NVIDIA 芯片产品比较与选购指南

2018年8月新发布了 Quadro 和 GeForce 产品线。新发布的产品与往代相比最大的特点是加入了光线追踪核心。光线追踪核心的作用是计算三维场景中光线和反射效果，包括镜面反射和漫反射。前代产品没有专用的计算光线的核心，因此，此代产品加入专用的光线追踪核心后，光线计算能力比前代有了质的飞跃。

光线追踪计算可以理解为对画面效果的增强计算，因此光线追踪核心的出现不会提升输出帧率。

光线追踪在游戏和三维视频渲染中有着广泛应用，但该功能在深度学习中派不上用场。深度学习主要使用流处理器核心（CUDA core）和张量核心（Tensor core）。核心数量越多、频率越高，代表性能越好。

CUDA 核心在历代处理器中都有，而张量核心则是首次出现在 Quadro 和 GeForce 产品线中。

目前 Quadro RTX 所有处理器和 GeForce RTX 2070/2080/2080Ti 处理器均加入了张量核心。不过英伟达只声称 GeForce RTX 2070/2080/2080Ti 有张量核心，并未公布核心数量。由于 Quadro RTX 5000 的张量核心数为 384，因此推测 GeForce RTX 2080Ti 的张量核心数也为 384，或更少，如 192。

张量核心的介绍可以参考文章《在 CUDA 9 中编程张量核心》（英文）

简而言之，张量核心的作用是，计算 D = A * B + C 矩阵。其中 A、B、C 均为 4*4 矩阵，显然 D 也是 4*4 矩阵。矩阵 A 和 B 中的每个元素为 16 位浮点数（半精度），矩阵 C 可以是 16 位也可以是 32 位浮点数（单精度），显然计算结果 D 是 32 位浮点数矩阵。

根据矩阵计算定义，更大规模的矩阵计算可以切割为较小矩阵并分别计算，最后再组合成一个完整的结果，每个切割后的计算任务彼此没有前后依赖关系，相互独立。这就给并行计算提供了理论可能。

例如，若 A、B 和 C 均为 16*16 半精度矩阵，计算 D = A * B + C，则可以先把 A、B 和 C 分别等分为 4*4 个小矩阵，即每个矩阵内有 4*4 个元素。计算 A*B 就是把每个小矩阵作为一个整体，进行矩阵乘运算，然后再跟 C 的对应小矩阵相加。16 个小矩阵计算任务完成后，再把计算结果组合成一个新矩阵，即为结果 D。

现代深度学习训练中，常会出现大量的矩阵相乘和相加的运算。例如我们可以把矩阵 A 看作是参数，矩阵 B 的每个向量看作是输入，矩阵 C 看作是偏置值，结果矩阵 D 看作是分类结果。

据官方声称，在计算类似 D = A * B + C 的 4*4 矩阵运算中，张量核心的计算效率是 CUDA 核心的 12 倍。

张量核心随着 Tesla V100 和 CUDA 9 发布而同步推出，从2017年10月到发稿时（2018年8月）还不足一年，业界支持还不够普遍。目前主流的深度学习框架，如 TensorFlow、PyTorch 等还未加入针对张量核心的支持。不过有了硬件支持，软件支持仅仅只是时间的问题了。

以下为最近发布的产品与前代产品对比：

Quadro 产品线：

	Quadro RTX 8000	Quadro RTX 6000	Quadro RTX 5000	Quadro GV100	Quadro GP100
CUDA 核心	4608	4608	3072	5120	3584
英伟达张量核心	576	576	384	640	无
双精度性能	TBD	TBD	TBD	7.4 TFLOPS	5.2 TFLOPS
单精度性能	TBD	TBD	TBD	14.8 TFLOPS	10.3 TFLOPS
张量性能	TBD	TBD	TBD	118.5 TFLOPS	20.7 TFLOPS
显存容量	48GB	24GB	16GB	32GB	16GB
显存频率	14Gbps	14Gbps	14Gbps	TBD	TBD
显存类型	GDDR6	GDDR6	GDDR6	HBM2	HBM2
ECC 内存	TBD	TBD	TBD	是	是
光线追踪带宽	10G 条光线/秒	10G 条光线/秒	6G 条光线/秒	不支持	不支持
NVLink 带宽	200 GB/s 双桥（TBD）	200 GB/s 双桥（TBD）	200 GB/s 双桥（TBD）	双桥 200 GB/s	双桥 160 GB/s
最大功率	250 W	250 W	250 W	250 W	235 W
显示接口	DP 1.4 (4), VirtualLink(Type-C)	DP 1.4 (4), VirtualLink(Type-C)	DP 1.4 (4), VirtualLink(Type-C)	DP 1.4 (4)	DP 1.4 (4), DVI-D DL
参考价格	10000 美元	6300 美元	2300 美元	TBD	TBD

标有 TBD 的参数均为待定，因为官方尚未公布相关参数。

GeForce 产品线：

	GeForce RTX 2080Ti	GeForce RTX 2080	GeForce RTX 2070
CUDA 核心	4352	2944	2304
基础频率	1350 MHz	1515 MHz	1410 MHz
加速频率	1545 MHz/1635 MHz(FE)	1710 MHz/1800 MHz(FE)	1620 MHz/1710 MHz(FE)
显存容量	11GB GDDR6	8GB GDDR6	8GB GDDR6
显存频率	14 Gbps	14 Gbps	14 Gbps
显存位宽	352 bit	256 bit	256 bit
显存带宽	616 GB/s	448 GB/s	448 GB/s
NVLink	50 GB/s	50 GB/s	不支持
热设计功耗	250W/260W(FE)	215W/225W(FE)	175W/185W(FE)
供电连接	2个8针	1个8针+1个6针	1个8针
建议售价	￥8999.00 （普版，厂商） ￥9999.00 （FE，英伟达）	￥6299.00 起 （普版，厂商） ￥6499.00 （FE，英伟达）	未公布

合作厂商推出的相关产品均为公版设计，区别只有散热部分。

但合作厂商推出的产品中，只有索泰推出的2080Ti产品公布了基础频率-加速频率参数，其他厂商均未公布。而索泰推出的产品标明了“OC”，与英伟达普通公版相同，没有达到 Founders Edition。故推测所有厂商推出的标有“OC”的产品才是真正的普通公版，而没有标“OC”的2080Ti则是降频版。

从以上比较可以看出，Quadro RTX 8000/6000 是完整的 TU102 核心，即 4608 个 CUDA 核心、576 个张量核心、36 个几何单元和 96 个光栅单元。8000 和 6000 的区别仅限搭配的闪存容量不一样。Quadro RTX 5000 删减了 1536 个 CUDA 核心和 192 个张量核心，同时搭配的显存也有缩小。

RTX 2080 Ti砍掉了256个CUDA，阴影单元减为272个，光栅（RoP）减为88个，单浮点性能13.4 TFLOPs（FE版是14.2T），比GTX 1080Ti(11.3T)提升了19%，支持NVLink多卡互联（50GB/s带宽，是SLI金手指的10倍），英伟达国行9999元，9月20日上市发货。

RTX 2080基于TU104核心，阴影单元184个，光栅64个，单浮点性能10.1 TFLOPs，比GTX 1080（8.9 TFLOPs）提升了13%，英伟达国行6499元。

RTX 2070同样基于TU104核心，阴影单元144个，光栅64个，单浮点性能7.5 TFLOPs（FE版7.9T），比GTX 1070（6.5T）提升了15%，不支持NVLink多卡互联，预计10月份推出，11月上市。

Quadro 产品线与 GeForce 产品线相比，除了频率更高、核心更多、内存更大外，还添加了双精度计算能力和内存纠错。所以，如果不需要双精度计算，也不在乎内存出错，可以购买 GeForce 产品，性价比更高。

购买推荐

索泰（ZOTAC）GeForce RTX2080Ti-11GD6 X-GAMING OC吃鸡显卡/游戏电竞台式机独立显卡1350-1575/14000MHz

推荐理由：五热管。尺寸为 311 * 115 * 53mm。

技嘉（GIGABYTE）GeForce RTX 2080 Ti GAMING OC 11G 显卡

推荐理由：五热管，三风扇版本中尺寸较短。尺寸为 286.5 * 114.5 * 50.2 mm。

推荐购买两个，并购买 NVLink 桥，组成双卡互联。由于显卡尺寸较长，立式机箱可以再购买支撑杆以防因重力关系压弯变形。

以上两款均为公版设计，功率为 250W + 35W。其中 250W 为处理器功率，35W 为使用 VirtualLink 输出到 VR 时的功率。因此，不使用虚拟现实输出功能时，最大功耗为 250W。单卡时建议电源为 650W，双卡时建议电源为 1000W。具体功率上限与其他负载有关，如英特尔 Core i7-8700K 的负载为 95W。

Quadro RTX 产品线还未上市销售，待上市后再评估。

推荐配置清单

	型号	零售价	推荐理由	备注
CPU	英特尔（Intel） i7 8700K 酷睿六核 盒装CPU处理器	￥2,899.00	基础频率高，核心数量多。	可用优惠券减50元。
CPU散热器	利民（Thermalright）Archon IB-E X2 执政官 CPU散热器 8热管（支持2066/115X/AM4/双14cm风扇/全金属扣具）	￥519.00 （每满100减10）	热管多，不影响内存安装。	可用优惠券减15元。
主板	微星（MSI）Z370 KRAIT GAMING银环蛇 主板（Intel Z370/LGA 1151）	￥1,009.00 （每满100减20）	11相供电，双PCI-E加固槽	8月27日0点秒杀，预计￥1,009.00。
显卡1	微星（MSI）GeForce GTX 1080 Ti GAMING X 11GB 1569-1683MHZ 352BIT GDDR5X PCI-E 3.0 旗舰红龙 吃鸡显卡	自备
显卡2	技嘉（GIGABYTE）GeForce RTX 2080 Ti GAMING OC 11G 显卡	￥8,999.00	尺寸适合机箱，热管多，支持NVLink和TensorCore	9月20日到货。
内存	美商海盗船(USCORSAIR) 复仇者LPX DDR4 3000 16GB 台式机内存	￥1,299.00 x 2 （不能使用优惠券）	频率高，双通道。	3000MHz频率须与主板和CPU配合才能达到。
电源	长城（GreatWall）额定1000W 巨龙GW-EPS1000DA 电源（80PLUS金牌/全模组/经典手提箱）	￥799.00	金牌电源同等功率中价格最低。	可用优惠券减20元
磁盘 备选1	东芝(TOSHIBA) 3TB 7200转64M SATA3 台式机硬盘(DT01ACA300)	￥499.00	单位容量价格最低。	已以￥469.00元预定，9月1日送到
磁盘 备选2	东芝(TOSHIBA) 8TB 7200转 128M SATA3 企业级硬盘(MG05ACA800E)	￥2,199.00	容量更大。
SSD 备选1	HP EX920系列 512G M.2 NVMe 固态硬盘	￥999.00 （可能无货）	同等容量和寿命产品中价格相对较低。	8月27日0点秒杀，预计￥999.00。
SSD 备选2	浦科特（PLEXTOR）M9PeG 512G M.2 NVMe固态硬盘（带散热片）	￥1,199.00	写入速度比惠普 EX920系列稍快。	采购中，不会立即发货。
机箱	分形工艺（Fractal Design）Define R5 永夜黑 静音机箱(标配风扇/模块化/支持水冷散热器)	￥619.00 （每满100减10）	内部空间足够	8月27日0点秒杀，预计￥619.00，且可以使用优惠券。

备选1方案总价￥19,110.00，最大优惠为￥9,986.00 + 8,999.00 （显卡2）= ￥18,985.00。购买显卡2后建议再购买一个显卡支架，防止压弯。