Miután az NVIDIA bemutatta a valós idejű sugárkövetést a GeForce RTX sorozatú videokártyákon, nehéz kétségbe vonni, hogy ez a technológia (ésszerű kombinációban a raszterizációs algoritmussal) a számítógépes játékok jövője. A Turing architektúrára épülő, speciális RT magokkal rendelkező GPU-k azonban egészen a közelmúltig a különálló GPU-k egyetlen kategóriájának számítottak, amelyek rendelkeznek az erre alkalmas számítási teljesítménnyel.
Amint az első Ray Tracing-et elsajátító játékok (Battlefield V, Metro Exodus és Shadow of the Tomb Raider) tesztjei kimutatták, még a GeForce RTX gyorsítók (különösen a legfiatalabb, az RTX 2060) képkockasebessége is jelentősen csökken hibrid renderelési feladatok. A korai sikerek ellenére a valós idejű sugárkövetés még nem egy kiforrott technológia. Csak akkor lehet kijelenteni, hogy a Jensen Huang cége által elindított paradigmaváltás végre megtörtént, ha nemcsak a legfejlettebb és legdrágább eszközök, hanem a középkategóriás grafikus kártyák is elérik ugyanazt a teljesítményszintet az új játékhullámban.
Sugárkövetés Pascal-ban – előnyei és hátrányai
Most azonban, bár egy szó sem esett a Turing architektúra leendő utódjáról, az NVIDIA úgy döntött, hogy ösztönzi a fejlődést. A múlt havi GPU Technology Conference rendezvényen a zöld csapat bejelentette, hogy a Pascal chipeken lévő gyorsítók, valamint a Turing család alsó kategóriás tagjai (GeForce GTX 16 sorozat) az RTX-hez hasonló valós idejű sugárkövetési funkciókat kapnak. - márkás termékek. A beígért driver ma már letölthető az NVIDIA hivatalos weboldaláról, a készülékek listáján pedig a GeForce 10 család modelljei szerepelnek, kezdve a GeForce GTX 1060-tól (6 GB-os verzió), a Volta chipen található professzionális TITAN V gyorsítótól, és természetesen újonnan érkezett modellek a közepes árkategóriában a TU116 chipen - GeForce GTX 1660 és GTX 1660 Ti. A frissítés a megfelelő GPU-kkal ellátott laptopokat is érintette.
Technikai szempontból nincs itt semmi természetfeletti. Az egységes árnyékoló egységekkel rendelkező GPU-k már jóval a Turing-architektúra megjelenése előtt képesek voltak Ray Tracing végrehajtására, bár akkor még nem voltak elég gyorsak ahhoz, hogy erre a képességre igény legyen a játékokban. Ezenkívül a zárt API-kon kívül, mint például a szabadalmaztatott NVIDIA OptiX, nem volt egységes szabvány a szoftveres módszerekre vonatkozóan. Most, hogy a Vulkan programozási felületén DXR-bővítmény található a Direct3D 12-hez és hasonló könyvtárakhoz, a játékmotor elérheti őket függetlenül attól, hogy a GPU rendelkezik-e speciális logikával, amennyiben az illesztőprogram biztosítja ezt a képességet. A Turing chipek külön RT magokkal rendelkeznek erre a célra, és a Pascal architektúrájú GPU-ban és a TU116 processzorban a sugárkövetést egy általános célú számítási formátumban valósítják meg árnyékoló ALU-k tömbjén.
Mindaz azonban, amit magától az NVIDIA-tól tudunk a Turing architektúráról, arra utal, hogy a Pascal nem alkalmas DXR-kompatibilis alkalmazásokhoz. A Turing család zászlóshajó modelljeinek - GeForce RTX 2080 és RTX 2080 Ti - a tavalyi bemutatón a mérnökök a következő számításokat mutatták be. Ha az utolsó generáció legjobb fogyasztói grafikus kártyájának - a GeForce GTX 1080 Ti -nek minden erőforrását bedobja a sugárkövetési számításokba, az eredmény nem haladja meg a 11%-át annak, amire az RTX 2080 Ti elméletileg képes. Ugyanilyen fontos, hogy a Turing chip szabad CUDA magjai egyidejűleg más képkomponensek párhuzamos feldolgozására is használhatók - shader programok végrehajtása, aszinkron végrehajtás során nem grafikus Direct3D számítások sora stb.
A valós játékokban bonyolultabb a helyzet, mert a meglévő hardvereken a DXR funkciókat a fejlesztők adagokban használják, és a számítási terhelés oroszlánrészét továbbra is a raszterezési és shader utasítások foglalják el. Ezenkívül a sugárkövetéssel létrehozott különféle effektusok némelyike a Pascal chipek CUDA magjain is jól végrehajtható. Például a Battlefield V tükörfelületei nem jelentik a sugarak másodlagos visszaverődését, ezért megvalósítható terhelést jelentenek az előző generációs nagy teljesítményű videokártyák számára. Ugyanez vonatkozik a Shadow of the Tomb Raider árnyékaira is, bár a több fényforrás által alkotott összetett árnyékok megjelenítése már nehezebb feladat. De a Metro Exodus globális lefedettsége még Turing számára is nehézkes, és Pascaltól sem lehet elvárni, hogy bármilyen mértékben is hasonló eredményeket produkáljon.
Bármit is mondjunk, a Turing-architektúra képviselői és a Pascal-szilícium legközelebbi analógjai között többszörös elméleti teljesítménybeli különbségről beszélünk. Ráadásul nemcsak az RT magok jelenléte, hanem az új generációs gyorsítókra jellemző számos általános fejlesztés is Turing javára szól. Így a Turing chipek párhuzamos műveleteket hajthatnak végre valós (FP32) és egész (INT) adatokon, nagy mennyiségű helyi cache memóriát és külön CUDA magokat hordozhatnak a csökkentett pontosságú számításokhoz (FP16). Mindez azt jelenti, hogy a Turing nemcsak a shader programokat kezeli jobban, hanem speciális blokkok nélkül is viszonylag hatékonyan tudja kiszámítani a sugárkövetést. Hiszen a Ray Tracing segítségével történő megjelenítést nem csak és nem is annyira a sugarak és a geometriai elemek közötti metszéspontok keresése teszi olyan erőforrásigényessé (amit az RT magok csinálnak), hanem a metszéspont színének kiszámítása (árnyékolás). És mellesleg a Turing architektúra felsorolt előnyei teljes mértékben érvényesek a GeForce GTX 1660 és GTX 1660 Ti esetében is, bár a TU116 chip nem rendelkezik RT magokkal, így ezeknek a szoftveres sugárkövetéssel rendelkező videokártyáknak a tesztelése különösen érdekes.
De elég az elmélet, mert a Battlefield V-ben, a Metro Exodusban és a Shadow of the Tomb Raiderben már gyűjtöttünk adatokat a „Pascalok” (valamint a fiatalabb „Turingek”) teljesítményéről saját méréseink alapján. Vegye figyelembe, hogy sem az illesztőprogram, sem maguk a játékok nem állítják be a sugarak számát annak érdekében, hogy csökkentsék az RT magok nélküli GPU-k terhelését, ami azt jelenti, hogy a GeForce GTX és a GeForce RTX effektusainak minőségének azonosnak kell lennie.
Tesztállvány, vizsgálati módszertan
| Próbapad | |
|---|---|
| CPU | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, fix frekvencia) |
| alaplap | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| véletlen hozzáférésű memória | G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 GB (3200 MHz, CL14) |
| ROM | Intel SSD 760p, 1024 GB |
| Tápegység | Corsair AX1200i, 1200 W |
| CPU hűtőrendszer | Corsair Hydro Series H115i |
| ház | CoolerMaster tesztpad V1.0 |
| monitor | NEC EA244UHD |
| Operációs rendszer | Windows 10 Pro x64 |
| NVIDIA GPU szoftver | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | Az NVIDIA GeForce Game Ready Driver 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | Az NVIDIA GeForce Game Ready Driver 425.31 |
| Játék tesztek | ||||
|---|---|---|---|---|
| játék | API | Beállítások, tesztelési mód | Teljes képernyős élsimítás | |
| 1920 × 1080 / 2560 × 1440 | 3840 2160 × | |||
| Battlefield V | DirectX 12 | OCAT, Liberte küldetés. Max. grafikai minőség | TAA magas | TAA magas |
| Metro Exodus | DirectX 12 | Beépített benchmark. Ultra Graphics minőségi profil | TAA | TAA |
| A Tomb Raider árnyéka | DirectX 12 | Beépített benchmark. Max. grafikai minőség | SMAA 4x | Ki |
Az átlagos és minimális képkockasebesség mutatói az egyes képkockák megjelenítési idejének tömbjéből származnak, amelyet a beépített benchmark (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) vagy az OCAT segédprogram rögzít, ha a játékban nincs ilyen. (Battlefield V).
A diagramokon az átlagos képkockasebesség az átlagos képkockaidő fordítottja. A minimális képkockasebesség becsléséhez ki kell számítani a teszt minden másodpercében képződött képkockák számát. Ebből a számtömbből az eloszlás 1. percentilisének megfelelő értéket választjuk ki.
Teszt résztvevői
A következő videokártyák vettek részt a teljesítménytesztben:
- 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
Tekintettel arra, hogy maga a Battlefield V egy meglehetősen könnyű játék (főleg 1080p és 1440p módban), és patch-ben sugárkövetést alkalmaz, a GeForce 10-es sorozat DXR opcióval történő tesztelése biztató eredményeket hozott. A Ray Tracing szilíciumszintű támogatás nélküli modellek közül azonban a GTX 1070/1070 Ti és a GTX 1080/1080 Ti modellekre kellett korlátoznunk magunkat. Az Electronic Arts játékok gyanakodva reagálnak a hardverkonfiguráció gyakori változásaira, és egy vagy több napig blokkolják a felhasználót. Ezért a GeForce GTX 1060 és két GeForce GTX 16 sorozatú eszköz teljesítménymérései később jelennek meg ebben a cikkben, amint a Battlefield V eltávolítja tesztgépünkről a korlátozásokat.
Százalékosan kifejezve a teszt résztvevői közül bármelyik körülbelül ugyanolyan teljesítménycsökkenést tapasztalt különböző sugárkövetési minőségi beállítások mellett, függetlenül a képernyő felbontásától. Így a GeForce RTX 20 márkanév alatti videokártyák teljesítménye alacsony és közepes minőségű DXR effekteknél 28-43%-kal, magas és maximális minőségnél 37-53%-kal csökken.
Ha a GeForce 10 család régebbi modelljeiről beszélünk, akkor alacsony és közepes sugárkövetési szinteken a játék 36-42%-ot veszít FPS-ből, jó minőségben (High és Ultra beállítások) pedig már 54-67-et eszik a DXR. a képkockasebesség %-a. Ne feledje, hogy sok, ha nem a legtöbb Battlefield V játékjelenetben nincs észrevehető különbség az alacsony és közepes beállítások, illetve a High és az Ultra között sem a kép tisztasága, sem a teljesítmény tekintetében. Abban a reményben, hogy a Pascal GPU-k érzékenyebbek lesznek erre a beállításra, teszteltük mind a négy beállítást. Valóban megjelentek bizonyos különbségek, de csak 2160p felbontáson és 6% FPS-en belül.
Abszolút értékben a Pascal chipek bármelyik régebbi gyorsítója képes 60 FPS feletti képfrissítést tartani 1080p módban, csökkentett reflexiós minőség mellett, és a GeForce GTX 1080 Ti hasonló eredményt állít elő még magas szinten történő követés esetén is. Ám ha áttér az 1440p felbontásra, csak a GeForce GTX 1080 és GTX 1080 Ti biztosít kényelmes, 60 FPS vagy magasabb képfrekvenciát alacsony vagy közepes sugárkövetési minőség mellett, és 4K módban az előző generációs kártyák egyike sem rendelkezik megfelelő számítási teljesítménnyel ( mint minden Turing, kivéve a zászlóshajó GeForce RTX 2080 Ti).
Ha a GeForce GTX 10 és GeForce RTX 20 márkák alatt keresünk párhuzamot az egyes gyorsítók között, akkor az előző generáció legjobb modellje (GeForce GTX 1080 Ti), amely a GeForce RTX 2080 analógja a szabványos renderelési feladatokban DXR nélkül, a csökkentett minőségű sugárkövetéssel a GeForce RTX 2070 szintjére süllyedt, magas szinten pedig csak a GeForce RTX 2060-al tud harcolni.
| Battlefield V, max. Minőség | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAA | |||||
| RT Ki | RT alacsony | RT Közepes | RT magas | 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. Minőség | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAA | |||||
| RT Ki | RT alacsony | RT Közepes | RT magas | 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. Minőség | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAA | |||||
| RT Ki | RT alacsony | RT Közepes | RT magas | 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 |
Forrás: 3dnews.ru