Nakon što je NVIDIA demonstrirala praćenje zraka u realnom vremenu na grafičkim karticama GeForce RTX serije, teško je sumnjati da je ova tehnologija (u razumnoj kombinaciji sa algoritmom rasterizacije) budućnost kompjuterskih igara. Međutim, GPU-ovi zasnovani na Turing arhitekturi sa specijalizovanim RT jezgrama su donedavno smatrani jedinom kategorijom diskretnih GPU-a koji imaju računarsku snagu pogodnu za to.
Kao što su pokazali testovi prvih igara koje su savladale Ray Tracing (Battlefield V, Metro Exodus i Shadow of the Tomb Raider), čak i GeForce RTX akceleratori (posebno najmlađi od njih, RTX 2060) doživljavaju značajan pad brzine kadrova u zadaci hibridnog renderiranja. Uprkos ranim uspjesima, praćenje zraka u realnom vremenu još uvijek nije zrela tehnologija. Tek kada ne samo najnapredniji i najskuplji uređaji, već i grafičke kartice srednjeg ranga dostignu iste standarde performansi u novom talasu igara, moći će se proglasiti da je promjena paradigme koju je pokrenula kompanija Jensena Huanga konačno nastupila.
Praćenje zraka u Pascalu - prednosti i nedostaci
Ali sada, iako nije bilo reči o budućem nasledniku Turing arhitekture, NVIDIA je odlučila da podstakne napredak. Na konferenciji GPU Technology Conference prošlog mjeseca, zeleni tim je najavio da će akceleratori na Pascal čipovima, kao i niži članovi Turingove porodice (GeForce GTX 16 serija), dobiti funkciju praćenja zraka u realnom vremenu na nivou RTX-a. -brendirani proizvodi. Danas se obećani drajver već može preuzeti na službenoj web stranici NVIDIA-e, a spisak uređaja uključuje modele GeForce 10 porodice, počevši od GeForce GTX 1060 (6 GB verzija), profesionalnog TITAN V akceleratora na Volta čipu, i, naravno, novopristigli modeli srednje cjenovne kategorije na čipu TU116 - GeForce GTX 1660 i GTX 1660 Ti. Ažuriranje je takođe uticalo na laptop računare sa odgovarajućim GPU-ovima.
Sa tehničke tačke gledišta, ovdje nema ničeg natprirodnog. GPU-ovi sa unificiranim shader jedinicama bili su u stanju da izvode Ray Tracing mnogo prije pojave Turing arhitekture, iako u to vrijeme nisu bili dovoljno brzi da ova sposobnost bude tražena u igrama. Osim toga, nije postojao jedinstveni standard za softverske metode, osim zatvorenih API-ja kao što je vlasnički NVIDIA OptiX. Sada kada postoji DXR ekstenzija za Direct3D 12 i slične biblioteke u Vulkan programskom interfejsu, motor igre im može pristupiti bez obzira na to da li je GPU opremljen specijalizovanom logikom, sve dok drajver ima ovu mogućnost. Turing čipovi imaju odvojena RT jezgra za ovu svrhu, a u Pascal arhitekturi GPU i TU116 procesoru, praćenje zraka implementirano je u računarskom formatu opšte namene na nizu shader ALU.
Međutim, sve što znamo o Turing arhitekturi iz same NVIDIA-e sugerira da Pascal nije pogodan za aplikacije koje podržavaju DXR. U prošlogodišnjoj prezentaciji posvećenoj vodećim modelima porodice Turing - GeForce RTX 2080 i RTX 2080 Ti - inženjeri su predstavili sljedeće proračune. Ako sve resurse najbolje potrošačke grafičke kartice posljednje generacije - GeForce GTX 1080 Ti - ubacite u proračune praćenja zraka, rezultirajuće performanse neće premašiti 11% onoga za što je RTX 2080 Ti teoretski sposoban. Jednako važno je da se slobodna CUDA jezgra Turing čipa mogu istovremeno koristiti za paralelnu obradu drugih komponenti slike - izvršavanje shader programa, red negrafičkih Direct3D kalkulacija tokom asinhronog izvršavanja, itd.
U stvarnim igrama situacija je složenija, jer na postojećem hardveru programeri koriste DXR funkcije u dozama, a lavovski dio računarskog opterećenja i dalje zauzimaju rasterizacija i upute za shader. Pored toga, neki od različitih efekata koji se kreiraju korišćenjem praćenja zraka mogu se dobro izvesti i na CUDA jezgrama Pascal čipova. Na primjer, zrcalne površine u Battlefield V ne podrazumijevaju sekundarnu refleksiju zraka, pa su stoga izvodljivo opterećenje za moćne video kartice prethodne generacije. Isto važi i za senke u Shadow of the Tomb Raider, iako je renderovanje složenih senki formiranih od više izvora svetlosti već teži zadatak. Ali globalna pokrivenost Metro Exodus-a je teška čak i za Turinga, i ne može se očekivati da će Pascal dati uporedive rezultate u bilo kojoj mjeri.
Šta god da se kaže, govorimo o višestrukoj razlici u teorijskim performansama između predstavnika Turingove arhitekture i njihovih najbližih analoga na Pascal silicijumu. Štaviše, ne samo prisustvo RT jezgri, već i brojna opšta poboljšanja karakteristična za akceleratore nove generacije idu u Turingovu korist. Dakle, Turing čipovi mogu izvoditi paralelne operacije nad stvarnim (FP32) i cjelobrojnim (INT) podacima, nositi veliku količinu lokalne keš memorije i odvojene CUDA jezgre za proračune smanjene preciznosti (FP16). Sve ovo znači da Turing ne samo da bolje rukuje programima shadera, već može i relativno efikasno izračunati praćenje zraka bez specijaliziranih blokova. Na kraju krajeva, ono što čini renderiranje pomoću Ray Tracinga tako intenzivnim resursima nije samo i ne toliko potraga za sjecištima između zraka i elemenata geometrije (što RT jezgre rade), već izračunavanje boje na mjestu presjeka (sjenčanje). I inače, navedene prednosti Turing arhitekture u potpunosti se odnose na GeForce GTX 1660 i GTX 1660 Ti, iako TU116 čip nema RT jezgra, pa su testovi ovih video kartica sa softverskim praćenjem zraka od posebnog interesa.
Ali dosta teorije, jer smo već prikupili podatke o performansama "Paskala" (kao i mlađih "Turinga") u Battlefield V, Metro Exodus i Shadow of the Tomb Raider na osnovu sopstvenih merenja. Imajte na umu da ni drajver ni same igre ne prilagođavaju broj zraka kako bi smanjili opterećenje GPU-a bez RT jezgara, što znači da bi kvalitet efekata na GeForce GTX i GeForce RTX trebao biti isti.
Ispitni štand, metodologija ispitivanja
| Test stalak | |
|---|---|
| CPU | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, fiksna frekvencija) |
| Matična ploča | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| Operativna memorija | G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 GB (3200 MHz, CL14) |
| ROM | Intel SSD 760p, 1024 GB |
| Napajanje | Corsair AX1200i, 1200 W |
| CPU sistem hlađenja | Corsair Hydro serija H115i |
| Stanovanje | CoolerMaster Test Bench V1.0 |
| Monitor | NEC EA244UHD |
| operativni sistem | Windows 10 Pro x64 |
| NVIDIA GPU softver | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | NVIDIA GeForce Game Ready drajver 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | NVIDIA GeForce Game Ready drajver 425.31 |
| Testovi igara | ||||
|---|---|---|---|---|
| Igra | API | Postavke, metoda testiranja | Anti-aliasing preko cijelog ekrana | |
| 1920×1080 / 2560×1440 | 3840 × 2160 | |||
| Battlefield V | DirectX 12 | OCAT, Liberte misija. Max. kvalitet grafike | TAA High | TAA High |
| Metro Exodus | DirectX 12 | Ugrađeni benchmark. Ultra grafički kvalitetni profil | TAA | TAA |
| Senka Tomb Raidera | DirectX 12 | Ugrađeni benchmark. Max. kvalitet grafike | SMAA 4x | Isključeno |
Indikatori prosječne i minimalne brzine kadrova izvode se iz niza vremena renderiranja pojedinačnih kadrova, koje bilježi ugrađeni benchmark (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) ili OCAT uslužni program, ako ga igra nema (Battlefield V).
Prosječna brzina kadrova na grafikonima je inverzna od prosječnog vremena kadrova. Da bi se procijenila minimalna brzina kadrova, izračunava se broj kadrova formiranih u svakoj sekundi testa. Iz ovog niza brojeva bira se vrijednost koja odgovara 1. percentilu distribucije.
Učesnici testiranja
Sljedeće video kartice su učestvovale u testiranju performansi:
- NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition (1350/14000 MHz, 11 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 2080 Founders Edition (1515/14000 MHz, 8 GB);
- NVIDIA GeForce RTX 2070 Founders Edition (1410/14000 MHz, 8 GB);
- NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition (1365/14000 MHz, 6 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (1480/11000 MHz, 11 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1080 (1607/10000 MHz, 8 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (1608/8008 MHz, 8 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1070 (1506/8008 MHz, 8 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1060 (1506/9000 MHz, 6 GB).
Battlefield V
Zbog činjenice da je sam Battlefield V prilično lagana igra (posebno u režimima od 1080p i 1440p), i da koristi praćenje zraka u zakrpama, testiranje GeForce 10 serije sa DXR opcijom dalo je ohrabrujuće rezultate. Međutim, od svih modela bez Ray Tracing podrške na nivou silikona, morali smo se ograničiti na GTX 1070/1070 Ti i GTX 1080/1080 Ti modele. Electronic Arts igre sumnjičavo reagiraju na česte promjene hardverske konfiguracije i blokiraju korisnika na period od jednog ili nekoliko dana. Stoga će se mjerenja performansi GeForce GTX 1060 i dva uređaja GeForce GTX 16 serije pojaviti u ovom članku kasnije, čim Battlefield V ukloni ograničenja sa naše test mašine.
U procentima, bilo koji od učesnika testa je doživio približno isti pad performansi pri različitim postavkama kvaliteta praćenja zraka, bez obzira na rezoluciju ekrana. Tako se performanse video kartica pod markom GeForce RTX 20 smanjuju za 28–43% kod DXR efekata niskog i srednjeg kvaliteta, i za 37–53% kod visokog i maksimalnog kvaliteta.
Ako govorimo o starijim modelima GeForce 10 porodice, onda na niskim i srednjim nivoima praćenja zraka igra gubi od 36 do 42% FPS-a, a pri visokom kvalitetu (High i Ultra postavke) DXR već pojede 54–67 % brzine kadrova. Imajte na umu da u mnogim, ako ne i većini, scena igre Battlefield V nema vidljive razlike između Low i Medium postavki, ili između High i Ultra, u smislu jasnoće slike ili performansi. U nadi da će Pascal GPU-ovi biti osjetljiviji na ovu postavku, izvršili smo testove na sve četiri postavke. Zaista, pojavile su se određene razlike, ali samo pri rezoluciji 2160p i unutar 6% FPS.
U apsolutnom smislu, bilo koji od starijih akceleratora na Pascal čipovima može održavati brzinu kadrova iznad 60 FPS u 1080p modu sa smanjenim kvalitetom refleksije, a GeForce GTX 1080 Ti tvrdi sličan rezultat čak i kada se prati na visokom nivou. Ali kada pređete na rezoluciju od 1440p, samo GeForce GTX 1080 i GTX 1080 Ti pružaju ugodnu brzinu kadrova od 60 FPS ili više sa niskim ili srednjim kvalitetom praćenja zraka, a u 4K modu, nijedna od kartica prethodne generacije nema odgovarajuću računarsku snagu ( kao, zapravo, bilo koji Turing sa izuzetkom vodećeg GeForce RTX 2080 Ti).
Ako tražimo paralele između specifičnih akceleratora pod markama GeForce GTX 10 i GeForce RTX 20, onda je najbolji model prethodne generacije (GeForce GTX 1080 Ti), koji je analog GeForce RTX 2080 u standardnim zadacima renderiranja bez DXR-a, pao na nivo GeForce RTX 2070 sa smanjenim kvalitetom praćenja zraka, a na visokim nivoima može se boriti samo sa GeForce RTX 2060.
| Battlefield V, max. Kvaliteta | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAA | |||||
| RT Off | RT Low | RT Medium | RT High | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 GB) | 100% | -28% | -28% | -37% | -39% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 GB) | 100% | -34% | -35% | -43% | -44% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 GB) | 100% | -35% | -36% | -46% | -45% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 GB) | 100% | -42% | -43% | -50% | -51% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 GB) | 100% | -40% | -39% | -54% | -58% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 GB) | 100% | -41% | -41% | -57% | -61% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 GB) | 100% | -40% | -41% | -57% | -59% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 GB) | 100% | -38% | -39% | -57% | -61% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
| Battlefield V, max. Kvaliteta | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAA | |||||
| RT Off | RT Low | RT Medium | RT High | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 GB) | 100% | -33% | -34% | -44% | -45% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 GB) | 100% | -37% | -38% | -47% | -49% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 GB) | 100% | -36% | -36% | -48% | -48% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 GB) | 100% | -41% | -42% | -51% | -52% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 GB) | 100% | -40% | -40% | -59% | -62% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 GB) | 100% | -36% | -39% | -59% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 GB) | 100% | -39% | -39% | -58% | -62% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 GB) | 100% | -38% | -38% | -59% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
| Battlefield V, max. Kvaliteta | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAA | |||||
| RT Off | RT Low | RT Medium | RT High | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 GB) | 100% | -30% | -30% | -44% | -47% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 GB) | 100% | -31% | -32% | -46% | -49% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 GB) | 100% | -40% | -38% | -53% | -52% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 GB) | 100% | -28% | -30% | -44% | -53% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 GB) | 100% | -36% | -37% | -60% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 GB) | 100% | -40% | -43% | -64% | -67% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 GB) | 100% | -38% | -42% | -62% | -65% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 GB) | 100% | -36% | -42% | -63% | -66% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 GB) | 100% | ND | ND | ND | ND |
izvor: 3dnews.ru