NVIDIAが「GeForce RTX 40シリーズ」を発表 新アーキテクチャ「Ada Lovelace」で最大4倍高速に

[井上翔，ITmedia]

　NVIDIAは9月21日（米国太平洋夏時間）、新型GPU「GeForce RTX 4090」「GeForce RTX 4080」を発表した。米国ではGeForce RTX 4090は10月12日、GeForce RTX 4080は11月の発売を予定しており、各GPUを搭載するグラフィックスカードの想定販売価格は以下の通りとなっている。

• GeForce RTX 4090：1599ドル（約22万9800円）から
• GeForce RTX 4080（16GBモデル）：1199ドル（約17万2300円）から
• GeForce RTX 4080（12GBモデル）：899ドル（約12万9200円）から

自社設計のグラフィックスカード「GeForce RTX 4090 Founders Edition」を手にするジェンスン・ファンCEO

新GPUコア「Ada Lovelace」を採用

　GeForce RTX 40シリーズは、新型GPUアーキテクチャ「Ada Lovelace（アダ・ラブレース）」を採用する初めてのGPUとなる。

　製造プロセスは台湾TSMCの4nmで、集積するトランジスタは最大760億個となる。グラフィックスメモリはMicron製のGDDR6X規格のものを統合している。

Ada Lovelaceの概要

　シェーダー（SM：Streaming Multiprocessor）は最大90基、演算能力は最大90兆FLOPSとなる。シェーダーに入力される前のデータを動的に整理する独自技術「Sharder Execution Reordering（SER）」によって、先代の「Ampereアーキテクチャ」と比べてシェーダーのパフォーマンス（消費電力ベース）は最大2倍、ゲームのフレームレートは最大25％改善するという。

シェーダーに寄せられる“ごちゃごちゃした”作業データを動的に整理して効率よく演算できるようにする「Sharder Execution Reordering（SER）」という技術を新規に導入した

　GeForce RTXシリーズの“キモ”である「RTコア」は第3世代となった。コア数は最大200基で、演算能力は最大200兆FLOPS（Ampere比で最大2.8倍）、Ray-Triangle Intersection（光線と三角形の交差判定）のスループットはAmpereの最大2倍になった。これにより、より高速なリアルタイムレイトレーシングを実現し、より没入感の高い3Dグラフィックスを楽しめるという。

　また、第3世代RTコアには新たに「Opacity Micro-Map Engine（不透過性マイクロマップエンジン）」と「Micro-Mesh Engine（マイクロメッシュエンジン）」を搭載しており、RT処理をする際に必要な作業を支援する他、後述する「DLSS 3」の実現に大に役立っている。

リアルタイムレイトレーシングを実現するために導入された「RTコア」は、ついに第3世代まで到達した。今回は新たにOpacity Micro-Map EngineとMicro-Mesh Engineを統合している

　機械学習の演算処理に利用する「Tensorコア」は第4世代となった。コア数は最大1400基で、FP8（8bit浮動小数点演算）演算エンジンも搭載することで実効演算速度をAmpere比で最大5倍まで引き上げた。

改善の積み重ねにより、Ada Lovelaceの消費電力当たりのパフォーマンス改善は、初代のTuringアーキテクチャからAmpereアーキテクチャへの進化よりもはるかに大きなものになっている

超解像技術「NVIDIA DLSS」は第3世代に

　Ada LovelaceアーキテクチャのGPUコアによって、NVIDIAの超解像技術「NVIDIA DLSS（Deep Learning Super Sampling）」は第3世代（DLSS 3）に進化する。

　Ada LovelaceアーキテクチャのGPUには「Optical Flow Accelerator」が搭載されており、これを活用して高品質かつ高速にフレームレートの引き上げられるようになった。ゲームによって効果には差がありそうだが、思った以上に効果はてきめんそうである。

GeForce RTX 3090 TiとDLSS 2を使って「Cyberpunk 2077」の4Kアップスケール（1920×1080ピクセル→3840×2160ピクセル）を実施するとフレームレートは62fpsとなるが……

GeForce RTX 4090とDLSS 3を使うとフレームレートが101fpsまで向上する。図の説明を見る限り、超解像で生成された4K映像にフレーム補間をすることでフレームレートを引き上げているようである

GeForce RTX 4090／4080の概要

　今回登場するGeForce RTX 40シリーズは、最上位の「GeForce RTX 4090」と「GeForce RTX 4080」の2種類で、後者については仕様が異なる2種類のチップが用意される。

　いずれのモデルもAV1コーデックの動画をハードウェアベースでエンコードできる「第8世代NVENC（NVIDIA Encoders）」を2基搭載しており、「OBS Studio」や「Discord」を使ったゲーム実況にも活用できる（※1）。

（※1）OBS Studioは10月、Discordは2022年後半にサポートする予定

　各GPUの主なスペックは以下の通りだ。なお、動作クロックや消費電力はNVIDIAにおける“定格値”となっている。

• GeForce RTX 4090
  • CUDAコア：1万6384基
  • 稼働クロック：2.23GHz〜2.52GHz
  • グラフィックスメモリ：24GB（GDDR6X／384bit）
  • 外部映像出力：HDMI×1＋DisplayPort×3
  • 消費電力：450W（GPU補助電源：8ピン×3相当）
• GeForce RTX 4080（16GBメモリモデル）
  • CUDAコア：9728基
  • 稼働クロック：2.21GHz〜2.51GHz
  • グラフィックスメモリ：16GB（GDDR6X／256bit）
  • 外部映像出力：HDMI×1＋DisplayPort×3
  • 消費電力：320W（GPU補助電源：8ピン×3相当）
• GeForce RTX 4080（12GBメモリモデル）
  • CUDAコア：7680基
  • 稼働クロック：2.31GHz〜2.6s1GHz
  • グラフィックスメモリ：12GB（GDDR6X／192bit）
  • 外部映像出力：HDMI×1＋DisplayPort×3
  • 消費電力：285W（GPU補助電源：8ピン×2相当）

　なお、GeForce RTX 4090とGeForce RTX 4080（16GBモデル）には、NVIDIA自らが設計したグラフィックスカード「Founders Edition」も用意されるが、日本での展開は未定となっている。

GeForce RTX 4090は「GeForce RTX 3090 Ti」の2〜4倍高速とされる。Founders Editionは3スロット分を占拠するサイズ感となる

GeForce RTX 4080は2つの仕様が用意されており、「GeForce RTX 3080 Ti」の2〜4倍高速とされる。16GBモデルにはGeForce RTX 4090 Founders Editonと同じ寸法のFounders Editonも用意されている。それに対し、12GBモデルはパートナー企業が設計したグラフィックスカードのみとなる

パートナー企業もGeForce RTX 40シリーズを搭載するグラフィックスカードを発売する。加えて、Acer、ASUS、Dell、HP、Lenovo、MSIもGeForce RTX 40シリーズを搭載するゲーミングデスクトップPCを発売する予定のようだ