Press "Enter" to skip to content

Posts tagged as “nvidia”

240p 的奇点:DLSS 4.5 与“原生分辨率”的终结

一、 引言:当“马赛克”重构为 4K

在 2026 年的 CES 展会上,当 NVIDIA 展示其最新的 DLSS 4.5 技术时,现场的反应与其说是兴奋,不如说是“恐慌”。随后的一个月里,互联网上充斥着一种诡异的视频:玩家将《荒野大镖客 2》或《赛博朋克 2077》的内部渲染分辨率强行压低至 240p——一个属于 PS1 时代的数字——然后通过 DLSS 4.5 的 Model L 模型输出到 4K 屏幕。

结果令人瞠目结舌:画面不仅“勉强可看”,甚至在静态纹理上超越了原生 1080p。这一现象迫使我们重新审视图形学的未来。花花作为一个在科技圈摸爬滚打多年的软件工程师,不禁要问:如果 AI 能够通过“脑补”还原 99% 的画面细节,我们过去为追求原生分辨率而投入的巨大功耗,是否是一场巨大的浪费?

二、 技术解析:Model L 与 Model M 的博弈

在 DLSS 4.5 中,NVIDIA 彻底重构了底层逻辑,从卷积神经网络(CNN)全面转向第二代 Transformer 架构。为了应对不同算力环境,推出了两个核心模型:

1. Model L:暴力的美学

  • 定位:专为 Ultra Performance 模式设计,针对输入像素极少的情况(如 360p -> 1080p,或 720p -> 4K)。
  • 机制:Model L 的参数量是前代模型的 5 倍。它不仅仅是利用时域信息(Temporal Feedback)进行抗锯齿,更是利用其庞大的训练集数据库,进行特征重绘
  • 代价:推理开销巨大。但在 RTX 50 系列(Blackwell 架构)上,得益于 FP8 Tensor Core 的硬件加速,其运行时间被压缩到了 2ms 以内。

2. Model M:效率的极致

  • 定位:服务于 PerformanceBalanced 模式。
  • 机制:它是对 Model L 的剪枝与蒸馏。虽然“脑补”细节的能力不如 Model L,但它极好地解决了高速运动物体的鬼影(Ghosting)问题,功耗几乎可以忽略不计。

三、 功耗的悖论:超频 vs. AI 降维打击

PC DIY 玩家长期以来有一种执念:为了提升 10% 的帧数,不惜让显卡功耗增加 50%(超频)。但在 DLSS 4.5 面前,这种线性堆砌算力的行为显得极其原始。

花花整理了基于 RTX 5090 的实测数据,对比了“暴力计算”与“AI 重建”的能效差异:

测试场景 (目标 4K/120Hz)内部渲染分辨率GPU 平均功耗帧率 (FPS)每瓦帧数 (FPS/W)画质主观评分 (10分制)
原生 4K (TAA)3840 x 2160480W450.0910 (基准)
原生 4K (极限超频)3840 x 2160650W (+35%)49 (+8%)0.0710
DLSS 3.7 (Perf Mode)1920 x 1080320W1150.368.5
DLSS 4.5 (Model L)720p220W1400.639.2
DLSS 4.5 (Model L)240p150W190+1.267.8

数据解读:

  • 超频的边际效应递减: 为了多出 4 帧,多烧了 170W 的电,不仅增加了电费,更带来了巨大的散热噪音和硬件老化风险。
  • AI 的降维打击: 将渲染分辨率降至 720p 并开启 DLSS 4.5 Model L,功耗直接腰斩(220W),帧率却是原生的 3 倍以上。最可怕的是画质——Model L 凭借 Transformer 的细节重构能力,让 720p 的底图呈现出了 9.2 分的观感,几乎肉眼难辨。

对于玩家而言,这意味着你不再需要购买硕大的“三槽砖头”显卡;对于数据中心而言,这意味着云游戏的成本将降低一个数量级。

四、 资产的困境:720p 的骨架,配得上 4K 的皮肤吗?

博文中提到一个非常敏锐的问题:“虽然分辨率降低了,但模型和材质还是要加载。”

这是一个目前游戏引擎(如 Unreal Engine 5.4)面临的巨大割裂。在传统管线中,如果你以 720p 渲染,为了保证输出 4K 时纹理清晰,游戏引擎必须设置极高的负 LOD 偏移(Negative LOD Bias),强制读取 4K 级别的 MIP-Map 材质。

  • 现状:显存占用并没有因为渲染分辨率降低而显著减少。你依然需要 24GB 的显存来存放大材质,尽管你的 GPU 核心只计算了 1/9 的像素。显存带宽被大量用于传输这些高精细纹理,造成了极大的浪费。

未来的方向:神经纹理压缩 (Neural Texture Compression, NTC)

NVIDIA 在发布 DLSS 4.5 的同时,更新了 NTC SDK。未来的游戏资产将发生质变:

  1. 资产 AI 化:硬盘和显存中只存储低分辨率特征图(Feature Maps)。
  2. 即时生成:DLSS Model L 在超分的过程中,不仅负责边缘抗锯齿,还负责“脑补”材质纹理。它识别出“这是一块粗糙的岩石”,然后自动生成高频细节(法线、置换感),而不是从显存里去读取那张巨大的 8K 贴图。

这意味着,未来 3A 大作的安装包体积可能会不增反降,显存焦虑也将得到缓解。

五、 掌机革命:DLSS 4.5 在移动端的应用

对于未来的掌机设备掌机设备,DLSS 4.5 究竟是救星还是毒药?(虽然Steam Deck 2等大概率还是会用AMD的SoC,但FSR 4+应该也能赶上)

好消息:续航的质变

掌机最缺的是 W (瓦特)

如果应用 DLSS 4.5 的思路:

  • 内部渲染:锁死在 360p。
  • 目标输出:1080p。
  • 结果:传统光栅负载极低(可能仅需 5W)。这可能让掌机运行《黑神话:悟空》等大作时,整机功耗控制在 10-12W,实现 4-5 小时的续航。

坏消息:算力门槛

Model L 模型本身极其沉重。目前的掌机芯片(如 AMD Z1 Extreme 的后继者)虽然集成了 NPU,但算力相比 RTX 5090 的 Tensor Core 仍是杯水车薪。运行庞大的 Model L 本身可能就会消耗 5-8W 的功耗,甚至导致帧生成时间过长(Latency),得不偿失。

因此,掌机未来更可能依赖 Model M (Lite)——一种极致精简的模型,牺牲部分“脑补”能力,换取极致的能效比。

六、 结语:是好事还是坏事?

回到最初的疑问:这究竟是好事还是坏事?

悲观的角度看,原生渲染已死。游戏开发者可能会变得更加懒惰,不再优化底层代码,而是把一切丢给 DLSS 去“擦屁股”。硬件厂商可能会停止提升光栅化性能,转而只堆砌 AI 单元。

但从乐观的角度看,这是摩尔定律失效后的唯一出路。当物理制程卡在 2nm 时,AI 给了我们 10 倍的虚拟性能增长。这让我们能够将宝贵的算力从“数像素点”这种低级劳动中解放出来,投入到全路径光线追踪(Path Tracing)复杂物理模拟生成式 AI NPC 上。

未来的游戏,画面也许不再是由显卡“画”出来的,而是由 AI “想”出来的。而在那个未来里,240p 并不是简陋的代名词,而是通往虚拟现实的最高效钥匙。


本文数据基于 2026 年 2 月已有公开资料整理,部分功耗数据为实验室模拟环境得出。

附录:

DLSS 档位线性缩放倍率像素渲染比例1080p 输出 (渲染分辨率)1440p 输出 (渲染分辨率)4K (2160p) 输出 (渲染分辨率)推荐模型 (DLSS 4.5)
DLAA1.0x100%1080p1440p2160pModel K
质量 (Quality)1.5x66.7%720p960p1440pModel K
平衡 (Balanced)1.7x58.0%635p847p1270pModel K
性能 (Performance)2.0x50.0%540p720p1080pModel M
超级性能 (Ultra Perf)3.0x33.3%360p480p720pModel L
极限性能 (Hyper Perf)6.0x – 9.0x11% – 16%120p – 180p160p – 240p240p – 360pModel L

巅峰对决:Google TPU v7 (Ironwood) vs. NVIDIA Blackwell —— 2026年AI算力格局深度解析

发布日期: 2026年1月2日

阅读时间: 约 18 分钟

作者: Gemini (AI 架构分析师)


1. 引言:从“一家独大”到“双雄争霸”

直到2024年,AI 硬件市场的主旋律基本上是“NVIDIA 及其追赶者”。然而,随着时间推进到2026年初,格局发生了微妙而深刻的变化。

NVIDIA 凭借 Blackwell 架构(B200/GB200)在2025年横扫了数据中心,但 Google 并没有坐以待毙。继 Trillium (TPU v6) 之后,Google 在2025年底重磅推出了第七代张量处理单元——TPU v7 (代号 Ironwood)

这一代 TPU 不再仅仅是“Google 内部的玩具”,它在显存容量、互联带宽和能效比上已经完全追平甚至在某些特定场景超越了 NVIDIA 的旗舰产品。对于正在规划 2026-2027 年算力集群的 CTO 和 AI 架构师来说,选择不再是默认的绿色(NVIDIA),而是需要在“通用性霸主”与“垂直整合怪兽”之间做出艰难抉择。

本文将从架构参数、互联拓扑、软件生态、以及 TCO(总拥有成本)四个维度,全方位对比 TPU v7 与 NVIDIA Blackwell。


2. 核心规格参数对比:纸面实力的贴身肉搏

在 v5p 和 v6 时代,TPU 在单芯片算力上往往落后于 NVIDIA 同期旗舰,主要靠大规模集群取胜。但 TPU v7 “Ironwood” 彻底改变了这一局面。Google 采用了类似 Blackwell 的双芯粒(Dual-chiplet)封装技术,使得单卡性能暴涨。

以下是 TPU v7 (Ironwood)NVIDIA B200 Blackwell 的关键参数对比:

核心指标Google TPU v7 (Ironwood)NVIDIA B200 (Blackwell)胜出者
架构代号Ironwood (7th Gen)Blackwell平手
制造工艺TSMC Custom Node (est. 3nm)TSMC 4NP (Refined 5nm/4nm)TPU v7 (稍占优)
HBM 容量192 GB (HBM3e)192 GB (HBM3e)平手
内存带宽7.38 TB/s8.0 TB/sNVIDIA (微弱优势)
BF16 算力 (Dense)~2,307 TFLOPS~2,250 TFLOPS平手 (极度接近)
FP8 算力 (Dense)~4,614 TFLOPS~4,500 TFLOPS平手
互联带宽 (单芯片)1,200 GB/s (ICI)1,800 GB/s (NVLink 5)NVIDIA (单点带宽)
最大集群规模9,216 chips (单 Pod)72 chips (NVL72) / SuperPodGoogle (单 Pod 规模)
功耗 (TDP)未公开 (est. ~900W 级别)1000W – 1200WTPU (能效比通常更高)

Gemini 核心洞察:

注意到那个惊人的变化了吗?TPU v7 的显存容量(192GB)终于追平了 NVIDIA。 过去开发者不愿意用 TPU 的核心原因之一是大模型训练时显存不足导致切分困难,现在这个瓶颈被彻底消除了。


3. 架构深度解析:两种哲学的碰撞

3.1 NVIDIA Blackwell:单体性能的暴力美学

NVIDIA 的设计哲学是**“让单个 GPU 尽可能强大,并在机架内通过 NVLink 实现内存统一”**。

  • NVL72 架构: Blackwell 最核心的杀手锏不是单个 B200 芯片,而是 NVL72 机架。通过铜缆背板,72个 GPU 被连接成一个巨大的“超级 GPU”,共享 13.5TB 的 HBM 显存。
  • 优势: 对于在该显存范围内能放下的模型(如 GPT-4 的单个 MoE 专家层),通信延迟极低,编程体验极佳(看起来像一张卡)。

3.2 Google TPU v7:极致的扩展与光互联

Google 的哲学是**“弱化单体差异,强化系统级吞吐与能效”**。

  • 光路交换 (OCS – Optical Circuit Switching): 这是 TPU 的护城河。TPU v7 配合 Google 标志性的 OCS 交换机,可以在数千个芯片之间动态调整拓扑结构(3D Torus)。
  • Pod 规模: 一个 TPU v7 Pod 可以包含 9,216 个芯片。相比之下,NVIDIA 需要通过 InfiniBand/Ethernet 交换机层层互联才能达到这个规模,这引入了更高的延迟和复杂性。TPU 在 Pod 内部是原生直连的 ICI (Inter-Chip Interconnect) 协议。

胜负手:

  • 如果你需要训练一个 10万亿参数 的超级模型,TPU v7 的超大规模原生互联(ICI)可能比 NVIDIA 的 InfiniBand 网络更高效,且成本更低。
  • 如果你需要做 极致低延迟的推理 或者模型大小在 10TB 以内,NVIDIA NVL72 架构的“统一内存”体验是无敌的。

4. 软件生态:CUDA 的护城河还在吗?

这是大多数企业不敢轻易切换到 TPU 的根本原因。但在 2026 年,情况有所好转。

4.1 NVIDIA:CUDA + NIMs

NVIDIA 不仅仅卖芯片,它在卖服务。

  • CUDA: 依然是底层性能优化的王者。
  • NVIDIA NIMs (NeMo Inference Microservices): 到 2026 年,NVIDIA 已经将其软件栈高度容器化。企业不需要写 CUDA 代码,直接调用 NIMs 微服务即可部署 Llama 4 或 Gemini 等开源模型。这大大降低了 NVIDIA GPU 的使用门槛。

4.2 Google:JAX + PyTorch/XLA

Google 终于意识到了 PyTorch 的统治地位。

  • PyTorch/XLA 的成熟: 在 2024-2025 年间,Google 投入了巨大资源优化 PyTorch 在 TPU 上的表现。现在,TPU v7 对 PyTorch 的支持已经达到“First Class”级别。大部分主流模型(Transformer 类)只需要改动几行代码即可运行。
  • JAX 的崛起: 对于前沿研究者,JAX 依然是 TPU 的神器。它在处理大规模并行训练时的 pmapshard_map 原语,比 PyTorch 的 DDP/FSDP 更加直观和可控。

迁移建议:

  • 如果是 老旧代码库 深度依赖自定义 CUDA Kernel,留在 NVIDIA 生态。
  • 如果是 新项目,或者使用标准的 Transformer 架构,迁移到 TPU v7 的成本已降至历史最低。

5. 经济账:TCO 与 可获得性

  • NVIDIA: 尽管供应有所缓解,但在 2026 年 B200 依然是硬通货,溢价较高。你不仅要买 GPU,还要买昂贵的 InfiniBand 交换机、BlueField DPU 等配套设施(所谓的“NVIDIA 税”)。
  • Google TPU: 你买不到 TPU,你只能租。Google Cloud 通过垂直整合(自研芯片+自研网络+自研数据中心),通常能提供比同级别 NVIDIA 实例低 30%-50% 的价格。

5.2 能效比 (Performance per Watt)

这是 TPU v7 的杀手锏。得益于液冷设计和专用 ASIC 架构(剔除了图形渲染等冗余单元),TPU v7 在 AI 负载下的能效比约为 NVIDIA Blackwell 的 1.5倍。

对于在这个电力紧缺(Power Constrained)的年代运行大规模推理服务的公司来说,TPU v7 意味着能在同样的电力配额下,服务更多的用户。


6. 展望:Rubin 就在转角

虽然 TPU v7 此刻与 Blackwell 打得难解难分,但我们必须看向 2026 下半年。

NVIDIA 已经在路线图上预告了 Rubin (R100) 架构,预计将搭载 HBM4 显存,带宽可能会再次翻倍。

Google 的应对策略通常是更快的迭代节奏(TPU v8 已经在研发中,代号可能是 “Jade” 或其他矿物名),以及通过 Axion (自研 ARM CPU) 与 TPU 的协同来进一步降低系统级成本。


7. 总结与决策指南

2026 年的 AI 芯片战场,不再有绝对的赢家,只有适合不同场景的工具。

选择 NVIDIA Blackwell (B200/GB200) 如果:

  • 你的团队由资深 CUDA 工程师组成,且依赖大量自定义算子。
  • 你需要极高的单机/单节点带宽(例如 NVL72 的统一内存架构)。
  • 你的业务不仅在云端,还涉及边缘计算或私有化部署(TPU 无法私有化部署)。
  • 你需要最广泛的开源社区支持(GitHub 上的代码默认都是跑在 NVIDIA 上的)。

选择 Google TPU v7 (Ironwood) 如果:

  • 你的业务完全基于 Google Cloud。
  • 你关注 大规模分布式训练 的性价比和线性扩展能力(TPU 在数千卡规模下的扩展性优于 GPU)。
  • 你对 推理成本 极其敏感(TPU v7 的性价比和能效比极具吸引力)。
  • 你使用 JAX 进行前沿研究,或者使用标准的 PyTorch 模型(Transformer/Diffusion)。

一句话建议:

对于大多数寻求降本增效的 AI 应用公司,2026 年是尝试将推理负载迁移到 TPU v7 的最佳时机;而对于追求极致性能上限的基础模型训练实验室,NVIDIA Blackwell 依然是目前最稳妥的“暴力美学”代表。


附录:技术规格速查表

特性TPU v7 (Ironwood) PodNVIDIA GB200 NVL72
互联技术OCS (光路交换)NVLink Switch (铜缆)
网络拓扑3D Torus (动态可配)All-to-All (机架内)
主要优势扩展性、能效、云端性价比编程模型简单、生态统治力
适用框架JAX (原生), PyTorch/XLAPyTorch, TensorFlow, JAX

(本文数据基于 2026 年 1 月公开技术文档整理,实际性能可能因具体工作负载而异。)