Pärast seda, kui NVIDIA demonstreeris GeForce RTX-seeria videokaartidel reaalajas kiirte jälgimist, on raske kahelda, et see tehnoloogia (mõistlikus kombinatsioonis rasterdamisalgoritmiga) on arvutimängude tulevik. Spetsiaalsete RT-tuumadega Turingi arhitektuuril põhinevaid GPU-sid peeti aga kuni viimase ajani ainsaks diskreetsete GPU-de kategooriaks, millel on selleks sobiv arvutusvõimsus.
Nagu esimeste Ray Tracingut valdanud mängude (Battlefield V, Metro Exodus ja Shadow of the Tomb Raider) testid on näidanud, kogevad isegi GeForce RTX kiirendid (eriti noorim neist, RTX 2060) kaadrisageduses olulist langust hübriidrenderdusülesanded. Hoolimata varasest edust ei ole reaalajas kiirte jälgimine veel küps tehnoloogia. Alles siis, kui mitte ainult kõige arenenumad ja kallimad seadmed, vaid ka keskklassi graafikakaardid jõuavad uues mängulaines samadele jõudlusstandarditele, saab kuulutada, et Jensen Huangi ettevõtte käivitatud paradigma muutus on lõpuks toimunud.
Kiirte jälgimine Pascalis – plussid ja miinused
Kuid nüüd, kuigi Turingi arhitektuuri tulevase järglase kohta pole sõnagi öeldud, on NVIDIA otsustanud edusamme ergutada. Eelmisel kuul toimunud GPU tehnoloogiakonverentsil teatas roheline meeskond, et Pascali kiipide kiirendid ja Turingi perekonna madalamad liikmed (GeForce GTX 16 seeria) saavad reaalajas kiirjälgimise funktsiooni, mis on samaväärne RTX-ga - kaubamärgiga tooted. Täna saab lubatud draiverit juba NVIDIA ametlikult veebisaidilt alla laadida ja seadmete loendis on GeForce 10 perekonna mudelid, alustades GeForce GTX 1060-st (6 GB versioon), Volta kiibil olevast professionaalsest TITAN V kiirendist, ja loomulikult äsja saabunud keskmise hinnakategooria mudelid kiibil TU116 - GeForce GTX 1660 ja GTX 1660 Ti. Värskendus puudutas ka vastavate GPU-dega sülearvuteid.
Tehnilisest küljest ei ole siin midagi üleloomulikku. Ühtsete varjutusüksustega GPU-d suutsid Ray Tracingut teostada juba ammu enne Turingi arhitektuuri tulekut, kuigi sel ajal ei olnud need piisavalt kiired, et see võime oleks mängudes nõutud. Lisaks polnud tarkvarameetodite jaoks ühtset standardit, välja arvatud suletud API-d, nagu patenteeritud NVIDIA OptiX. Nüüd, kui Vulkani programmeerimisliideses on Direct3D 12 ja sarnaste teekide jaoks DXR-laiendus, pääseb mängumootor neile juurde sõltumata sellest, kas GPU on varustatud spetsiaalse loogikaga, kui draiver seda võimalust pakub. Turingi kiipidel on selleks otstarbeks eraldi RT-tuumad ning Pascali arhitektuuriga GPU-s ja TU116-protsessoris rakendatakse kiirte jälgimist üldotstarbelises andmetöötlusvormingus varjutajate ALU-de massiivile.
Kuid kõik, mida me NVIDIA enda Turingi arhitektuuri kohta teame, viitab sellele, et Pascal ei sobi DXR-i toega rakenduste jaoks. Eelmise aasta esitlusel, mis oli pühendatud Turingi perekonna lipulaevadele - GeForce RTX 2080 ja RTX 2080 Ti -, esitasid insenerid järgmised arvutused. Kui visata viimase põlvkonna parima tarbijagraafikakaardi - GeForce GTX 1080 Ti - kõik ressursid kiirte jälgimise arvutustesse, ei ületa tulemuseks saadav jõudlus 11% sellest, milleks RTX 2080 Ti teoreetiliselt võimeline on. Sama oluline on see, et Turingi kiibi vabu CUDA tuumasid saab samaaegselt kasutada ka teiste pildikomponentide paralleelseks töötlemiseks – varjutusprogrammide täitmiseks, asünkroonse täitmise ajal mittegraafiliste Direct3D arvutuste järjekorda jne.
Pärismängudes on olukord keerulisem, sest olemasolevatel riistvaraarendajatel kasutavad DXR-funktsioone doosides ning lõviosa arvutuskoormusest hõivavad endiselt rasterdamise ja varjundi juhised. Lisaks saab Pascali kiipide CUDA tuumades hästi teostada mõningaid kiirjälgimise abil loodud erinevaid efekte. Näiteks Battlefield V peegelpinnad ei tähenda kiirte sekundaarset peegeldust ja on seetõttu eelmise põlvkonna võimsate videokaartide jaoks teostatav koormus. Sama kehtib ka Shadow of the Tomb Raideri varjude kohta, kuigi mitme valgusallika poolt moodustatud keerukate varjude renderdamine on juba keerulisem ülesanne. Kuid Metro Exoduse globaalne katvus on isegi Turingi jaoks keeruline ja Pascalilt ei saa eeldada, et see annaks mingilgi määral võrreldavaid tulemusi.
Mida iganes võib öelda, me räägime mitmekordsest teoreetilise jõudluse erinevusest Turingi arhitektuuri esindajate ja nende lähimate analoogide vahel Pascali ränil. Pealegi ei mängi Turingi kasuks mitte ainult RT-südamike olemasolu, vaid ka arvukad üldised uue põlvkonna kiirenditele iseloomulikud täiustused. Seega saavad Turingi kiibid teha paralleelseid operatsioone reaalsete (FP32) ja täisarvudega (INT) andmetega, kanda suurel hulgal kohalikku vahemälu ja eraldi CUDA tuumasid vähendatud täpsusega arvutuste jaoks (FP16). Kõik see tähendab, et Turing mitte ainult ei käsitle varjutusprogramme paremini, vaid suudab ka ilma spetsiaalsete plokkideta suhteliselt tõhusalt arvutada kiirte jälgimist. Lõppude lõpuks ei ole see, mis muudab renderdamise Ray Tracing'i abil nii ressursimahukaks, mitte ainult ja mitte niivõrd kiirte ja geomeetria elementide lõikepunktide otsimine (mida RT-südamikud teevad), vaid ka värvi arvutamine ristumispunktis (varjutus). Ja muide, Turingi arhitektuuri loetletud eelised kehtivad täielikult GeForce GTX 1660 ja GTX 1660 Ti kohta, kuigi TU116 kiibil pole RT-tuumasid, seega pakuvad nende tarkvara kiirjälgimisega videokaartide testid erilist huvi.
Aga piisavalt teooriat, sest oleme oma mõõtmiste põhjal juba kogunud andmeid “Pascalite” (nagu ka nooremate “Turingite”) jõudluse kohta Battlefield V-s, Metro Exoduses ja Shadow of the Tomb Raideris. Pange tähele, et ei draiver ega mängud ise ei reguleeri kiirte arvu, et vähendada RT-tuumadeta GPU-de koormust, mis tähendab, et GeForce GTX-i ja GeForce RTX-i efektide kvaliteet peaks olema sama.
Katsestend, testimise metoodika
| Katselaud | |
|---|---|
| Protsessor | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, fikseeritud sagedus) |
| Emaplaat | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| RAM | G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 GB (3200 MHz, CL14) |
| ROM | Intel SSD 760p, 1024 GB |
| Toiteplokk | Corsair AX1200i, 1200 W |
| CPU jahutussüsteem | Corsair Hydro Series H115i |
| Корпус | CoolerMasteri katsestend V1.0 |
| Monitor | NEC EA244UHD |
| Operatsioonisüsteem | Windows 10 Pro x64 |
| NVIDIA GPU tarkvara | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | NVIDIA GeForce mänguvalmidusega draiver 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | NVIDIA GeForce mänguvalmidusega draiver 425.31 |
| Mängu testid | ||||
|---|---|---|---|---|
| Игра | API | Seadistused, testimismeetod | Täisekraani antialiasing | |
| 1920 × 1080 / 2560 × 1440 | 3840 × 2160 | |||
| Battlefield V | DirectX 12 | OCAT, Liberte missioon. Max graafika kvaliteet | TAA kõrge | TAA kõrge |
| Metro Exodus | DirectX 12 | Sisseehitatud etalon. Ultra Graphics kvaliteediprofiil | TAA | TAA |
| Tomb Raider varju | DirectX 12 | Sisseehitatud etalon. Max graafika kvaliteet | SMAA 4x | Väljas |
Keskmise ja minimaalse kaadrisageduse indikaatorid tuletatakse üksikute kaadrite renderdusaegade massiivist, mille salvestab sisseehitatud etalon (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) või OCAT-utiliit, kui mängul seda pole. (Lahinguväli V).
Keskmine kaadrisagedus diagrammides on keskmise kaadriaja pöördväärtus. Minimaalse kaadrisageduse hindamiseks arvutatakse testi igas sekundis moodustatud kaadrite arv. Sellest arvude massiivist valitakse jaotuse 1. protsentiilile vastav väärtus.
Testis osalejad
Toimivuse testimisel osalesid järgmised videokaardid:
- 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
Kuna Battlefield V ise on üsna kerge mäng (eriti 1080p ja 1440p režiimides) ning kasutab kiirte jälgimist paikades, andis GeForce 10-seeria testimine DXR valikuga julgustavaid tulemusi. Kõigist mudelitest, millel puudub ränitasemel Ray Tracingu tugi, pidime aga piirduma mudelitega GTX 1070/1070 Ti ja GTX 1080/1080 Ti. Electronic Artsi mängud reageerivad kahtlustavalt riistvara konfiguratsiooni sagedastele muutustele ja blokeerivad kasutaja üheks või mitmeks päevaks. Seetõttu ilmuvad GeForce GTX 1060 ja kahe GeForce GTX 16 seeria seadme jõudlusnäitajad selles artiklis hiljem, niipea kui Battlefield V meie testmasinalt piirangud eemaldab.
Protsentuaalselt koges ükskõik milline testis osaleja jõudluses ligikaudu sama langust erinevate kiirjälgimise kvaliteediseadete juures, sõltumata ekraani eraldusvõimest. Seega väheneb GeForce RTX 20 kaubamärgi all olevate videokaartide jõudlus madala ja keskmise kvaliteediga DXR-efektide korral 28–43%, kõrge ja maksimaalse kvaliteediga 37–53%.
Kui me räägime GeForce 10 perekonna vanematest mudelitest, siis madala ja keskmise kiirte jälgimise tasemetel kaotab mäng 36–42% FPS-ist ning kõrge kvaliteediga (High ja Ultra seaded) sööb DXR juba 54–67. % kaadrisagedusest. Pange tähele, et paljudes, kui mitte enamikes, Battlefield V mängustseenides ei ole pildi selguse ega jõudluse osas märgatavat erinevust madala ja keskmise seadistuse või High ja Ultra vahel. Lootuses, et Pascali GPU-d on selle sätte suhtes tundlikumad, testisime kõiki nelja seadet. Tõepoolest, teatud erinevused ilmnesid, kuid ainult 2160p eraldusvõimega ja 6% kaadrit sekundis.
Absoluutarvudes suudavad kõik Pascali kiipide vanemad kiirendid säilitada kaadrisagedust üle 60 kaadrit sekundis 1080p režiimis ja vähendatud peegelduskvaliteediga ning GeForce GTX 1080 Ti väidab sarnast tulemust isegi kõrgel tasemel jälgimisel. Kuid kui liigute üle 1440p eraldusvõimele, pakuvad ainult GeForce GTX 1080 ja GTX 1080 Ti mugavat kaadrisagedust 60 kaadrit sekundis või kõrgemat madala või keskmise kiirte jälgimise kvaliteediga ning 4K-režiimis pole ühelgi eelmise põlvkonna kaardil sobivat arvutusvõimsust ( nagu tõepoolest iga Turing, välja arvatud lipulaev GeForce RTX 2080 Ti).
Kui otsida paralleele konkreetsete kiirendite vahel GeForce GTX 10 ja GeForce RTX 20 kaubamärkide all, siis eelmise põlvkonna parim mudel (GeForce GTX 1080 Ti), mis on GeForce RTX 2080 analoog tavalistes ilma DXR-ita renderdusülesannetes, langes madalama kvaliteediga kiirjälgimisega GeForce RTX 2070 tasemele ja kõrgel tasemel suudab see võidelda ainult GeForce RTX 2060-ga.
| Battlefield V, max. Kvaliteet | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAA | |||||
| RT väljas | RT madal | RT keskmine | RT kõrge | 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. Kvaliteet | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAA | |||||
| RT väljas | RT madal | RT keskmine | RT kõrge | 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. Kvaliteet | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAA | |||||
| RT väljas | RT madal | RT keskmine | RT kõrge | 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 |
Allikas: 3dnews.ru