Setelah NVIDIA mendemonstrasikan ray tracing real-time pada kartu video seri GeForce RTX, sulit untuk meragukan bahwa teknologi ini (dikombinasikan secara wajar dengan algoritma rasterisasi) adalah masa depan game komputer. Namun, GPU berdasarkan arsitektur Turing dengan inti RT khusus hingga saat ini dianggap sebagai satu-satunya kategori GPU diskrit yang memiliki daya komputasi yang sesuai untuk ini.
Seperti yang ditunjukkan oleh pengujian game pertama yang menguasai Ray Tracing (Battlefield V, Metro Exodus, dan Shadow of the Tomb Raider), bahkan akselerator GeForce RTX (terutama yang termuda, RTX 2060) mengalami penurunan frame rate yang signifikan di tugas rendering hibrid. Meskipun ada keberhasilan awal, penelusuran sinar waktu nyata belum merupakan teknologi yang matang. Hanya ketika tidak hanya perangkat tercanggih dan mahal, tetapi juga kartu grafis kelas menengah mencapai standar kinerja yang sama di gelombang baru permainan, barulah mungkin untuk menyatakan bahwa perubahan paradigma yang diluncurkan oleh perusahaan Jensen Huang akhirnya terjadi.
Ray tracing di Pascals - pro dan kontra
Namun kini, meski belum ada kabar mengenai penerus arsitektur Turing di masa depan, NVIDIA telah memutuskan untuk memacu kemajuan. Pada acara Konferensi Teknologi GPU bulan lalu, tim ramah lingkungan mengumumkan bahwa akselerator pada chip Pascal, serta anggota keluarga Turing kelas bawah (seri GeForce GTX 16), akan mendapatkan fungsionalitas penelusuran sinar waktu nyata setara dengan RTX -produk bermerek. Saat ini, driver yang dijanjikan sudah dapat diunduh di situs web resmi NVIDIA, dan daftar perangkat mencakup model keluarga GeForce 10, dimulai dengan GeForce GTX 1060 (versi 6 GB), akselerator TITAN V profesional pada chip Volta, dan, tentu saja, model baru dalam kategori harga menengah pada chip TU116 - GeForce GTX 1660 dan GTX 1660 Ti. Pembaruan ini juga memengaruhi laptop dengan GPU yang sesuai.
Dari segi teknis, tidak ada yang supernatural di sini. GPU dengan unit shader terpadu mampu melakukan Ray Tracing jauh sebelum munculnya arsitektur Turing, meskipun pada saat itu GPU tersebut belum cukup cepat untuk membuat kemampuan ini dibutuhkan dalam game. Selain itu, tidak ada standar seragam untuk metode perangkat lunak, selain API tertutup seperti milik NVIDIA OptiX. Sekarang terdapat ekstensi DXR untuk Direct3D 12 dan perpustakaan serupa di antarmuka pemrograman Vulkan, mesin permainan dapat mengaksesnya terlepas dari apakah GPU dilengkapi dengan logika khusus, selama driver menyediakan kemampuan ini. Chip Turing memiliki inti RT terpisah untuk tujuan ini, dan dalam GPU arsitektur Pascal dan prosesor TU116, ray tracing diimplementasikan dalam format komputasi tujuan umum pada serangkaian ALU shader.
Namun, semua yang kita ketahui tentang arsitektur Turing dari NVIDIA sendiri menunjukkan bahwa Pascal tidak cocok untuk aplikasi yang mendukung DXR. Dalam presentasi tahun lalu yang didedikasikan untuk model andalan keluarga Turing - GeForce RTX 2080 dan RTX 2080 Ti - para insinyur menyajikan perhitungan berikut. Jika Anda menggunakan semua sumber daya kartu grafis konsumen terbaik generasi terakhir – GeForce GTX 1080 Ti – ke dalam penghitungan ray tracing, performa yang dihasilkan tidak akan melebihi 11% dari kemampuan RTX 2080 Ti secara teoritis. Yang tidak kalah penting adalah bahwa inti CUDA gratis dari chip Turing juga dapat digunakan untuk pemrosesan paralel komponen gambar lainnya - eksekusi program shader, antrian perhitungan Direct3D non-grafis selama eksekusi asinkron, dan sebagainya.
Dalam permainan nyata, situasinya lebih rumit, karena pada perangkat keras yang ada, pengembang menggunakan fungsi DXR dalam dosis tertentu, dan bagian terbesar dari beban komputasi masih ditempati oleh instruksi rasterisasi dan shader. Selain itu, beberapa dari berbagai efek yang dibuat menggunakan ray tracing juga dapat dieksekusi dengan baik pada inti CUDA chip Pascal. Misalnya, permukaan cermin di Battlefield V tidak menyiratkan pantulan sinar sekunder, dan oleh karena itu merupakan beban yang layak untuk kartu video bertenaga dari generasi sebelumnya. Hal yang sama berlaku untuk bayangan di Shadow of the Tomb Raider, meskipun menampilkan bayangan kompleks yang dibentuk oleh berbagai sumber cahaya sudah menjadi tugas yang lebih sulit. Namun liputan global dalam Metro Exodus sulit dilakukan bahkan bagi Turing, dan Pascal tidak dapat diharapkan memberikan hasil yang sebanding.
Apa pun yang dikatakan orang, kita berbicara tentang perbedaan berganda dalam kinerja teoretis antara perwakilan arsitektur Turing dan analog terdekat mereka pada silikon Pascal. Selain itu, tidak hanya kehadiran inti RT, tetapi juga berbagai peningkatan umum yang merupakan karakteristik akselerator generasi baru mendukung Turing. Dengan demikian, chip Turing dapat melakukan operasi paralel pada data nyata (FP32) dan integer (INT), membawa sejumlah besar memori cache lokal dan memisahkan inti CUDA untuk penghitungan presisi rendah (FP16). Semua ini berarti bahwa Turing tidak hanya menangani program shader dengan lebih baik, tetapi juga dapat menghitung ray tracing secara relatif efisien tanpa blok khusus. Lagi pula, apa yang membuat rendering menggunakan Ray Tracing begitu intensif sumber daya bukan hanya pencarian perpotongan antara sinar dan elemen geometri (yang dilakukan oleh inti RT), tetapi juga penghitungan warna pada titik perpotongan (shading). Omong-omong, keunggulan arsitektur Turing yang tercantum sepenuhnya berlaku untuk GeForce GTX 1660 dan GTX 1660 Ti, meskipun chip TU116 tidak memiliki inti RT, jadi pengujian kartu video ini dengan perangkat lunak ray tracing menjadi perhatian khusus.
Tapi cukup teorinya, karena kami telah mengumpulkan data tentang performa “Pascals” (serta “Turings” yang lebih muda) di Battlefield V, Metro Exodus, dan Shadow of the Tomb Raider berdasarkan pengukuran kami sendiri. Perhatikan bahwa baik driver maupun game itu sendiri tidak menyesuaikan jumlah sinar untuk mengurangi beban pada GPU tanpa inti RT, yang berarti kualitas efek pada GeForce GTX dan GeForce RTX harus sama.
Tempat uji, metodologi pengujian
| Tempat uji coba | |
|---|---|
| CPU | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, frekuensi tetap) |
| Motherboard | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| Memori operatif | G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 GB (3200 MHz, CL14) |
| ROM | Intel SSD 760p, 1024GB |
| Unit catu daya | Corsair AX1200i, 1200W |
| sistem pendingin CPU | Corsair Hydro Seri H115i |
| Perumahan | Bangku Tes CoolerMaster V1.0 |
| Monitor | NEC EA244UHD |
| Sistem operasi | Windows 10 Pro x64 |
| Perangkat lunak GPU NVIDIA | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | Driver Siap Game NVIDIA GeForce 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | Driver Siap Game NVIDIA GeForce 425.31 |
| Tes permainan | ||||
|---|---|---|---|---|
| Permainan | API | Pengaturan, metode pengujian | Anti-aliasing layar penuh | |
| 1920×1080/2560×1440 | × 3840 2160 | |||
| Medan Perang V | DirectX 12 | OCAT, misi Liberte. Maks. kualitas grafik | SMA TAA | SMA TAA |
| Metro Keluaran | DirectX 12 | Tolok ukur bawaan. Profil Kualitas Grafis Ultra | TAA | TAA |
| Bayangan Tomb Raider | DirectX 12 | Tolok ukur bawaan. Maks. kualitas grafik | SMA 4x | Mati |
Indikator kecepatan bingkai rata-rata dan minimum diperoleh dari rangkaian waktu rendering masing-masing bingkai, yang dicatat oleh benchmark bawaan (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) atau utilitas OCAT, jika game tidak memilikinya. (Medan Perang V).
Kecepatan bingkai rata-rata dalam grafik adalah kebalikan dari waktu bingkai rata-rata. Untuk memperkirakan kecepatan bingkai minimum, jumlah bingkai yang terbentuk pada setiap detik pengujian dihitung. Dari susunan angka ini, nilai yang sesuai dengan persentil pertama dari distribusi dipilih.
Peserta tes
Kartu video berikut ikut serta dalam pengujian kinerja:
- NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Edisi Pendiri (1350/14000 MHz, 11 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 2080 Edisi Pendiri (1515/14000 MHz, 8 GB);
- NVIDIA GeForce RTX 2070 Edisi Pendiri (1410/14000 MHz, 8 GB);
- NVIDIA GeForce RTX 2060 Edisi Pendiri (1365/14000 MHz, 6 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (1480/11000MHz, 11GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1080 (1607/10000MHz, 8GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (1608/8008MHz, 8GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1070 (1506/8008MHz, 8GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1060 (1506/9000MHz, 6GB).
Medan Perang V
Karena Battlefield V sendiri merupakan game yang cukup ringan (terutama pada mode 1080p dan 1440p), dan menggunakan ray tracing dalam patch, pengujian GeForce 10-series dengan opsi DXR membuahkan hasil yang menggembirakan. Namun, dari semua model tanpa dukungan Ray Tracing pada tingkat silikon, kami harus membatasi diri pada model GTX 1070/1070 Ti dan GTX 1080/1080 Ti. Game Electronic Arts bereaksi dengan kecurigaan terhadap perubahan yang sering terjadi pada konfigurasi perangkat keras dan memblokir pengguna untuk jangka waktu satu atau beberapa hari. Oleh karena itu, pengukuran kinerja GeForce GTX 1060 dan dua perangkat seri GeForce GTX 16 akan muncul di artikel ini nanti, segera setelah Battlefield V menghilangkan batasan dari mesin pengujian kami.
Dalam persentase, setiap peserta pengujian mengalami penurunan kinerja yang kurang lebih sama pada berbagai pengaturan kualitas ray tracing, apa pun resolusi layarnya. Dengan demikian, performa kartu video merek GeForce RTX 20 mengalami penurunan sebesar 28–43% dengan efek DXR kualitas rendah dan sedang, serta sebesar 37–53% dengan kualitas tinggi dan maksimal.
Jika kita berbicara tentang model lama dari keluarga GeForce 10, maka pada level penelusuran sinar Rendah dan Menengah, game kehilangan 36 hingga 42% FPS, dan pada kualitas tinggi (pengaturan Tinggi dan Ultra) DXR sudah memakan 54–67 % dari kecepatan bingkai. Perhatikan bahwa di banyak, jika tidak sebagian besar, adegan game Battlefield V tidak ada perbedaan nyata antara pengaturan Rendah dan Sedang, atau antara Tinggi dan Ultra, baik dalam hal kejernihan gambar atau performa. Dengan harapan GPU Pascal akan lebih sensitif terhadap pengaturan ini, kami menjalankan pengujian pada keempat pengaturan tersebut. Memang ada perbedaan tertentu yang muncul, tetapi hanya pada resolusi 2160p dan dalam 6% FPS.
Secara absolut, akselerator lama pada chip Pascal dapat mempertahankan kecepatan bingkai di atas 60 FPS dalam mode 1080p dengan kualitas refleksi yang dikurangi, dan GeForce GTX 1080 Ti mengklaim hasil serupa bahkan saat penelusuran pada level Tinggi. Namun begitu Anda beralih ke resolusi 1440p, hanya GeForce GTX 1080 dan GTX 1080 Ti yang memberikan framerate nyaman 60 FPS atau lebih tinggi dengan kualitas ray tracing Rendah atau Sedang, dan dalam mode 4K, tidak ada kartu generasi sebelumnya yang memiliki daya komputasi yang sesuai ( seperti halnya Turing mana pun kecuali GeForce RTX 2080 Ti andalan).
Jika kita mencari persamaan antara akselerator tertentu di bawah merek GeForce GTX 10 dan GeForce RTX 20, maka model terbaik dari generasi sebelumnya (GeForce GTX 1080 Ti), yang merupakan analog dari GeForce RTX 2080 dalam tugas rendering standar tanpa DXR, turun ke level GeForce RTX 2070 dengan kualitas ray tracing yang berkurang, dan di level tinggi hanya bisa bertarung dengan GeForce RTX 2060.
| Medan Perang V, maks. Kualitas | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAA | |||||
| RT Mati | RT Rendah | Media RT | RT Tinggi | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11GB) | 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 |
| Medan Perang V, maks. Kualitas | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAA | |||||
| RT Mati | RT Rendah | Media RT | RT Tinggi | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11GB) | 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 |
| Medan Perang V, maks. Kualitas | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAA | |||||
| RT Mati | RT Rendah | Media RT | RT Tinggi | RT Ultra | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11GB) | 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 |
Sumber: 3dnews.ru