RTX、RX 590、礦卡拋售！2018顯卡市場年終盤點
2018年顯卡市場的發展充滿了動盪和迷離。技術方面，全新的光線追蹤技術的引入，讓人們看到了未來顯卡發展的方向和可能達到的畫質高度。市場方面，由於數字貨幣的狂潮，導致了利用GPU計算數字貨幣也就是「挖礦」的盛行，一時間顯卡價格不斷攀升，好在一路暴漲結束後最終還是跌回原形。2018年的顯卡市場，以一種一半海水、一半火焰的態度在向世人們展示著它的狀態。
隨著摩爾定律逐漸失效，顯卡尤其是它的核心GPU受到了嚴重影響，兩大GPU廠商英偉達和AMD都不約而同地放慢了GPU的研發速度。截至2018年底，面向大規模晶元的更高端工藝依舊沒有量產的跡象，人們使用的更多的還是16nm以及它的各種改進版本。
在物理製程上出現了困難，GPU將如何進一步發展？2018年，英偉達和AMD給我們展示了兩條不同的道路：一種是潛心研發新技術，從架構和規模的角度繼續突破；另一種是優化現有架構，推出改良的新品應對市場需求。無論如何，兩種方法和道路都帶來了2018年顯卡在技術和性能上的進步。
除了技術外，市場方面數字加密貨幣的盛行，帶動了除了礦機外的GPU市場大熱，顯卡價格的暴漲甚至擠佔了原本正常的娛樂和計算需求，GPU廠商不得不推出專門的數字貨幣計算卡。隨著潮水退去，落下的一地雞毛又成了2018年顯卡市場方面的最大看點。
2018年的顯卡市場到底有哪些值得銘記的技術、事件？讓我們一起來走入回望的時光隧道。
2018年8月14日的SIGGRAPH 2018現場，黃仁勛身穿一身黑色的皮衣走上演講臺。在拿出全新一代GPU的時候，黃仁勛評價這款產品時稱其為「英偉達十多年來在計算機圖形領域最重要的創新」，的確，引入了光線追蹤技術尤其是AI技術的全新一代「圖靈」架構GPU，實實在在地將3D實時圖形計算帶入了一個新的時代。
▲英偉達在SIGGRAPH 2018上正式發布了圖靈架構
傳統3D實時圖形計算採用的是光柵化模型。光柵化的核心之處是圖像在完成頂點坐標變換計算後就對圖像2D化了，這個2D化的過程被稱為光柵化，隨後GPU面對的是一張張2D話的圖片，在這個圖片上要正確地進行色彩、光照和材質的處理。雖然部分資訊可以由之前3D化的數據得來，但是實際上缺乏了一個維度的計算是不太可能得到正確的資訊的。比較典型的例子就是陰影計算由於缺失了反射和折射關系往往導致錯誤，所以人們不得不發明瞭一大堆輔助技術來呈現和真實場景相近的效果，比如全局光照、軟邊陰影、環境光遮蔽等。
但是，這些技術的本質問題在於，它給出的結果並不是真實的。這就導致了畫面看起來比較虛假。「哪裡都對，但最終結果就是不對」是很多人看到這種精美渲染的畫面的感覺。為了更進一步，解決這種問題的方法就牽扯到了最根本的那一個點：要有光。
要有光，就要有光的計算，那麼就需要光線追蹤。光線追蹤技術在20世紀就已經發展得很成熟了，無論是電影渲染還是場景模擬，總有光線追蹤出馬的機會。可惜的是，這些光線追蹤計算的應用場景並不是實時的，比如一些電影的渲染過程，一做就是大半年，最終呈現在熒幕上的也就1個小時。這對遊戲來說是完全不可接受的，在遊戲中，人們需要做的是每秒鐘60幀畫面，而不是每幀畫面60個小時。
為瞭解決這樣的問題，英偉達在圖靈架構上做了一個數十年來計算機產業界不斷執行的過程，那就是程序硬體化。在GPU界，T&L的轉換的硬體化迎來了第一個GPU的誕生。在CPU界，各種浮點單元和專門單元都是對應計算硬體化的結果。將固定的程序硬體化是提高效率屢試不爽的手段，這種做法相比軟體模擬甚至能夠數百倍的提高計算速度。
在光線追蹤上，英偉達直接給出了一整套硬體解決方案，利用全新的RT核心完成了整個光線追蹤從BVH遍歷到光線投射、三角形交叉測試、返回結果等一整套計算。如果這個過程交給之前的GPU或者CPU去計算，時間將無比漫長，就算最強的GTX 1080Ti，英偉達給出的數據為大約1.1GigaRays，到了帶有專用硬體單元的RTX 2080Ti這裏，效率提高了十倍以上。
那麼，為什麼之前的GPU沒有加入RT核心？答案也很簡單，工藝和製程無法達到這樣高的要求。實際上在目前的工藝下，光線追蹤僅僅是一種輔助的手段而已，它的目的是讓畫面的一部分關鍵注視內容看起來更逼真，而不是整個遊戲全熒幕都採用光線追蹤計算，這樣的性能耗費現在的工藝達不到。在其他的計算上，傳統的光柵化依舊大行其道，畢竟打了這麼多年的技術補丁，光柵化的畫面還是能成功的騙過絕大部分玩家的眼睛。因此，在光柵化演算法的能力沒有達到一定程度之前，引入光線追蹤技術的意義並不大。
另一點就是，工藝製程一定要先進到一定程度，能在可接受的面積下塞入更多的晶體管，實際上最終的圖靈架構的GPU做得並不出色，由於7nm工藝遲遲不到位，因此圖靈架構的實際產品被迫選用了較老的16nm工藝的改良版本，也就是12nm FFN，最大的TU102的封裝面積達到了754平方毫米，堪稱史上第一，其對應產品逼近萬元的高昂售價在彰顯著它的成本。
▲TU102核心巨大，除了工藝原因外，新加入的RT核心和張量核心也是晶體管用量大戶。
除了光線追蹤外，英偉達在圖靈架構上的創舉還在於加入了專用用於AI加速計算的張量核心。張量核心在之前英偉達的GV100等GPU中已經嶄露頭角，這次加入TU102這樣的民用3D計算產品還是首次。為了充分利用AI技術加強圖形性能，英偉達帶來了一套名為Neural Graphics Acceleration，也就是「神經圖形加速」，簡稱為NGX的解決方案。
簡單來說，這套方案為遊戲和應用程序提供了AI訪問介面，這些功能已經被英偉達預先培訓好並且集成完成，應用程序能夠很輕鬆地將多個AI特性集成在裡面，然後GPU檢測到支持AI功能後就可以開始運行了。具體到功能的話，GeForce用戶可以使用GeForce Experience軟體，Quadro用戶可以下載Quadro Experience。這兩個軟體下載並安裝後，會和NGX進行通訊，確定用戶的設備上存在的遊戲和應用程序和NGX的相關性，然後下載相應的DNN模型以供後續使用。
在應用上，2018年已經推出的應用就是DLSS。DLSS的全稱是「深度學習抗鋸齒」功能，這個功能的特點在於利用遊戲開啟了64倍全熒幕抗鋸齒的完美畫質作為參考圖樣，然後獲取正常渲染獲取的原始圖像，接下來訓練DLSS匹配完美畫質圖樣，通過每個輸入要求DLSS產生輸出，測量這些輸出和完美畫質圖樣之間的差距，並且根據差值調整網格權重，再多次迭代後，DLSS能夠輸出的畫面質量相比原始完美畫面已經非常接近了。這個時候DLSS就擁有了對某個應用程序畫面優化的穩定的模型。接下來用戶通過GFE等軟體下載這個模型，並將其通過圖靈GPU應用在自己對應的遊戲上，就能夠實現接近完美畫質的圖像。根據英偉達的數據顯示，DLSS的抗鋸齒的效能要比傳統的抗鋸齒效能提高30%~50%。
從技術走向產品，2018年英偉達最大新聞就是發布了圖靈架構的RTX家族產品，GeForce商標後面的「GTX」三個字母終於迎來了接班人。之前GTX之前的意思據說來自於跑車，比如英文「Grand Tourer」，GT在英文中本來就有跑車的含義，加上「X」就是英文「eXtreme」的第二個字母，意思是「超級跑車」，用於象徵顯卡的高速，當然也有說法說「G」代表「Game」。現在的RTX大家一看就明白了，極有可能是「Ray Tracing eXtreme」，超級光線追蹤。
圖靈架構的產品目前包括RTX 2080Ti、RTX 2080和RTX 2070，採用的核心分別是TU102、TU104和TU106，值得一提的是，即使是RTX 2070的TU106，核心面積都高達445平方毫米，逼近帕斯卡架構GP102的471平方毫米，要知道TU106的流處理器數量只有64%，也只是256bit，多餘的晶體管都用在了RT核心和張量核心上了，可想而知新加入的核心對晶體管的耗費程度。性能方面，最高端的RTX 2080Ti比GTX 1080Ti快了大約30%，RTX 2080性能也略微超出GTX 1080Ti，RTX 2070略微超出GTX 1080，完美基本完成任務。
▲《戰地V》上市後出現了一些波折，不過最終光線追蹤技術在這款遊戲中完美運行。
總的來看，2018年在技術和產品上最大的突破依舊來自於英偉達，尤其是在GPU性能上已經穩佔優勢的前提下，英偉達完全沒有一點點停步的意思，沒有「擠牙膏」，也沒有繼續馬甲戰略，而是踏踏實實的給出了全新的技術和架構，將GPU的性能和產品在推高了一個高度，完成了對自己的超越，也完成了對技術的超越。很多年後，我們都將回憶起2018年的這個時刻，這個技術和工程的交叉點，以及實時光線追蹤歷史的起始點。
2018年，AMD在顯卡方面的重點全部放在了新品研發上，不但推出了全球第一個7nm的GPU Radeon Instinct加速卡，還表示在下一代Navi 7nm顯卡上有很大的性能提升，將重新加入頂級GPU性能競賽之中。只是AMD 7nm的Radeon Instinct面向的是科學計算、AI計算領域，下一代Navi要上市還需要等待一段時間，因此在這段空白的時間中，AMD發布了全新的Radeon RX 590，並且以非常高性價比的價格擊中了市場甜點。
AMD的RX 590顯卡採用的是12nm工藝，這個工藝是在之前14nm工藝上進行深度改進的版本，其主要性能提升在於可以更穩定的工作在更高頻率上，因此AMD的RX 590基準頻率可以穩定在1469MHz，Boost頻率可以飆升至1545MHz，相比之前的RX 580大約提升了15%左右，整體性能也因此得以提升15%左右，在大量的測試中顯示出了其針對GTX 1060 6GB版本的性能優勢。考慮其目前兩千元內的售價和8GB的顯存，AMD新的RX 590可謂「真！」甜點顯卡，讓人們隱約看到了昔日那個叱吒市場、輝煌無比的AMD的影子。
▲RX 590顯卡依靠新工藝提升了頻率，再加上其相對低廉的價格，成為了市場的上甜點顯卡的最佳選擇。
在年末的發布會上，AMD也宣佈未來一段時間RTG也就是AMD GPU研發部門將全力推進新品研發，不但推出新架構來替代已經運行多年的GCN架構，還全面使用全新的7nm EUV工藝製造，在性能方面將可能重回和英偉達競爭的時代。這無疑是一個非常令人振奮的好消息，希望2019年的AMD能夠帶給大家更多、更實在的驚喜。
數字加密貨幣的興起時間已經很長了，但是從未有像2017~2018年這樣火熱過。一時間大量的山寨幣、分裂幣風起雲涌，甚至各種各樣的軟體商都開始介入數字貨幣領域。數字貨幣領域暴露的一個事情就是這種「鬱金香式」炒作必將徹底完蛋，另一個則是對GPU市場造成了巨大沖擊。
2017年底，隨著數字加密貨幣的領頭羊BTC的價格沖上2萬美元高位，以及隨後一大批諸如LTC、ETC、ETH等貨幣價格紛紛沖上高峯，整個數字加密貨幣市場彌漫著狂熱氣息。隨之而來的就是相關設備的價格暴漲、銷量暴增。除了專業的礦機外，由於GPU在數字加密貨幣計算上的優勢，一時間也成為數字加密貨幣玩家的選擇。
AMD顯卡在2018年第一、第二季度不是全面斷貨就是價格大幅上漲，RX 580首發價格大約在兩千元之內，但是在高峯期價格卻被炒到了3500元之上。與此類似的還有本來在挖礦界不怎麼熱門的英偉達顯卡，旗下GTX 1060系列價格也是全面飆升50%左右，最高峯時期也在3500元以上甚至更高。有段子手聲稱自己在2016年7月首發的時候以2000元價格購買的GTX 1060 6GB顯卡，用了一年多到2018年初，竟然以3200元的價格賣掉了，凈賺1000多，真是後悔沒有多買幾張屯著。
▲英偉達匆匆推出的挖礦神器P106最終沒有減輕挖礦對顯卡市場的沖擊，注意這款產品沒有任何輸出介面。
在挖礦產業熱潮沖擊下，AMD和英偉達的正常用戶卻由於買不到各種GPU而發愁。英偉達的反應比較快，推出了專門的礦卡，被稱為P106、P104和P102的這幾款產品被徹底去除了所有輸出介面，並關閉Direct3D功能，降低了質保時間至3個月左右，在市場和規格上作出了嚴格隔離避免這批特殊晶元侵擾到正常遊戲玩家。不過面對挖礦狂潮和搶購風波，無論怎樣做都無法阻礙畸形市場對產品的渴求，推出專門的晶元和產品更多隻是一個態度，而並不能真正解決問題。
▲BTC的價格沖上高峯後，隨之迎來的是暴跌。
真正解決問題的是所謂「礦難」，隨著數字加密貨幣價格暴跌，到12月底，數字加密貨幣的價格已經跌至3300美元左右，相比之前的2萬美元高位大幅度萎縮，這個價格已經無法覆蓋「礦工」的電費成本了，還不要說硬體成本。一時間市場哀鴻遍野，各種大大小小的「礦場」紛紛倒閉，出售各種「礦渣」產品的消息也是越來越多。不過這已經不是玩家第一次經歷這種情況了，數字加密貨幣的起起伏伏，礦難來了又走，現在的玩家已經對超低價格的挖礦硬體有了一定的辨別和免疫能力，想上當就沒那麼容易了。
隨著挖礦市場的冷卻，GPU市場又回到了正常的狀態，GTX 1060、RX 580等產品的價格又逐漸回到了它應該有的位置，對玩家來說這是一個好事情，但是對英偉達來說，之前由於挖礦火爆，英偉達囤積了太多的GP106晶元，隨著挖礦冷卻，這些被大量生產出來的晶元便成為了燙手山芋，一些未知來源的消息稱英偉達手上的晶元能夠賣到明年第二季度，甚至可能影響新一代RTX中端顯卡的發布。這個消息傳得沸沸揚揚，甚至在財報發布後一度影響到了英偉達的股價，可謂無妄之災。
▲一旦數字加密貨幣價格暴跌，礦廠採購的這些挖礦硬體就成為廢品一堆。
不過，本次數字加密貨幣暴跌之後，相比之前的各種「垃圾礦渣」產品粉墨登場，這一回則有不一樣的操作。一些消息顯示部分用戶通過特殊手段破解了英偉達的驅動限制，使得本來面向挖礦市場的P106等顯卡可以安裝驅動並正常使用DirectX進行3D加速，只是在輸出方面需要集成顯卡作為輸出設備使用。當然這些改動都是非官方的，其穩定性和性能得不到保證，且這些被暴力滿負荷運作的晶元壽命也是個問題。當然作為玩家而言，如果有興趣的話也可以買一張這樣的礦渣卡來研究一下，對於正常玩家而言，還是敬而遠之吧。
2018年已經結束，在這一年，英偉達帶來了光線追蹤和人工智慧，定義了下一個階段GPU發展的方向，可謂技術市場雙豐收。AMD則依靠甜點策略繼續收割性價比市場。但是，這樣的市場似乎缺了點什麼。AMD在CPU市場的精彩反擊之後，讓人們看到了這個老牌晶元企業的實力，那麼2019年的AMD會在7nm技術的加持下，在GPU市場來一輪新的爆發嗎？雙雄競爭比拼技術實力的時代似乎已經遠去，但似乎就在未來。人們更多地的希望看到一個充分發展、充分競爭的市場，畢竟獨角戲還是不那麼精彩。