰影等特效處理外，還有一個重要的應用現在開始逐漸增多，那就是全域性光照（Global Illumination，簡稱 GI）的普遍實現。

上圖是虛幻引擎編輯器裡展示啟用 RTXGI，圖中的圓球就是全域性光照特效常見的探針示意。

上圖是遊戲 ICARUS 啟用基於 RTXGI 全域性光照後效果

NVIDIA 在這方面有較長的積累，例如在 2019 年提出的 DDGI（現在的營銷名稱為 RTXGI），可以在無噪點的情況下實現實時全動態光線追蹤全域性光照。AMD 在今年（2022 年）10 月也釋出了一篇論文，提出了名為 GI 1。0 的全域性光照實現辦法，在這篇論文中，雖然 AMD RX 6900XT 光線追蹤部分的效能只有 RTX 3080 的一半，但是憑藉快取記憶體的優勢，最終達到了持平的效能。

另一個挑戰則是場景光照的豐富性問題，例如目前的光線追蹤遊戲一般只有兩個到十六個主光源，即使是 Quake 2 RTX 中也不過是 100 多個用於光線追蹤的光源，NVIDIA 為此提出了 RTXDI 技術（在 2021 年正式採用這個名稱，主要基於 NVIDIA 2020 年前提出的 ReSTIR 技術）。

RTXDI 嘗試近似經典渲染方程的方式進行計算，經過最佳化後，每個畫素只用兩條射線取樣，結合 NRD 專門為 RTXDI 最佳化的 RELAX 降噪器，透過多種重取樣技術，就能對百萬級數量的光源實施光線追蹤，徹底摒棄其他所有陰影技術以及環境遮蔽技術，並且可以和 RTXGI 結合實現更逼真絢麗的渲染效果。

RTXDI 可以在 NVIDIA、AMD 等支援 DXR 和 Vulkan 光線追蹤擴充套件的 GPU 上執行，不僅遊戲中可以使用，還有一些開發人員已經提供了支援 Blender 的 RTXDI 渲染引擎，適用性相當廣。

說了這麼多作為鋪墊，接下來我要做一些光線追蹤的相關測試了，這部分分為主要是偏底層的測試和實際遊戲測試，手頭有一片 GeForce RTX 3080 Ti FE 和七彩虹的 iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC，相對於之前的公版測試，我這次主要是要一些延伸性的測試，特別是我的 AMD Ryzen 7 5800X 平臺上，啟用光線追蹤是否下相當於“免費”。

測試平臺

CPU：AMD Ryzen 7 5800X 鎖定 4。5GHz，開啟超執行緒

主機板：華碩 ROG Strix X570E Gaming

記憶體：TT Tough DDR4-3600 8GB*4

電源：TT Tough 850W 80 Plus 白金認證

顯示卡：七彩虹iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC

顯示卡：NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti FE

顯示器：DELL U2413

驅動程式：GeForce Game Ready 驅動 v526。98

作業系統：Windows 11 22H2 22621。819 專業工作站版，電源管理卓越效能模式，關閉 Windows Defender

主機板 BIOS 設定：開啟 ResizableBAR 支援

七彩虹 iGame GeForce RTX 4080 Ultra W OC

這次參與對比的新卡是來自七彩虹的 iGame 系列 GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC：

七彩虹的 iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC 是我接觸的第一款非公版 RTX 4080，和公版一體化設計相比，iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC 的更長，這樣設計的目的是為了容納 3 個風扇，提供更良好的散熱效果。

散熱器外甲採用波普藝術風格，顯示卡側面引人矚目的是“漫畫特效”的Ultra燈組（可以使用 iGame Center 2。0 進行燈光同步設定），在開機後會亮起，內部散熱模組採用了 5*6 mm + 2*8 mm 熱管，熱管和鰭片採用了迴流焊高度融為一體，三組雙滾珠軸承風扇的扇葉直徑均達到 100mm，9 片風扇葉片是利於聚風的環形葉片。

位於頂部的電源介面是12VHPWR（PCIE 5。0）電源介面，隨卡提供了一條 3* 8pin PEG 轉接線，當然如果可以的話最好電源也採用 ATX 3。0 帶 12VHPWR 連線線，這樣可以讓機箱空間更簡潔。

雖然七彩虹iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC 的尺寸比 NVIDIA FE 公版更長（大約是 32。5cm vs 30cm），但是在整體重量上由於採用了三風扇開放式散熱設計反而要輕不少，不像公版那樣有一大圈金屬包圍，這樣的好處除了散熱更好外，對於主機板來說也是降低了負擔，而使用者需要注意的是機箱內部需要有足夠的空間。

七彩虹iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC 提供了一鍵超頻功能，在顯示卡擋板處有一個按鈕，按下後就能啟用一鍵超頻：

使用 3DMark Speed Way 測試結果如下：

一鍵超頻略顯保守，效能改善幅度大約是 1。3%，好處是比較簡單，而且是有官方質保的。

下面就讓我們進入具體的光線追蹤測試環節。

底層測試

底層測試的目的是希望儘可能獲知硬體的理論效能，特別是像 RTCore 相對較少資料的單元，我們對其細節更是充滿好奇。

底層測試——光線追蹤峰值效能測試

為了探測 GeForce RTX 4080 的光線追蹤底層效能，我這次使用 Matt Pettineo 的 DXR Patht Tracer 進行了簡單的對比，測試條件是每畫素 16 射線、8 次反彈、32 光源，並且啟用了若干常見的渲染效果：

這是一個很簡單的場景，但是請注意，我們測試的是一個路徑跟蹤器，效能和取樣數、光照路徑長度有較大關係。

前面我們說過，常見的光線追蹤渲染實現方式是指從攝像機方向發射射線穿過螢幕畫素直到擊中場景中某個三角形，這一步被稱作求交，在完成求交計算後，光線渲染程式中的 anyhit 程式碼會根據擊中點的屬性確定是否產生衍生射線以及選擇相應的後續計算。

由於會產生多次的衍生射線碰撞，光線追蹤需要進行大量簡單而重複的求交測試計算，所以求交測試模組是光線追蹤加速單元的最主要組成部分，我們在這裡的底層測試就是為了探測出 GPU進行一定特效處理的情況下每秒可以進行的射線求交能力。

從測試結果來看，RTX 4080 可以每秒跑出 31。1 Grays（Giga Rays，十億條射線），而 RTX 3080 Ti 則是 18。4 Grays，兩者此時的效能比值為 1。69 倍。

底層測試——Ray Tracing in Vulkan

這裡我使用的是 GPSnoopy 的 Ray Tracing in Vulkan，這是 Tanguy Fautre 按照 Peter Shirley 的 Ray Tracing in One Weekend光線追蹤短訓教程在 github 上釋出的程式碼實現，最初使用的是 NVIDIA 私有 Vulkan 擴充套件，後來 KHR 釋出了官方 Vulkan 光線追蹤擴充套件後，所有程式碼也隨之移植到官方 Vulkan 擴充套件上來，這意味著包括 AMD、Intel 等 GPU 也能執行這個程式。

如果有看過我之前測試的話，應該也瞭解到我之前是跑過這個程式的。這次我測試的是 github 上的最新程式碼版本，使用 VS 2022 和 Vulkan SDK 編譯。

程式提供了 5 個場景，分別是：

1.  Ray Tracing In One Weekend

2.  Planets In One Weekend

3.  Lucy In One Weekend

4.  Cornell Box

5.  Cornell Box & Lucy

程式允許修改射線取樣數量（預設每畫素 8 條射線，最高 128 條）和射線反彈次數（預設 16 次，最高 32 次）。

雖然程式每個場景跑一遍只需要 60 秒，但是我這次使用的測試指令碼是涵蓋了每畫素 1、2、4、8、16、32 條射線以及一次、兩次、四次、八次、十六次、三十二次反彈，一輪跑下來大概需要數個小時。

測試結果如下：

由於程式渲染的場景相對簡單，也不涉及降噪等著色器操作，比較容易體現光線追蹤加速環節或者說求交效能上的效能差別。

由於 RTCore 對我們來說還是一個黑匣子，裡面好多細節我們都知之甚少，NVIDIA 提供了一個名為 RT TFLOPS 的指標，但是這個東西是根據遊戲運算量統計百分比，揉合了 SM 單精度效能、RTCore 等效效能、張量核心效能的東東，純粹度略顯不夠。

為了簡化描述，我這裡將每個 RTCore 每週期跑的操作集稱之為 RTCore-Ops。

七彩虹iGame GeForce RTX 4080 16GB 執行程式時候的 3D 核心頻率為 2805 MHz，乘與 76 個第三代 RTCore 的話，理論上就是每秒跑 213，180 百萬次第三代 RTCore-OPs。

NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti 12GB 執行程式時的頻率波動相對較大，在 1835 MHz 到 1905 MHz 之間，取中間值 1870MHz 的話，乘與 80 個第二代 RTCore，那就是每秒跑 149，600 百萬次第二代 RTCore-Ops。

單純看 RTCore-Ops 的話，七彩虹iGame GeForce RTX 4080 16GB 是 NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti 12GB 的 1。42 倍。

但是從 GPSnoopy Ray Tracing in Vulkan 的測試結果來看，七彩虹iGame GeForce RTX 4080 16GB 的實測光線追蹤效能是 NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti 12GB 的 1。61 倍（平均值），多出來的 20% 顯然是來自於第三代 RTCore 或更大快取記憶體（64MB L2 vs 6MB L2）所帶來的。

我還測試了包括其他每週期射線數量（每畫素 1、2、4、16、32 射線）的情況，在較少採樣的情況下，例如每畫素一射線的時候，兩者的平均效能比值差別會少些——152%，在更多采樣的時候，效能比值基本一樣。

提升幅度較少的是場景 4，這個場景的特點是沒有透明、鏡面物體，這意味著衍生射線的數量以及隨之而來的複雜著色計算會更少，在每畫素 1 條射線的時候，七彩虹iGame GeForce RTX 4080 16GB  是 RTX 3080 Ti 的 142%，相當於兩者的 RTCore-Ops 比值。

在取樣數量增加到每畫素 8 條射線後，七彩虹iGame GeForce RTX 4080 16GB 在場景四的效能是 NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti 12GB 的 148%，依然接近兩者 RTCore-Ops 1。42 倍比值。

由於支援提供 RTCore 狀態特性資訊 Nsight 目前只對企業使用者以 NDA 的形式提供，普通人難以接觸，故此想進一步準確獲知相關細節的正門目前是堵死的，因此這次測試只能根據表面結果做判斷。

考慮到測試場景不涉及動態模糊或者其他射線插值計算的情況，因此第三代 RTCore 的每週期三角形求交能力兩倍於第二代 RTCore 的特性在這裡應該是體現不出來的。

對於上面這些測試結果，我很容易得出下面的結論：

對於涉及較多透明、鏡面反射物體的場景，NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti 12GB 或者說 Ada 架構可以從較大的快取記憶體以及著色器效能顯著獲益，而對於透明、鏡面或者說反彈次數較少的場景，基本上就是兩者單元規模和頻率乘積的高低區別。

遊戲實測

在遊戲測試方面，我這次打算精簡一下，只選擇三款光線追蹤遊戲，分別是賽博朋克 2077、地鐵逃離增強版以及蜘蛛俠重製版，其中賽博朋客 2077 具備光線追蹤倒影、陰影計算，地鐵離去增強版採用了光線追蹤來實現全域性光照、倒影、陰影，蜘蛛俠重製版是從主機平臺移植過來的，提供了光線追蹤倒影特效，上述上個遊戲均提供了 DLSS 超解析度技術，其中蜘蛛俠重製版以正式版的方式提供了 DLSS 3 插幀支援，賽博朋克 2077 以內測版的方式提供了 DLSS 3 插幀支援，地鐵逃離增強版提供了 DLSS 2 支援。

地鐵逃離增強版

地鐵：逃離增強版：地鐵逃離增強版是一個出色的第一人稱單人遊戲，採用 4A Engine 開發，是第一個強制要求顯示卡必須支援 DXR 的遊戲。

七彩虹 iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC 在這個遊戲中實現了 95fps 的 4K 全開最高 DLSS Performance 效能，在 2560x1440 則是達到了 121 fps。

蜘蛛俠重製版

蜘蛛俠重製版：蜘蛛俠重製版是一個移植自遊戲機的第三人稱動作遊戲，採用 Insomniac 遊戲引擎，最新版提供了 DLSS 3 插幀支援。

從測試結果來看，蜘蛛俠重製版在我們的測試平臺上遇到了 CPU 效能瓶頸，在 2560x1440 的時候啟用光線追蹤+DLSS 3 插幀可以達到 1。73 倍於插幀之前的效能。相較之下，4K 光線追蹤+ DLSS 3 插幀是啟用插幀之前的 1。48 倍。

和關閉光線追蹤相比，啟用光線追蹤 + DLSS 2 後的效能會更快，以七彩虹 iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC 為例，此時的效能是關閉光線追蹤時的 1。24 倍。

賽博朋克 2077

賽博朋克 2077：賽博朋克 2077 是一個跨平臺遊戲，採用的遊戲引擎是 REDengine 4，提供了光線追蹤倒影、光線追蹤陰影等特效支援，我們這裡測試的版本是提供了 DLSS 3 插幀支援內測版。

NVIDIA 在 9 月份的時候 已經將賽博朋克 2077 列為 DLSS 3 遊戲，但是具體的正式支援時間尚不清楚，可能會和 Overdrive 光線追蹤（RTXDI）一同釋出？

在 4K 解析度下，七彩虹 iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC 啟用光線追蹤+ DLSS 2 後的效能是關閉光線追蹤、不啟用 DLSS 2 的 1。22 倍。在開啟光線追蹤模式下， DLSS 2 Performance 能實現 2。62 倍於啟用 DLSS 2 之前的效能。

對於 DLSS 3 插幀效能表現，作為參考，七彩虹 iGame GeForce RTX 4080 16GB Ultra W OC 啟用 DLSS 3 插幀後，4K 時的效能提升了 47%（如果是單純和啟用光線追蹤相比則是 289%），而在遭遇 CPU 效能瓶頸的 2560x1440 下提升幅度達到了 73%（如果是單純和啟用光線追蹤相比則是 215%）。

為了獲知更多的細節，我將蜘蛛俠重製版和賽博朋克 2077 的更多 CaoFrameX 細化測試結果整理為下面的兩個表格：

上面表格中除了大家常見的平均幀率外，還有低於 1% 的平均幀率、應用時延、GPU 耗電、GPU 每 10 瓦耗電幀率以及 GPU 佔用率等指標。

1% 頻率低幀率是指按照從最高到最低幀率來排列，然後取位於末尾或者說最慢的 1% 幀率進行平均取得的均值，英文一般稱為 1% Low Averags FPS被認為是反映卡頓的最佳指標，這個指標越高遊戲流暢性感受就越好。如果你對遊戲卡頓比較敏感的話，建議關注一下這個指標。

關於 App Latency 指標，按照作者的介紹（以及presentmon1、presentmon2）的資訊， App Latency類似於 NVIDIA Frameview 中的 PCLatency，是指電腦 I/O 埠接收到外部人機裝置指令後到顯示卡完成渲染髮送資料到顯示器的這段耗時。這個指標完全獨立於顯示器和人機裝置，只考慮電腦系統內的情況，可以最大限度反映電腦內部渲染時延問題，該指標的單位一般是毫秒錶示。

但是根據我的實際對比，發現 App Latency 和 PCLatency 還是存在一定差異的，特別是在啟用了 DLSS 後：

可以看出，在 DLSS Perf + FG on 的時候，PCLatency 測試結果為 50ms，比 CapFrameX 的 13ms 高不少。

在啟用光線追蹤後，單純啟用 DLSS 的話，PCL 只有 34ms，比關閉光線追蹤、關閉 DLSS 的時候快 29。4%，改善幅度比平均幀率還高。

GPU Power 表示顯示卡的全卡耗電，而 GPU fps/10W 代表的是每 10 瓦耗電能達成的幀率。

GPU Usage 表示測試過程的平均 GPU 佔用率。

從測試結果可以確認蜘蛛俠重製版在 2560x1440 的時候的確更容易受到 CPU 效能影響，在啟用 DLSS 2 後 GPU 平均佔用率只有 52%，此時耗電為 123 瓦，每 10 瓦幀率為 6。92 fps/10瓦。

啟用 DLSS 3 插幀後，耗電會有所提升，達到 161 瓦，增加 30%，但是效能耗電比會顯著提升達到 10。42 fps/10瓦，提升了 51%。

網路上有人表示關閉超執行緒的話，蜘蛛俠重製版的效能會有所提升，我試了一下，的確是一定的改善：

幀率從 85。1 fps 提升到了 96。5fps，不過 1% Low Avg 只有 1 fps 的改善，最慢幀時間有較大改善。

根據記錄資料，此時 CPU 的耗電是 86 瓦，降低了兩瓦，而 CPU 最大使用率從 81% 提升到了 96%，GPU 耗電基本持平——125 瓦。

如果你是遊戲玩家的話，不妨嘗試到 BIOS 裡關閉掉超執行緒，很可能會有一點小驚喜。

全文總結

經過四年的發展，光線追蹤在軟硬體方面已經有了大幅度的改善，當前的旗艦硬體光線追蹤 GPU 在 4K 解析度下配合超解析度、插幀等技術下輕鬆每秒破百幀，在這樣硬體能力下，越來越多遊戲和應用開發商紛紛加入到支援硬體光線追蹤加速的行列，像 PC 平臺上的硬體光線追蹤遊戲數量就從零增加到 100 款以上。

光線追蹤對畫面的改善不是體現在紋理、模型的細節上，而是更真實的物理光學體驗，例如自然而然的全域性光照（RTXGI）、不會忽有忽無的倒影、“接地氣”的陰影、繽紛絢麗的夜景（RTXDI）等等。

硬體光柵渲染經過近 30 年的發展，能做的改善已經不多，難以克服的地方是時候交給光線追蹤來完成了。

在這次測試中，我們瞭解了 GeForce RTX 4080 16GB 的峰值光線追蹤效能大約是每秒 31。1 GRays，是上一代 Ampere 架構 RTX 3080 Ti 每秒 18。4 GRays 的 1。69 倍，在演示場景測試中一般幅度會在 1。65 倍左右，而在遊戲中，這個幅度是 1。35 倍左右，原因和目前遊戲基本採用混合渲染流水線有關。在混合渲染流水線中，遊戲使用光柵器確定每個三角形在螢幕上的位置，然後根據需求決定是否在這些位置上進行光線追蹤渲染。

DLSS 技術是實時光線追蹤的最佳伴侶，經過多次版本迭代後，DLSS 的畫質有了顯著的改善，新加入的插幀技術讓需要更高畫面流暢體驗的玩家多了選擇。

對於旗艦級的顯示卡例如七彩虹 iGame GeForce RTX 4080 Ultra W OC 來說，CPU 的確會在很多遊戲中成為瓶頸，但是隨著 DLSS 3 插幀技術的推廣，即使 CPU 成為瓶頸，也能實現更平滑的畫面流暢體驗，關閉超執行緒有時候會帶來一定的小驚喜。

當然，如果遊戲本身並非電競類，你可以嘗試透過幀率約束將遊戲幀率上限 60fps，這並非沒有意義，因為幀率更低的話，意味著耗電、風扇噪音更低，同樣能帶來更好的遊戲體驗。