Après que NVIDIA ait démontré le traçage de rayons en temps réel sur les cartes vidéo de la série GeForce RTX, il est difficile de douter que cette technologie (en combinaison raisonnable avec l'algorithme de rastérisation) soit l'avenir des jeux informatiques. Cependant, les GPU basés sur l'architecture Turing avec des cœurs RT spécialisés étaient jusqu'à récemment considérés comme la seule catégorie de GPU discrets disposant de la puissance de calcul adaptée à cela.
Comme l'ont montré les tests des premiers jeux maîtrisant le Ray Tracing (Battlefield V, Metro Exodus et Shadow of the Tomb Raider), même les accélérateurs GeForce RTX (surtout le plus jeune d'entre eux, le RTX 2060) connaissent une baisse significative des fréquences d'images en tâches de rendu hybride. Malgré ses premiers succès, le lancer de rayons en temps réel n’est pas encore une technologie mature. Ce n'est que lorsque non seulement les appareils les plus avancés et les plus chers, mais aussi les cartes graphiques de milieu de gamme atteindront les mêmes normes de performances dans la nouvelle vague de jeux, qu'il sera possible de déclarer que le changement de paradigme lancé par la société de Jensen Huang a enfin eu lieu.
Traçage de rayons en Pascals - avantages et inconvénients
Mais désormais, alors que rien n'a été dit sur le futur successeur de l'architecture Turing, NVIDIA a décidé de faire avancer les choses. Lors de l'événement GPU Technology Conference le mois dernier, l'équipe verte a annoncé que les accélérateurs sur les puces Pascal, ainsi que les membres bas de gamme de la famille Turing (série GeForce GTX 16), bénéficieront d'une fonctionnalité de traçage de rayons en temps réel comparable à celle de RTX. -produits de marque. Aujourd'hui, le pilote promis est déjà téléchargeable sur le site officiel de NVIDIA, et la liste des appareils comprend des modèles de la famille GeForce 10, à commencer par la GeForce GTX 1060 (version 6 Go), l'accélérateur professionnel TITAN V sur puce Volta, et bien sûr, les nouveaux modèles arrivés dans la catégorie de prix moyen sur la puce TU116 - GeForce GTX 1660 et GTX 1660 Ti. La mise à jour a également affecté les ordinateurs portables dotés des GPU correspondants.
D'un point de vue technique, il n'y a rien de surnaturel ici. Les GPU dotés d'unités de shader unifiées étaient capables d'effectuer le Ray Tracing bien avant l'avènement de l'architecture Turing, même si à cette époque ils n'étaient pas assez rapides pour que cette capacité soit demandée dans les jeux. De plus, il n'existait pas de norme uniforme pour les méthodes logicielles, autres que les API fermées comme l'API propriétaire NVIDIA OptiX. Maintenant qu'il existe une extension DXR pour Direct3D 12 et des bibliothèques similaires dans l'interface de programmation Vulkan, le moteur de jeu peut y accéder, que le GPU soit équipé ou non d'une logique spécialisée, à condition que le pilote offre cette capacité. Les puces Turing ont des cœurs RT séparés à cet effet, et dans le GPU à architecture Pascal et le processeur TU116, le lancer de rayons est implémenté dans un format informatique à usage général sur un ensemble d'ALU de shader.
Cependant, tout ce que nous savons sur l'architecture Turing de NVIDIA elle-même suggère que Pascal n'est pas adapté aux applications compatibles DXR. Lors de la présentation de l'année dernière consacrée aux modèles phares de la famille Turing - GeForce RTX 2080 et RTX 2080 Ti - les ingénieurs ont présenté les calculs suivants. Si vous mettez toutes les ressources de la meilleure carte graphique grand public de dernière génération - la GeForce GTX 1080 Ti - dans les calculs de lancer de rayons, les performances obtenues ne dépasseront pas 11 % de ce dont la RTX 2080 Ti est théoriquement capable. Il est tout aussi important que les cœurs CUDA gratuits de la puce Turing puissent être utilisés en même temps pour le traitement parallèle d'autres composants d'image - exécution de programmes de shader, file d'attente de calculs Direct3D non graphiques lors d'une exécution asynchrone, etc.
Dans les jeux réels, la situation est plus compliquée, car sur le matériel existant, les développeurs utilisent les fonctions DXR à petites doses, et la part du lion de la charge de calcul est toujours occupée par les instructions de rastérisation et de shader. De plus, certains des différents effets créés à l'aide du lancer de rayons peuvent également être bien exécutés sur les cœurs CUDA des puces Pascal. Par exemple, les surfaces de miroir dans Battlefield V n'impliquent pas de réflexion secondaire des rayons et constituent donc une charge réalisable pour les puissantes cartes vidéo de la génération précédente. La même chose s'applique aux ombres dans Shadow of the Tomb Raider, bien que le rendu d'ombres complexes formées par plusieurs sources de lumière soit déjà une tâche plus difficile. Mais la couverture mondiale dans Metro Exodus est difficile, même pour Turing, et on ne peut en aucun cas s'attendre à ce que Pascal produise des résultats comparables.
Quoi qu'on en dise, nous parlons d'une multiple différence de performances théoriques entre les représentants de l'architecture de Turing et leurs analogues les plus proches sur silicium Pascal. De plus, non seulement la présence de cœurs RT, mais aussi de nombreuses améliorations générales caractéristiques des accélérateurs de nouvelle génération jouent en faveur de Turing. Ainsi, les puces Turing peuvent effectuer des opérations parallèles sur des données réelles (FP32) et entières (INT), transporter une grande quantité de mémoire cache locale et des cœurs CUDA séparés pour des calculs de précision réduite (FP16). Tout cela signifie que Turing gère non seulement mieux les programmes de shader, mais peut également calculer le lancer de rayons de manière relativement efficace sans blocs spécialisés. Après tout, ce qui rend le rendu à l'aide du Ray Tracing si gourmand en ressources n'est pas seulement et pas tant la recherche d'intersections entre les rayons et les éléments géométriques (ce que font les cœurs RT), mais le calcul de la couleur au point d'intersection (ombrage). Et en passant, les avantages énumérés de l'architecture Turing s'appliquent pleinement aux GeForce GTX 1660 et GTX 1660 Ti, bien que la puce TU116 n'ait pas de cœurs RT, les tests de ces cartes vidéo avec logiciel de traçage de rayons sont donc particulièrement intéressants.
Mais assez de théorie, car nous avons déjà collecté des données sur les performances des « Pascal » (ainsi que des plus jeunes « Turing ») dans Battlefield V, Metro Exodus et Shadow of the Tomb Raider sur la base de nos propres mesures. A noter que ni le pilote ni les jeux eux-mêmes n'ajustent le nombre de rayons afin de réduire la charge sur les GPU sans cœurs RT, ce qui signifie que la qualité des effets sur GeForce GTX et GeForce RTX devrait être la même.
Banc d'essai, méthodologie de test
| banc d'essai | |
|---|---|
| Processeur | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, fréquence fixe) |
| Материнская плата | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| Mémoire opérationnelle | G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 Go (3200 MHz, CL14) |
| ROM | SSD Intel 760p, 1024 XNUMX Go |
| Блок питания | Corsaire AX1200i, 1200 W |
| Système de refroidissement du processeur | Corsair Hydro série H115i |
| logement | Banc d'essai CoolerMaster V1.0 |
| Surveiller | NECEA244UHD |
| Système d'exploitation | Fenêtres 10 Pro x64 |
| Logiciel GPU NVIDIA | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | Pilote NVIDIA GeForce Game Ready 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | Pilote NVIDIA GeForce Game Ready 425.31 |
| Essais de jeu | ||||
|---|---|---|---|---|
| jeu | API | Paramètres, méthode de test | Anticrénelage plein écran | |
| 1920 × 1080 / 2560 × 1440 | 3840 × 2160 | |||
| Battlefield V | DirectX 12 | OCAT, mission Liberté. Max. qualité graphique | TAA élevé | TAA élevé |
| Metro Exodus | DirectX 12 | Benchmark intégré. Profil de qualité Ultra Graphics | TAA | TAA |
| Shadow of the Tomb Raider | DirectX 12 | Benchmark intégré. Max. qualité graphique | SMAA4x | Désactivé |
Les indicateurs de fréquences d'images moyennes et minimales sont dérivés d'un tableau de temps de rendu d'images individuelles, qui est enregistré par le benchmark intégré (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) ou l'utilitaire OCAT, si le jeu n'en a pas. (Champ de bataille V).
La fréquence d'images moyenne dans les graphiques est l'inverse de la durée d'image moyenne. Pour estimer la fréquence d'images minimale, le nombre d'images formées dans chaque seconde du test est calculé. A partir de ce tableau de nombres, la valeur correspondant au 1er percentile de la distribution est sélectionnée.
Participants aux tests
Les cartes vidéo suivantes ont participé aux tests de performances :
- NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition (1350 14000/11 XNUMX MHz, XNUMX Go) ;
- NVIDIA GeForce GTX 2080 Founders Edition (1515 14000/8 XNUMX MHz, XNUMX Go) ;
- NVIDIA GeForce RTX 2070 Founders Edition (1410 14000/8 XNUMX MHz, XNUMX Go) ;
- NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition (1365 14000/6 XNUMX MHz, XNUMX Go) ;
- NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 Go) ;
- NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 Go) ;
- NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (1480 11000/11 XNUMX MHz, XNUMX Go) ;
- NVIDIA GeForce GTX 1080 (1607 10000/8 XNUMX MHz, XNUMX Go) ;
- NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (1608 8008/8 XNUMX MHz, XNUMX Go) ;
- NVIDIA GeForce GTX 1070 (1506 8008/8 XNUMX MHz, XNUMX Go) ;
- NVIDIA GeForce GTX 1060 (1506/9000 MHz, 6 Go).
Battlefield V
Étant donné que Battlefield V lui-même est un jeu assez léger (en particulier dans les modes 1080p et 1440p) et qu'il utilise le lancer de rayons dans les correctifs, tester la série GeForce 10 avec l'option DXR a donné des résultats encourageants. Cependant, parmi tous les modèles sans prise en charge du Ray Tracing au niveau du silicium, nous avons dû nous limiter aux modèles GTX 1070/1070 Ti et GTX 1080/1080 Ti. Les jeux Electronic Arts réagissent avec méfiance aux changements fréquents de configuration matérielle et bloquent l'utilisateur pour une période d'un ou plusieurs jours. Par conséquent, les mesures de performances de la GeForce GTX 1060 et de deux appareils de la série GeForce GTX 16 apparaîtront plus tard dans cet article, dès que Battlefield V supprimera les restrictions de notre machine de test.
En termes de pourcentage, tous les participants au test ont connu à peu près la même baisse de performances avec différents paramètres de qualité de lancer de rayons, quelle que soit la résolution de l'écran. Ainsi, les performances des cartes vidéo sous la marque GeForce RTX 20 diminuent de 28 à 43 % avec des effets DXR de qualité faible et moyenne, et de 37 à 53 % avec une qualité élevée et maximale.
Si nous parlons d'anciens modèles de la famille GeForce 10, alors aux niveaux de traçage de rayons faible et moyen, le jeu perd de 36 à 42 % de FPS, et en haute qualité (paramètres High et Ultra), DXR en consomme déjà 54 à 67. % de la fréquence d'images. Notez que dans de nombreuses scènes de jeu Battlefield V, sinon la plupart, il n'y a aucune différence perceptible entre les paramètres Faible et Moyen, ou entre Élevé et Ultra, en termes de clarté d'image ou de performances. Dans l'espoir que les GPU Pascal seraient plus sensibles à ce paramètre, nous avons effectué des tests sur les quatre paramètres. En effet, certaines différences sont apparues, mais uniquement à une résolution de 2160p et dans les 6% FPS.
En termes absolus, n'importe lequel des anciens accélérateurs des puces Pascal peut maintenir des fréquences d'images supérieures à 60 FPS en mode 1080p avec une qualité de réflexion réduite, et la GeForce GTX 1080 Ti revendique un résultat similaire même lors du traçage au niveau élevé. Mais une fois passé à la résolution 1440p, seules les GeForce GTX 1080 et GTX 1080 Ti offrent un framerate confortable de 60 FPS ou plus avec une qualité de ray tracing faible ou moyenne, et en mode 4K, aucune des cartes de la génération précédente n'a une puissance de calcul adaptée ( comme d'ailleurs n'importe quel Turing à l'exception du produit phare GeForce RTX 2080 Ti).
Si l'on recherche des parallèles entre des accélérateurs spécifiques sous les marques GeForce GTX 10 et GeForce RTX 20, alors le meilleur modèle de la génération précédente (GeForce GTX 1080 Ti), qui est un analogue de la GeForce RTX 2080 dans les tâches de rendu standard sans DXR, est tombé au niveau de la GeForce RTX 2070 avec un ray tracing de qualité réduite, et à des niveaux élevés, il ne peut se battre qu'avec la GeForce RTX 2060.
| Champ de bataille V, max. Qualité | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAAA | |||||
| RT désactivé | RT basse | RT moyen | RT élevé | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 Go) | 100% | -28% | -28% | -37% | -39% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 Go) | 100% | -34% | -35% | -43% | -44% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 Go) | 100% | -35% | -36% | -46% | -45% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 Go) | 100% | -42% | -43% | -50% | -51% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 Go) | 100% | -40% | -39% | -54% | -58% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 Go) | 100% | -41% | -41% | -57% | -61% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 Go) | 100% | -40% | -41% | -57% | -59% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 Go) | 100% | -38% | -39% | -57% | -61% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
| Champ de bataille V, max. Qualité | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAAA | |||||
| RT désactivé | RT basse | RT moyen | RT élevé | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 Go) | 100% | -33% | -34% | -44% | -45% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 Go) | 100% | -37% | -38% | -47% | -49% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 Go) | 100% | -36% | -36% | -48% | -48% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 Go) | 100% | -41% | -42% | -51% | -52% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 Go) | 100% | -40% | -40% | -59% | -62% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 Go) | 100% | -36% | -39% | -59% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 Go) | 100% | -39% | -39% | -58% | -62% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 Go) | 100% | -38% | -38% | -59% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
| Champ de bataille V, max. Qualité | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAAA | |||||
| RT désactivé | RT basse | RT moyen | RT élevé | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 Go) | 100% | -30% | -30% | -44% | -47% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 Go) | 100% | -31% | -32% | -46% | -49% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 Go) | 100% | -40% | -38% | -53% | -52% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 Go) | 100% | -28% | -30% | -44% | -53% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 Go) | 100% | -36% | -37% | -60% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 Go) | 100% | -40% | -43% | -64% | -67% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 Go) | 100% | -38% | -42% | -62% | -65% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 Go) | 100% | -36% | -42% | -63% | -66% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 Go) | 100% | Sd | Sd | Sd | Sd |
Source: 3dnews.ru