2020年的顯卡市場堪稱近年來競爭最激烈、反轉的彎“轉得最大”的一年。NVIDIA方面，隨著NVIDIA Ampere架構相關計算產品和圖形產品的發佈，NVIDIA迎來了數年一次的產品換代期。全新的NVIDIA Ampere架構產品帶來了遠超以往的計算能力和大量全新功能，再加上頗具性價比的定價，迅速成為玩家眼中的香餑餑。
NVIDIA這邊按部就班，AMD那邊則顯得頗為“驚心動魄”。一開始傳說中的“big NAVI”各種消息滿天飛，其產品定位眾說紛紜，直到AMD發佈會上人們才一窺產品真實性能，雖然能對戰RTX 3080，但仍然有點令人遺憾，直到“one more thing”（特別驚喜）的登場，Radeon RX 6900直面RTX 3090，人們才發現AMD真是瞞天過海、暗度陳倉……當然，說這麼多似乎都沒什麼用，缺貨的2020，GPU靠搶，買不買得到全看命。
NVIDIA：Ampere上陣，RTX卡皇降臨
近年來，NVIDIA新品發佈的節奏出奇地穩定。比如麥克斯韋架構的GTX 9系列產品發佈於2014年9月，2年後的2016年5月NVIDIA推出了帕斯卡架構的GTX 10系列產品，又一個2年之後的2018年8月，NVIDIA發佈了帶硬件光線追蹤加速的RTX 20系列產品。在今年9月，RTX 30系列顯卡正式發佈，這也成為本年度圖形市場最重要的事件。
從架構角度來看的話，RTX 30系列顯卡所採用的NVIDIA Ampere架構實際上發佈於2020年5月，當時發佈的是NVIDIA Ampere架構的計算產品：NVIDIA A100 Tensor Core GPU，這款產品採用的是臺積電的7nm工藝、包含540億晶體管，擁有極高的雙精度計算能力、支持新的AI數據格式、支持稀疏計算優化等新的功能，其AI計算能力極為強大，但是這款產品不支持視頻輸出、沒有集成視頻核心，純粹面向AI計算和HPC、雲計算等場合，並不是為消費市場準備的產品，甚至很少有消費級用戶知道NVIDIA取消了“TESLA”這個之前面向計算設備的副品牌。NVIDIA Ampere計算架構產品的發佈，意味著面向圖形的NVIDIA Ampere產品也近在咫尺了。
等待的時間不算長。在經歷了RTX 30系列顯卡外觀惡意洩漏的事件之後，2020年的9月，全新的GeForce RTX 30系列顯卡終於正式發佈了。首發產品包括RTX 3090、RTX 3080和RTX 3070，2個月之後的11月，NVIDIA又增補了RTX 3060 Ti。這4款顯卡組成了目前RTX 30系列產品陣列，分別面向頂級、高端、中高端和中端用戶，價格分佈從12000多元到3000多元不等，形成了較為齊全的中高端產品線。
▲NVIDIA發佈了全新設計的RTX 30系列顯卡
從工藝角度來看，RTX 30系列顯卡採用的是三星8nm工藝，其實際的工藝代次是屬於10nm級別工藝的改進版本，優勢在於其性價比較高，但關鍵參數較臺積電7nm工藝落後。比如三星8nm工藝的晶體管密度僅為4458萬每平方毫米，相比之下，臺積電7nm工藝在NVIDIA A100張量GPU上可達6537萬每平方毫米。另外，在功耗方面，RTX 30系列顯卡功耗相對前代產品有所上升。比如RTX 3080在1.7GHz頻率下TDP功耗達到最高320W，RTX 3090的TDP功耗則達到350W，都屬於近年來GPU的相對高值。
▲RTX 30系列GPU採用了全新的SM，注意圖中的雙功能計算單元。
架構方面，雖然在之前的發佈會上，NVIDIA宣稱面向圖形的Ampere架構和麵向計算的Ampere架構存在“巨大的重疊”，但就實際產品而言，兩者存在差異更為顯著一些。NVIDIA在RTX 30系列GPU上重點宣傳的是全新的SM、全新的RT核心和全新的張量核心。其中全新SM單元的獨特之處在於新加入雙功能計算單元，這種單元可以根據需要計算INT或者FP數據（以前的計算單元只能執行一類計算）。
由於CUDA單元往往是指GPU中能夠計算FP32的單元，在雙功能單元引入後，配合原有的FP32單元，NVIDIA在宣傳中將RTX 30系列顯卡的CUDA單元的數量直接翻倍，比如RTX 3090的CUDA單元數量高達10496（5248個FP32單元加5248個FP/INT雙功能單元），是之前RTX 2080 Ti所擁有的4352個CUDA單元的2.4倍，在增加了計算效能的同時，在市場宣傳上更為吸睛。
在光線追蹤計算方面，RTX 30系列顯卡的光線追蹤加速單元除了更為出色的計算效能，還加入了新的增強異步計算效能的功能，該功能允許在每個NVIDIA Ampere架構GPU的SM中同時處理光線追蹤計算、圖形計算和數學計算的三者之二，此外還帶來了光線追蹤動態模糊加速。雖然從光線追蹤的實現上來說，現在所有號稱能夠計算光線追蹤的GPU只是模擬了真實光線運動過程的極少部分內容，但是依舊能夠帶來比較明顯的畫質改善和鮮明而獨特的市場宣傳效應，這也是NVIDIA長期以來宣傳的重點內容。
▲RTX 30系列加強了光線追蹤計算
AI計算方面，RTX 30系列顯卡使用的是和之前面向計算的NVIDIA Ampere架構基本相同的第三代張量核心，帶來了稀疏性優化、BF16數據格式支持等，在部分計算中速度可達第一代張量核心伏特架構的20倍。其他功能方面，新的RTX 30系列顯卡還首次啟用了高帶寬的GDDR6X顯存、支持RTX IO、支持8K HDR、HDMI 2.1以及AV1解碼等功能，誠意滿滿。
▲面向圖形的NVIDIA Ampere架構加入第三代張量計算核心
性能方面，RTX 3090的性能相比之前的RTX 2080 Ti大約增強了30%~40%，RTX 3080比RTX 2080 Ti快了大約20%，RTX 3070大約和RTX 2080 Ti性能相當，RTX 3060 Ti則持平RTX 2080 SUPER。價格方面，RTX 3090首發價格11999元，貴得一點都不意外，但是低了一檔的RTX 3080首發價格僅為5499元，緊隨其後的是RTX 3070首發價格3899元，RTX 3060 Ti首發2999元。
相比RTX 2080 Ti的大約9000多元，性能顯著更為出色的RTX 3080的性價比令人驚訝，更不要說三千元級別的RTX 3070和RTX 3060 Ti，其出色的性價比成為大量玩家關注的重點，並迅速在市場上掀起了一陣熱潮。
總的來看，NVIDIA的RTX 30系列顯卡在性能、功能方面表現都一貫優秀，特別是RTX 3090再度推高GPU圖形計算的性能，坐穩“卡皇”寶座。
在價格方面，NVIDIA在RTX 30系列顯卡上放棄了之前RTX 20系列顯卡上的高價路線，迴歸了相對平實的定位，這和其工藝採用有關，也展示了NVIDIA在GPU架構設計和工藝應用上出色的能力和優異把控水平。對NVIDIA來說，RTX 30系列顯卡的發佈，即在意料之中，也有意料之外。它如此強悍在意料之中，它竟然如此強悍又在意料之外。2020年，NVIDIA的確不虛此年，再度超越自己，值得欽佩。
AMD：最大的反轉，意外的驚喜
AMD在2020年可謂反轉多多，驚喜多多。在2020年之前的很長一段時間，GPU市場的走向和脈絡乃至於性能峰值都被NVIDIA掌控，雖然NVIDIA在產品誠意上一直很足，但是缺乏競爭的市場就像沒有風景的旅途，一直在向前，但很少有亮點。在2020年，這樣的態勢被打破了。從年初開始，市場中就在流傳有關AMD大核心“NAVI 21”的消息，尤其是在2019年AMD發佈了全新的RDNA架構之後，NAVI 21大核心、採用第二代RDNA架構的消息就不脛而走，並且被部分爆料博主先後爆出了外觀三風扇、芯片面積巨大等消息，令人頗為期待。
時間終於來到2020年10月9日，在AMD銳龍5000系列CPU的發佈會上，AMD CEO蘇姿豐一併介紹了全新的Radeon RX 6000系列顯卡，並初步給出了一些性能數據，但沒有展示相關的型號和細節。隨後的傳言顯示，RX 6000系列GPU採用256bit顯存位寬，定位RTX 3080級別。這樣的消息令市場頗為失望，難道RTX 3090又會無人挑戰嗎？
20天後的10月29日，AMD正式發佈了全系列Radeon RX 6000系列顯卡和全新的RDNA 2架構。除了之前對陣RTX 3080和RTX 3070的RX 6800系列顯卡，AMD還準備了一個大招——Radeon RX 6900XT，這款顯卡採用了完整版本的NAVI 21核心，擁有5120個流計算單元，依靠2.25GHz的高頻率直面RTX 3090。這也是AMD重新邁向高端首戰，頗受市場和玩家關注。
從架構角度來看，AMD在NAVI 21或者RDNA 2架構上帶來了大量的革新，根據AMD的描述，RDNA 2是一個面向遊戲設計的架構，它帶來了三個方面的技術優勢，一是更為出色的功率效率和更高的頻率，二是全新設計的無限緩存帶來的GPU技術突破，三是大量高級技術包對括硬件光線追蹤技術的支持。
▲AMD RDNA2架構終於露出真容，注意架構圖中的無限緩存。
首先，從最基本的CU單元開始，AMD重新平衡了CU單元的計算負荷、優化了能源控制、配備了新的硬件光線追蹤單元，並吸收了大量在銳龍CPU上高頻率設計的經驗，帶來了整個GPU運行的極高頻率。其次，AMD在RDNA 2上使用了全新的片上128MB高速緩存，再加上整個緩存體系的改進，形成了L0、L1、L2以及無限緩存（Infinity Cache）、顯存控制單元5個層級，帶來最高2.17倍傳統顯存的峰值帶寬和更小的電能消耗，改善了GPU在每個時鐘週期內完成的實際工作量或性能、大幅度降低VRAM讀取的頻次，以及顯著提升整個GPU系統的能耗比。第三，AMD終於開始提供對DirectX 12 Ultimate全面支持，加入了硬件光線追蹤模塊，配合無限緩存等帶來了高效率的硬件光線追蹤計算。
▲AMD在RDNA 2架構上正式支持硬件光線追蹤加速
在其他功能方面，AMD還帶來了自動超頻技術（Rage Mode）、有利於CPU訪問GPU數據的SAM，以及圖形優化工具包FidelityFX，後者還包含作用類似NVIDIA DLSS技術的Super Resolution。
從最終的實際測試來看，在傳統遊戲中，旗艦級的RX 6900XT的性能和RTX 3090綜合比較大約只有6%~7%的差距，考慮到其價格只有後者的66%，因此這樣的性能表現是超出預期的。當然，由於AMD在光線追蹤等技術上投入較晚，其光線追蹤遊戲的性能表現還是較RTX 3090顯著落後的。
AMD在2020年可謂大放異彩，如果說AMD在CPU輕取性能王者寶座幾乎沒有懸念的話，那麼GPU則的確帶來超出預期的驚喜。RX 6000系列產品在設計思路和產品實現上充滿奇思妙想，顯示出AMD在新一代GPU的發展上走出了自己獨特的技術路徑，也使得AMD數年來首次擁有和NVIDIA在技術、性能和市場全方位抗衡的能力。接下來的2021年，AMD還將帶來面向中端和中低端市場的RX 6000系列產品，考慮到AMD新架構在效能和緩存上的優勢，令人非常期待。
缺貨的2020，加價的2020
對GPU用戶來說，2020年是不友好的一年。由於受到多方面因素的影響，2020年晶元產能出現多年來最嚴重的緊缺，臺積電的7nm產能基本處於滿負荷運轉狀態，三星的8nm工藝也馬力全開，依舊難以滿足AMD、NVIDIA、蘋果、索尼等廠商的需求，尤其是今年是CPU和GPU這類電子產品新品發佈的“大年”，再加上遊戲主機更新換代、蘋果和高通新品發佈等因素，使得整個半導體產業界的產能緊缺狀況愈加嚴重。更糟糕的是，由於全球不穩定因素增多，避險情緒增強，數字加密貨幣不降反升，因此各種數字加密貨幣對礦機和GPU的需求也大幅度增加，半導體產能緊缺的狀況堪稱雪上加霜。
上遊產能緊缺，下遊用戶遭殃。產能緊缺的最嚴重後果就是產品供不應求，價格抬升。NVIDIA的RTX 30系列顯卡發佈後迅速成為黃牛和炒家的目標，RTX 3080更是沒有8000元根本看不到卡。雖然隨著時間推移，部分需求得到緩解，這樣的炒賣加價行為逐漸退潮，但隨著AMD發佈了RX 6000系列顯卡，並顯示嚴重缺貨的狀況後，顯卡加價現象再度上演。
▲打開某電商網站，RTX 30系列除了賣14000元的RTX 3090，RTX 3080、RTX 3070、RTX 3060 Ti顯卡基本處於缺貨狀態。
一些數據顯示，截至12月初，已經下單的德國市場的新一代顯卡需求量只滿足了不到15%，國內2020年12月和即將到來的2021年1月RTX 3080的供貨量甚至還不到2000張。AMD受困於7nm工藝產能不足等原因，短時間內也無法大批量上市RX 6000系列顯卡，各大電商網站上的RX 6000系列顯卡基本也都是秒光售罄的狀態，讓人頗為無奈。
不僅如此，這種高端顯卡抬升價格的情況甚至蔓延到了中低端產品和上一代產品。包括RTX 2080系列、RTX 2060系列在內的顯卡都有價格上漲的跡象，甚至入門級的GTX 1650、RX 5500這類入門級顯卡價格也在“蠢蠢欲動”。出現這樣的情況，原因除了市場需求變化外，還有可能存在產品生命末期貨源減少以及部分商家抬價等原因，總之都不是什麼好消息。
在即將到來的2021年，業內分析顯示短期內顯卡缺貨的狀況可能得不到太多改善。甚至有預測認為，即使是顯卡生產端的情況緩解後，2021年由於醫藥物資佔據大部分運力等原因，在運輸端可能存在各種各樣的障礙也會導致顯卡這類產品在市場上存在供應缺口。不夠省心的2020年，和可能繼續不省心的2021年，用戶應該如何選擇呢？等待還是繼續等待？是個問題。
小結
2020年顯卡市場終於迴歸了兩大巨頭的競爭態勢，也可能是競爭的原因，2020年高端顯卡的價格相比前一代產品大幅降低，玩家可以選購到更具有性價比的產品，這是一個好消息。技術端方面，NVIDIA和AMD在這一年都在不斷通過全新架構和更大的計算規模加強GPU的基礎性能，並通過加入光線追蹤計算、AI加速等方法，帶來GPU在使用體驗上的整體效果提升，這也是玩家喜聞樂見的。壞消息自然是缺貨和繼續缺貨了。吹得天花亂墜，買不到都等於零。希望這種不正常的市場狀況早一點結束，讓2021充滿期待吧！
遊戲顯卡重點產品技術回顧
華碩顯卡的“全、超、冷”
在最新一代的ROG Strix系列顯卡上，華碩為其賦予了全新的特質—“全超冷”，基於三大主題概念打造的ROG Strix RTX顯卡不僅擁有非常出色的穩定性，同時也給用戶提供了非常強悍的性能。
所謂“全”，指的就是華碩Auto Extreme全自動化生產製程。這可以說是華碩獨家的PCB品控保證特色技術，它能夠確保每一片顯卡PCB的質量都得到最好的控制，從而提升顯卡PCB的成品率與質量上的穩定性。在非常精準的全機器自動化工藝控制下，能夠比人工手動工藝實現更精準的製造規範要求和流程工藝上的美觀性。比如焊錫殘留等問題在Auto Extreme全自動化製程下就幾乎消失。
“超”，則是指的Super Alloy Power Ⅱ第二代超合金供電電路設計。ROG Strix RTX顯卡的第二代超合金供電電路設計能夠使顯卡散熱效果相比普通電路得到大幅度的提升。以ROG-STRIX-RTX3090-O24G-GAMING為例，這張顯卡採用了非常誇張的22相第二代超合金供電設計，雖然考慮到GA102核心的功耗有一定上升，但22相供電設計也完全能夠滿足用戶的日常使用，同時還賦予這款顯卡不錯的超頻潛力。
顧名思義，“冷”顯然就是指的ROG Strix RTX 顯卡在散熱方面的改善。在這一代RTX顯卡上，華碩仍然採用了MaxContact鏡面直觸散熱技術，以提升熱傳遞的效率。此外，ROG-STRIX-RTX3090-O24G-GAMING採用的是2.9槽設計，而前一代Strix RTX顯卡採用的卻是2.7槽的設計。在散熱鰭片上，厚度增加了大約0.2個槽位，以便讓Strix RTX顯卡有更好的散熱效果。
▲最新一代ROG Strix RTX顯卡的中央風扇旋轉方向與兩側風扇相反，這種設計可減少散熱模組內部的空氣亂流，從而進一步提升顯卡的整體散熱性能。
值得一提的是，最新一代ROG Strix RTX顯卡還將顯卡還將其軸流風扇進一步強化—中央風扇額外的扇葉與全高阻隔環可大幅提升的靜壓，左右兩側風扇的阻隔環則變得更加纖薄，從而提供更多的側面進風量，而且反向旋轉的中央風扇還能進一步提升整體散熱性能。
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