向着真实前进，显卡光追性能天梯图V1.0极速空间出品

光线追踪技术起源于1968年，用于场景的隐藏面消除和阴影计算。由于计算量太大，即便后来GPU飞速发展到诸如GTX1080Ti这般强，也难以做到实时光追。这就好比一张密布大量计算题的试卷，学霸都会做，但要他限时1分钟完成，结果肯定不及格。

2018年8月，英伟达发布了“图灵”架构，首次在 GPU 中引入了专门的光线追踪核心（RT Core），让实时光线追踪成为可能。

英伟达给具备RT core的显卡一个专属的尊贵标识：“RTX”，而之前的GTX被打入冷宫。

在图灵显卡刚发布时，官方公布的光追的游戏并不多，只有十一款，实际测试的情况让人失望，光追开启后，不仅帧数大幅度下降，而且效果也并没有什么惊艳表现，让人觉得这是一个“得不偿失”的技术，一度怀疑这是老黄心血来潮脑门一拍的产物。

黑神话悟空光追开启

然而，到了2023年12月，英伟达宣布支持光追的游戏已经高达500款，隔壁两家也看到了这个趋势，AMD从RDNA2开始，加入光线加速器(Ray Accelerators)，争取追上英伟达的步伐。英特尔则在Xe HPG架构里增加了光追单元（Ray Tracing Unit，RTU），开启了自身的光追时代。

光追开启效果

不同的游戏，光追开启后对效果的增益不一样。获益较大的游戏有：

《赛博朋克 2077》、《黑神话：悟空》、《GTA6》、《刺客信条：影》、《看门狗》、 《战地5》、《我的世界》、《逆水寒Online》、《地铁离去》、《控制》、《德军总部：新血脉》、《荒野大镖客2》、《永劫无间》......等等。

光追关闭和开启效果对比

为了衡量显卡的光追性能，UL Solutions（纽交所上市公司）在3DMARK里增加了Port Royal测试子项，这是全球第一个面向实时光线追踪的性能测试工具。

在实际排序中，站长选取了Speed Way分数作为标尺，弃用Port Royal，主要有两点原因：

1、Port Royal 发布于 2019 年，基于早期的 DirectX Raytracing（DXR）开发，测试场景单一。Speed Way发布于2022年10月，完整支持 DX12U 四大特性（网格着色器、可变速率着色、采样器反馈和DXR 1.1）。

2、Port Royal 评分权重过度偏重光追单元算力。在现在的实际光追游戏里，采用的是光栅和光追踪相结合的“混合渲染”。普通场景用光栅化处理，光线追踪用于水面反射，玻璃折射、霓虹灯光等更具视觉效果的地方，以起到锦上添花的作用。Speed Way的评分体现了显存、着色器、光追单元综合调度，更贴近实际游戏的混合渲染负载。

极速空间显卡光追性能天梯图V1.0

当前的显卡天梯图，通常是根据传统渲染分数排序，并不能体现其光追能力。因此，站长制作了显卡光追性能天梯图V1.0版。

解读（以RTX5070Ti和RX 9070XT为例）

在传统渲染性能上，RTX5070Ti要比RX9070XT低大约10%。但光追性能反超对方20%，原因如下：

第一、光追核心第四代胜过第三代

英伟达在光追上有先发优势，RTX50系列已经升级到第四代 RT Core。AMD是从RDNA2开始加入光追世界的，RX9070XT隶属于RDNA4，采用自家第三代的光追核心。简单理解就是两位武林高手修炼内功，姓英的先练，当下到了第四层，姓A的后练，现在到了第三层。

第二、第五代 Tensor Core胜过第二代AI加速器

姓英的 Tensor Core和姓A的AI加速器表面看相似，都针对矩阵乘法和混合精度计算，用于加速深度学习任务。但二者在设计和性能上有显著异。

Tensor Core是独立专用单元，与 CUDA 核心物理分离，与 CUDA 核心并行工作，不占用图形渲染资源。AI加速器本质是流处理器(SP)的指令集扩展，并不是独立硬件，没有专属的晶体管区域，当执行AI加速器执行任务时，会占用CU内的矢量寄存器、缓存带宽等资源。正因为不是独立硬件单元，AMD 官方称其为 “AI Accelerators”（加速器）而非 “AI Cores”（核心）。

此时，可能部分读者会有这种疑惑，我们谈论的是光追，光追就谈RT cores，这和Tensor Core有何关系呢？

Tensor Core 是英伟达光追技术的基石，即不使用DLSS的超分和插帧，Tensor Core也全程参与光追的“AI优化”计算。

RT core和Tensor Core分工合作

光线追踪需要模拟大量光线路径，实时渲染无法计算所有光线（否则帧率会暴跌），RT core犹如计算专家，专注于几何与物理计算，而Tensor Core就相当于这位专家的智能助手，来解决“计算更高效，结果更逼真”的问题。

英伟达的第一代Tensor Core出现在Volta架构中（代表型号 Titan V、Tesla V100），之后是图灵架构（即RTX20系列）、到目前的RTX50系列显卡已经更迭到第五代。

AMD的AI加速器第一代出现在RDNA3上，到了RDNA4更迭到第二代。

光追开启

第三：显存原生带宽胜过等效带宽

RTX5070Ti是256bit/GDDR7显存，原生带宽896GB/s。

RX 9070XT是256bit/GDDR6显存，原生带宽640GB/S，另有64MB Infinity Cache，等效带宽可达一倍以上提升。

传统光栅化渲染按像素/三角形顺序处理，相邻像素共享大量数据。这时可以充分发挥Infinity Cache的威力，缓存命中率可达60–80%甚至更高，但在光追场景中，光线可能从场景A点瞬间跳至B点（如镜面反射），访问的数据（纹理、几何）无连续性，数据随机性强，缓存命中率大幅度下降，此时GDDR7原生带宽的优势就凸显出来。

以上是RTX5070Ti光追领先的三个主要原因，其它还有一些因素，例如能效比、显存管理，以及对开发者的生态支持等等。

光追开启

总结

在这个领域，两个人比赛马拉松，英伟达先跑两公里，AMD的是追赶者，他能追上吗？

在2017年2月以前，AMD大幅度落后于英特尔，之后发布了锐龙一代，直到2024年的ZEN5，只用了七年就打败了英特尔酷睿14代（IPC和能效比均领先对手）。

现在，从RDNA第一代开始算（2019年发布），AMD用十年时间，到2029年能赶超英伟达吗？

站长认为，很难，原因下文探讨。

注：如需显卡光追性能天梯图高清版，可到极速空间官网下载。