Nakon što je NVIDIA demonstrirala praćenje zraka u stvarnom vremenu na grafičkim karticama serije GeForce RTX, teško je sumnjati da je ova tehnologija (u razumnoj kombinaciji s algoritmom rasterizacije) budućnost računalnih igara. Međutim, GPU-ovi temeljeni na Turing arhitekturi sa specijaliziranim RT jezgrama donedavno su se smatrali jedinom kategorijom diskretnih GPU-a koji imaju računalnu snagu prikladnu 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 (osobito najmlađi od njih, RTX 2060) doživljavaju značajan pad broja slika u sekundi u zadatke hibridnog renderiranja. Unatoč ranim uspjesima, praćenje zraka u stvarnom vremenu još nije zrela tehnologija. Tek kada ne samo najnapredniji i najskuplji uređaji, nego i grafičke kartice srednje klase dostignu iste standarde performansi u novom valu igara, moći će se reći da se konačno dogodila promjena paradigme koju je pokrenula tvrtka Jensena Huanga.
Praćenje zraka u Pascalu - prednosti i mane
Ali sada, dok se o budućem nasljedniku Turingove arhitekture nije govorilo ni riječi, NVIDIA je odlučila potaknuti napredak. Na događaju GPU Technology Conference prošlog mjeseca, zeleni tim je najavio da će akceleratori na Pascal čipovima, kao i članovi niže klase Turing obitelji (GeForce GTX 16 serija), dobiti funkciju praćenja zraka u stvarnom vremenu na razini RTX-a. - brendirani proizvodi. Danas se obećani driver već može preuzeti na službenim stranicama NVIDIA-e, a popis uređaja uključuje modele GeForce 10 obitelji, 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 također utjecalo na prijenosna računala s odgovarajućim GPU-om.
S tehničkog gledišta, ovdje nema ničeg nadnaravnog. GPU-ovi s unificiranim shader jedinicama mogli su izvoditi Ray Tracing davno prije pojave Turingove arhitekture, iako u to vrijeme nisu bili dovoljno brzi da bi ova mogućnost bila tražena u igrama. Osim toga, nije postojao jedinstven standard za softverske metode, osim zatvorenih API-ja kao što je vlasnički NVIDIA OptiX. Sada kada postoji DXR proširenje za Direct3D 12 i slične biblioteke u programskom sučelju Vulkan, motor igre može im pristupiti bez obzira na to je li GPU opremljen specijaliziranom logikom, sve dok upravljački program pruža tu mogućnost. Turingovi čipovi imaju odvojene RT jezgre za tu svrhu, au GPU-u arhitekture Pascal i procesoru TU116, praćenje zraka implementirano je u formatu računalstva opće namjene na nizu shader ALU-ova.
Međutim, sve što znamo o Turing arhitekturi od same NVIDIA-e sugerira da Pascal nije prikladan za aplikacije koje podržavaju DXR. U prošlogodišnjoj prezentaciji posvećenoj vodećim modelima obitelji Turing - GeForce RTX 2080 i RTX 2080 Ti - inženjeri su predstavili sljedeće izračune. Ako bacite sve resurse najbolje potrošačke grafičke kartice posljednje generacije - GeForce GTX 1080 Ti - u ray tracing izračune, rezultirajuća izvedba neće premašiti 11% onoga što je RTX 2080 Ti teoretski sposoban. Jednako je važno da se slobodne CUDA jezgre Turingovog čipa mogu istovremeno koristiti za paralelnu obradu ostalih komponenti slike - izvođenje shader programa, red čekanja negrafičkih Direct3D izračuna tijekom asinkronog izvođenja i tako dalje.
U stvarnim igrama situacija je kompliciranija, jer na postojećem hardveru programeri koriste DXR funkcije u dozama, a lavovski udio računalnog opterećenja još uvijek zauzimaju rasterizacija i upute za shadere. Osim toga, neki od različitih efekata koji se stvaraju pomoću praćenja zraka također se mogu dobro izvesti na CUDA jezgrama Pascal čipova. Na primjer, zrcalne površine u Battlefield V ne podrazumijevaju sekundarnu refleksiju zraka i stoga su izvedivo opterećenje za moćne video kartice prethodne generacije. Isto se odnosi i na sjene u Shadow of the Tomb Raider, iako je renderiranje složenih sjena formiranih od više izvora svjetlosti već teži zadatak. Ali globalna pokrivenost u Metro Exodusu je teška čak i za Turinga, a od Pascala se ne može očekivati da proizvede usporedive rezultate u bilo kojoj mjeri.
Što god rekli, govorimo o višestrukoj razlici u teoretskoj izvedbi između predstavnika Turingove arhitekture i njihovih najbližih analoga na Pascal siliciju. Štoviše, ne samo prisutnost RT jezgri, već i brojna opća poboljšanja karakteristična za nove generacije akceleratora idu u Turingovu korist. Stoga Turingovi čipovi mogu izvoditi paralelne operacije na stvarnim (FP32) i cjelobrojnim (INT) podacima, nositi veliku količinu lokalne predmemorije i odvojene CUDA jezgre za izračune smanjene preciznosti (FP16). Sve to znači da Turing ne samo da bolje rukuje shader programima, već također može izračunati praćenje zraka relativno učinkovito bez specijaliziranih blokova. Naposljetku, ono što čini renderiranje pomoću Ray Tracinga tako intenzivnim nije samo i ne toliko traženje sjecišta između zraka i geometrijskih elemenata (što rade RT jezgre), već izračun boje na točki presjeka (sjenčanje). Usput, navedene prednosti Turingove arhitekture u potpunosti se odnose na GeForce GTX 1660 i GTX 1660 Ti, iako TU116 čip nema RT jezgre, pa su testovi ovih video kartica sa softverskim praćenjem zraka od posebnog interesa.
Ali dosta teorije, jer već smo prikupili podatke o performansama “Pascala” (kao i mlađih “Turinga”) u Battlefield V, Metro Exodus i Shadow of the Tomb Raider na temelju vlastitih mjerenja. Imajte na umu da niti upravljački program niti same igre ne prilagođavaju broj zraka kako bi smanjili opterećenje GPU-a bez RT jezgri, što znači da bi kvaliteta efekata na GeForce GTX i GeForce RTX trebala biti ista.
Ispitni štand, metodologija ispitivanja
| Ispitno postolje | |
|---|---|
| CPU | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, fiksna frekvencija) |
| matična ploča | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| ram 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 sustav hlađenja | Corsair Hydro serija H115i |
| kućište | CoolerMaster Test Bench V1.0 |
| monitor | NEC EA244UHD |
| Operativni sustav | Windows 10 Pro x64 |
| NVIDIA GPU softver | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | NVIDIA GeForce Driver spreman za igre 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | NVIDIA GeForce Driver spreman za igre 425.31 |
| Testovi igara | ||||
|---|---|---|---|---|
| igra | API | Postavke, metoda testiranja | Anti-aliasing preko cijelog zaslona | |
| 1920×1080 / 2560×1440 | 3840 × 2160 | |||
| Battlefield V | DirectX 12 | OCAT, misija Liberte. Maks. grafička kvaliteta | Visoki TAA | Visoki TAA |
| Metro Exodus | DirectX 12 | Ugrađeno mjerilo. Ultra Graphics Profil kvalitete | TAA | TAA |
| Sjena Tomb Raidera | DirectX 12 | Ugrađeno mjerilo. Maks. grafička kvaliteta | SMAA 4x | Isključeno |
Pokazatelji prosječnog i minimalnog broja sličica u sekundi izvedeni su iz niza vremena renderiranja pojedinačnih okvira, koje bilježi ugrađeni benchmark (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) ili uslužnog programa OCAT, ako ga igra nema (Bojno polje V).
Prosječna brzina kadrova u grafikonima obrnuta je od prosječnog vremena kadra. Za procjenu minimalne brzine kadrova, izračunava se broj okvira formiranih u svakoj sekundi testa. Iz ovog niza brojeva odabire se vrijednost koja odgovara 1. percentilu distribucije.
Sudionici testiranja
Sljedeće video kartice sudjelovale su 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 Battlefield V sam po sebi prilično lagana igra (osobito u 1080p i 1440p modovima), te koristi ray tracing u zakrpama, testiranje GeForce 10-serije s DXR opcijom dalo je ohrabrujuće 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 sumnjičavo reagiraju na česte promjene konfiguracije hardvera i blokiraju korisnika na jedan ili nekoliko dana. Stoga će se mjerenja performansi GeForce GTX 1060 i dva uređaja serije GeForce GTX 16 pojaviti u ovom članku kasnije, čim Battlefield V ukloni ograničenja s našeg testnog stroja.
U postocima, bilo koji od sudionika testa doživio je približno isti pad performansi pri različitim postavkama kvalitete praćenja zraka, bez obzira na razlučivost zaslona. Tako se performanse video kartica pod markom GeForce RTX 20 smanjuju za 28–43% s DXR efektima niske i srednje kvalitete, a za 37–53% s visokom i maksimalnom kvalitetom.
Ako govorimo o starijim modelima GeForce 10 obitelji, tada na Low i Medium razinama praćenja zraka igra gubi od 36 do 42% FPS-a, a pri visokoj kvaliteti (High i Ultra postavke) DXR već jede 54–67 % brzine kadrova. Imajte na umu da u mnogim, ako ne i većini, scena igre Battlefield V nema vidljive razlike između niskih i srednjih postavki, ili između visokih i ultra, u pogledu jasnoće slike ili izvedbe. U nadi da će Pascal GPU biti osjetljiviji na ovu postavku, pokrenuli smo testove na sve četiri postavke. Doduše, pojavile su se određene razlike, ali samo u 2160p rezoluciji i unutar 6% FPS.
U apsolutnom smislu, bilo koji od starijih akceleratora na Pascal čipovima može održavati broj sličica u sekundi iznad 60 FPS u 1080p načinu rada sa smanjenom kvalitetom refleksije, a GeForce GTX 1080 Ti tvrdi sličan rezultat čak i kada prati na visokoj razini. Ali kada prijeđete na 1440p razlučivost, samo GeForce GTX 1080 i GTX 1080 Ti pružaju udoban broj sličica u sekundi od 60 FPS ili više s niskom ili srednjom kvalitetom praćenja zraka, a u 4K načinu rada niti jedna od kartica prethodne generacije nema odgovarajuću računalnu snagu ( kao, doista, svaki Turing s iznimkom vodećeg GeForce RTX 2080 Ti).
Ako tražimo paralele između specifičnih akceleratora pod markama GeForce GTX 10 i GeForce RTX 20, onda najbolji model prethodne generacije (GeForce GTX 1080 Ti), koji je analog GeForce RTX 2080 u standardnim zadacima renderiranja bez DXR-a, pao na razinu GeForce RTX 2070 uz smanjenu kvalitetu ray tracinga, a na visokim razinama može se boriti samo s GeForce RTX 2060.
| Battlefield V, maks. Kvaliteta | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAA | |||||
| RT isključeno | RT Nisko | RT Srednja | RT Visoko | 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, maks. Kvaliteta | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAA | |||||
| RT isključeno | RT Nisko | RT Srednja | RT Visoko | 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, maks. Kvaliteta | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAA | |||||
| RT isključeno | RT Nisko | RT Srednja | RT Visoko | 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