原标题：【Nvidia显示卡Quadro两代GPU架构大比较】新一代GPU架构Turing为何比前代Pascal快6倍！

相较于Quadro前一代采用的16纳米制程Pascal架构GPU，Turing架构GPU晶片（图右）则采用了更先进的12纳米制程，晶片面积从更大达到754平方公厘，内有186亿个电晶体。（摄影／王宏仁）

在Nvidia今年3月GTC年度大会上，就曾展示过一段《星际大战》光线追踪特效示范视频Reflections，惊艳四座。这个视频利用即时光线追踪计算产生的阴影和反射、折射效果格外真实。3月当时利用了配备4个人工智能专用的Volta△GPU，以及价值7万美元的人工智能工作站DGX△Station来计算，但现在只需用单张新推出的光线追踪GPU卡Quadro△RTX△8000就能做到。

若以同样专攻影像特效处理的GPU产品线Quadro来看，Nvidia执行长黄仁勋指出，全新Turing架构的效能，是前一代Quadro△Pascal架构的6倍之多。

新一代Turing架构是全新的设计，除了GPU原有的SM（Streaming△Multiprocessor）模组外，还包括了AI计算用的Tensor△Core，以及光线追踪用的RT△Core，等于集结了Nvidia过去两大类GPU的特性，再增加一个新的特殊核心。

新增光线追踪专用核心RT△Core，每秒能处理到百亿道光线

Turing架构增加了一个全新的处理核心：专门处理光线追踪的RT△Core，用于计算光线在三角形间交互作用和不同边界间的往返作用，最高每秒可处理百亿（10 Giga）道光线的交互作用。

另外，Turing架构也内建了另一个人工智能系列产品线所使用的Volta△GPU架构上的AI计算专用核心Tensor△Core，不过，核心数比Volta产品线内建的640 Tensor△Core核心数略低，Turing架构目前最多只内建了576个（RTX△6000和RTX△8000两款），最高可以提供到125 TFLOPS的半精度浮点运算，或是500 TOPS△INT4计算（每秒可以处理500兆次整数计算）。

而Turning架构内建的SM模组也采取了新设计，除了浮点运算能力，还增加了可以平行执行的整数执行器，可以同时提供16 TFLOPS（Tera△Floating-point△Operations△Per△Second），再加上同样效能的16 TIPS（Tera△Integer△Operations△Per△Second）运算效能。

摄影／王宏仁

为了支援RTX△GPU，Nvidia在软件层上提供了多项新工具和API，包括了光柵化（Rasterization）计算API、光线追踪API、CUDA运算API、Tensor△Core用的AI△API等。

运算力达16 TFLOPS，双卡串连记忆体可达96GB

相较于Quadro前一代采用的16纳米制程Pascal架构GPU，Turing架构GPU晶片则采用了更先进的12纳米制程，晶片面积扩大到754平方公厘，内有186亿个电晶体，前Pascal架构GPU只有118亿个电晶体。在一般运算能力上，Turing架构GPU可提供到16 TFLOPS计算力，也远高于Pascal架构GPU的13 TFLOPS计算能力。记忆体支援也有很大的差异，Pascal架构的Quadro产品，可支援到24GB的GDDR5记忆体（时脉10GHz），但Turing架构GPU可支援到更高速的GDDR6记忆体（时脉14Ghz），单卡容量更是高达48GB。通过NVLink串连双GPU卡，记忆体还可以再倍增，例如串接两张RTX△8000，最大可提供96GB的全域照明计算（Global△Illumination） 。

用星际大战视频的光影渲染来做比较的话，黄仁勋指出，采用Pascal架构的GPU需要308毫秒，但Turing架构GPU搭配即将推出的Deep△Learning△Anti-Aliasing△（DLAA）技术，只需要45毫秒，等于Turing架构的光影渲染速度，可以达到Pascal架构的6倍。

为了支援RTX△GPU，Nvidia在软件层上提供了多项新工具和API，包括了光柵化（Rasterization）计算API、光线追踪API、CUDA运算API、Tensor△Core用的AI△API等，另外OptiX、DXR、Vulkan也可以支援新的Turing架构光线追踪加速功能，Nvidia还正式将材质定义语言MDL开源释出，另外RTX也支援Pixar的开发语言USD（Universal△Scene△Description）。开发者只要呼叫API，就可以利用RTX△GPU的光线追踪核心来计算。

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