Novi članak: GeForce RTX više nije potreban? Testiranje ray tracinga na GeForce GTX 10 i 16 uređajima

Nakon što je NVIDIA demonstrirala ray tracing u stvarnom vremenu na grafičkim karticama iz serije GeForce RTX, teško je posumnjati da je ova tehnologija (u razumnom skladu s algoritmom rasterizacije) budućnost računalnih igara. Međutim, grafički procesori temeljen na Turing arhitekturi s specijaliziranim RT jezgama su do nedavno smatrani jedinom kategorijom diskretnih GPU-a koja posjeduje odgovarajuću računalnu snagu za to.

Kao što su testovi prvih igara koje su usvojile Ray Tracing (Battlefield V, Metro Exodus i Shadow of the Tomb Raider) pokazali, čak i GeForce RTX ubrzivači (posebno najjeftiniji među njima — RTX 2060) doživljavaju značajan pad učestalosti promjene okvira u zadacima hibridnog renderiranja. Unatoč prvim uspjesima, ray tracing u stvarnom vremenu još uvijek ne možemo smatrati zrelom tehnologijom. Tek kada ne samo najsuvremeniji i najskuplji uređaji, već i grafičke kartice srednjeg cjenovnog ranga postignu prethodne standarde performansi u igrama nove generacije, moći ćemo proglasiti da je promjena paradigme, koju je pokrenuo Jensen Huang, konačno realizirana.

Ray tracing na 'Pascals' — za i protiv

No već sada, dok još nije rečeno ni riječi o budućem nasljedniku arhitekture Turing, NVIDIA je odlučila potaknuti napredak. Na događaju GPU Technology Conference prošlog mjeseca, zelena ekipa je objavila da će ubrzivači na Pascal čipovima, kao i niži predstavnici Turing obitelji (serija GeForce GTX 16) dobiti funkciju ray tracinga u stvarnom vremenu, jednako kao i proizvodi pod RTX brendom. Danas se obećani drajver već može preuzeti s službene web stranice NVIDIA, a popis uređaja uključuje modele GeForce 10 obitelji, počevši od GeForce GTX 1060 (verzija 6 GB), profesionalni ubrzivač TITAN V na Volta čipu, i, naravno, novopridošle modele srednje cjenovne kategorije na TU116 čipu — GeForce GTX 1660 i GTX 1660 Ti. Ažuriranje se odnosilo i na prijenosna računala s odgovarajućim GPU-ima.

S tehničke točke gledišta, ovdje nema ničeg natprirodnog. Grafički procesori s unificiranim blokovima senčanja mogli su izvoditi Ray Tracing dugo prije nego što se pojavila arhitektura Turing, iako u to vrijeme nisu imali dovoljnu brzinu rada kako bi ta mogućnost bila tražena u igrama. Osim toga, nije postojao jedinstveni standard softverskih metoda, osim zatvorenih API-ja poput NVIDIA OptiX. Sada, kada postoji DXR proširenje za Direct3D 12 i slične biblioteke u Vulkan API-ju, igraći motor može im pristupiti neovisno o tome je li grafički procesor opremljen specijaliziranom logikom — pod uvjetom da vozač daje tu mogućnost. Turing čipovi imaju posebne RT-jezgre za ovu svrhu, dok je u GPU arhitekture Pascal i procesoru TU116 Ray Tracing realiziran u formatu općih izračuna na skupu senčarskih ALU-a.

Međutim, sve što znamo o arhitekturi Turing prema riječima same NVIDIA ukazuje na to da Pascal nije prikladan za aplikacije koje podržavaju DXR. Na prošlogodišnjoj prezentaciji posvećenoj vodećim modelima serije Turing — GeForce RTX 2080 i RTX 2080 Ti — inženjeri su iznijeli sljedeće tvrdnje. Ako se svi resursi najbolje od potrošačkih grafičkih kartica prošle generacije — GeForce GTX 1080 Ti — usmjere na izračune Ray Tracing-a, ukupna izvedba neće premašiti 11 % onoga što u teoriji može RTX 2080 Ti. Nimalo manje važno je i to da se slobodne CUDA-jezgre Turing čipa u isto vrijeme mogu koristiti za paralelno procesiranje drugih komponenti slike — izvođenje senčačkih programa, redom ne-grafičkih izračuna Direct3D pri asinkronom izvođenju i slično.

U stvarnim igrama situacija je složenija, jer developeri na postojećoj opremi kontrolirano koriste funkcije DXR, dok većinu računalnog opterećenja i dalje čini rasterizacija i sjenične upute. Osim toga, dio različitih efekata koji se stvaraju pomoću ray tracinga, dobro se izvodi i na CUDA jezgrama Pascal čipova. Na primjer, reflektirane površine u Battlefield V ne podrazumijevaju sekundarno odražavanje zraka, što ih čini prenosivim opterećenjem za snažne grafičke kartice prošle generacije. Isto se odnosi i na sjene u Shadow of the Tomb Raider, premda renderiranje složenih sjena, oblikovanih s nekoliko izvora svjetlosti, već predstavlja teži izazov. S druge strane, globalno osvjetljenje u Metro Exodus teško pada čak i

Kako god okrenete, radi se o višestrukoj razlici u teorijskoj brzini između predstavnika Turing arhitekture i njihovih najbližih sličnosti na siliciju Pascal. Osim toga, u korist Turinga igra ne samo prisutnost RT jezgri, već i brojna opća poboljšanja svojstvena akceleratorima nove generacije. Naime, Turing čipovi mogu paralelno izvoditi operacije nad decimalnim (FP32) i cjelobrojnim (INT) podacima, imaju veliki kapacitet lokalne CACHE memorije i odvojene CUDA jezgre za izračune smanjene točnosti (FP16). Sve to znači da Turing ne samo da bolje upravlja shader programima, već i može relativno učinkovito izračunavati ray tracing bez specijaliziranih jedinica. Uistinu, toliko resursima intenzivno renderiranje putem Ray Tracinga ne čini samo potrage za mjestima presjeka između zraka i geometrijskih elemenata (čime se bave RT jezgre), već i izračunavanje boje na točki presjeka (shading). Usput, navedene prednosti Turing arhitekture u potpunosti se odnose na GeForce GTX 1660 i GTX 1660 Ti, iako u čipu TU116 nema RT jezgri, stoga su testovi ovih grafičkih kartica s softverskim ray tracingom od posebnog interesa.

Ali dosta teorije, jer smo već prikupili podatke o performansama "Pascala" (kao i mlađih "Turinga") u Battlefield V, Metro Exodus i Shadow of the Tomb Raider na osnovu vlastitih mjerenja. Primijetimo da ni drajver, ni same igre ne reguliraju broj zraka kako bi smanjili opterećenje na GPU bez RT jezgri, što znači da bi kvaliteta efekata na GeForce GTX i GeForce RTX trebala biti jednaka.

Testna konfiguracija, metoda testiranja

Pokazatelji prosječne i minimalne brzine kadrova prikazuju se iz skupa vremena renderiranja pojedinačnih kadrova koji bilježi ugrađeni benchmark (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) ili alat OCAT, ako ga u igri nema (Battlefield V).

Prosječna brzina promjene kadra na dijagramima je količina obrnuta prosječnom vremenu kadra. Za procjenu minimalne brzine kadrova izračunava se broj kadrova formiranih u svakoj sekundi testa. Iz ovog skupa brojeva odabire se vrijednost koja odgovara 1. percentilu raspodjele.

Sudionici testiranja

U testiranju performansi sudjelovale su sljedeće grafičke kartice:

• 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

S obzirom na to da je Battlefield V sama po sebi prilično nezahtjevna igra (posebno u rezolucijama 1080p i 1440p), a ray tracing se u njoj primjenjuje fragmentarno, ispitivanje GeForce 10 serije s opcijom DXR donijelo je obećavajuće rezultate. Međutim, od svih modela bez podrške za Ray Tracing na razini silicija, morali smo se ograničiti na modele GTX 1070/1070 Ti i GTX 1080/1080 Ti. Igre Electronic Arts s oprezom reagiraju na česte promjene konfiguracije hardvera i blokiraju korisnike na razdoblje od jednog do nekoliko dana. Stoga će mjerenja performansi GeForce GTX 1060 i dva uređaja serije GeForce GTX 16 biti objavljena u ovom članku kasnije, čim Battlefield V ukloni ograničenja s našeg testnog računala.

U postotnom smislu, svaki od sudionika testiranja doživljava otprilike jednake padove performansi pri različitim postavkama kvalitete ray tracinga, bez obzira na rezoluciju ekrana. Tako, performanse grafičkih kartica pod markom GeForce RTX 20 opadaju za 28–43 % pri niskoj i srednjoj kvaliteti DXR efekata, a pri visokim i maksimalnim postavkama — za 37–53 %.

Ako govorimo o starijim modelima obitelji GeForce 10, na razinama ray tracinga Low i Medium igra gubi od 36 do 42 % FPS, dok pri visokim postavkama (High i Ultra) DXR već uzima 54–67 % frekvencije izmjene kadrova. Primijetili smo da u mnogim, ako ne i u većini gaming scena Battlefield V nema izražene razlike između postavki Low i Medium, kao ni između High i Ultra — ni po oštrini slike, ni po performansama. U nadi da će procesori Pascal biti osjetljiviji na ovu dimenziju, proveli smo testove pri sve četiri postavke. I doista, određene razlike su se pojavile, ali samo pri rezoluciji 2160p i unutar 6% FPS.

U apsolutnim pokazateljima, bilo koja od starijih grafičkih kartica na čipovima Pascal može održavati brzinu kadrova višu od 60 FPS u rezoluciji 1080p pri smanjenoj kvaliteti refleksije, dok GeForce GTX 1080 Ti cilja na sličan rezultat čak i pri visokom postavci ray tracinga. No, kada se pređe na rezoluciju 1440p, samo GeForce GTX 1080 i GTX 1080 Ti omogućuju udoban framerate od 60 FPS ili više pri kvaliteti ray tracinga Low ili Medium, dok nijedna od kartica prošle generacije ne posjeduje odgovarajuću računalnu snagu u 4K (kao, inače, ni bilo koji Turing osim vrhunskog GeForce RTX 2080 Ti).

Ako tražimo paralele između konkretnim akceleratorima pod markom GeForce GTX 10 i GeForce RTX 20, najbolji model prošle generacije (GeForce GTX 1080 Ti), koji je u standardnom renderiranju bez DXR-a ekvivalent GeForce RTX 2080, pao je na razinu GeForce RTX 2070 pri smanjenoj kvaliteti ray tracinga, dok se pri visokoj može natjecati tek sa GeForce RTX 2060.

Izvor: 3dnews.ru