מאמר חדש: אין עוד צורך ב-GeForce RTX? בדיקות מעקב אחר קרני על מאיצי GeForce GTX 10 ו-16

לאחר ש-NVIDIA הדגימה מעקב קרני בזמן אמת בכרטיסי המסך מסדרת GeForce RTX, קשה להטיל ספק בכך שהטכנולוגיה הזו (בשילוב סביר עם אלגוריתם הרסטר) היא העתיד של משחקי המחשב. עם זאת, GPUs המבוססים על ארכיטקטורת Turing עם ליבות RT מיוחדות נחשבו עד לאחרונה לקטגוריה היחידה של GPUs בדידים בעלי כוח המחשוב המתאים לכך.

כפי שהוכיחו בדיקות של המשחקים הראשונים ששלטו ב-Ray Tracing (Battlefield V, Metro Exodus ו-Shadow of the Tomb Raider), אפילו מאיצי GeForce RTX (במיוחד הצעירים שבהם, RTX 2060) חווים ירידה משמעותית בקצבי הפריימים ב- משימות עיבוד היברידי. למרות ההצלחות המוקדמות, איתור קרניים בזמן אמת אינו עדיין טכנולוגיה בשלה. רק כאשר לא רק המכשירים המתקדמים והיקרים ביותר, אלא גם כרטיסי מסך בינוניים יגיעו לאותם סטנדרטים של ביצועים בגל המשחקים החדש, אפשר יהיה להכריז שסוף סוף התרחש שינוי הפרדיגמה שהשיקה החברה של Jensen Huang.

איתור קרניים בפסקל - יתרונות וחסרונות

אבל עכשיו, למרות שאף מילה לא נאמרה על היורש העתידי של ארכיטקטורת טיורינג, NVIDIA החליטה לדרבן התקדמות. באירוע ה-GPU Technology Conference בחודש שעבר, הצוות הירוק הכריז כי מאיצים על שבבי פסקל, כמו גם חברי הקצה הנמוכים של משפחת Turing (סדרת GeForce GTX 16), יזכו לפונקציונליות של מעקב אחר קרניים בזמן אמת בדומה ל-RTX -מוצרים ממותגים. כיום כבר ניתן להוריד את הדרייבר המובטח באתר האינטרנט הרשמי של NVIDIA, ורשימת המכשירים כוללת דגמים ממשפחת ה-GeForce 10, החל מה-GeForce GTX 1060 (גרסת 6 גיגה-בייט), מאיץ ה-TITAN V המקצועי בשבב ה-Volta, וכמובן, דגמים חדשים שהגיעו בקטגוריית המחיר הבינוני על השבב TU116 - GeForce GTX 1660 ו-GTX 1660 Ti. העדכון השפיע גם על מחשבים ניידים עם ה-GPUs המתאימים.

מנקודת מבט טכנית, אין כאן שום דבר על טבעי. GPUs עם יחידות Shader מאוחדות הצליחו לבצע Ray Tracing הרבה לפני הופעת ארכיטקטורת Turing, למרות שבאותה תקופה הם לא היו מהירים מספיק כדי שהיכולת הזו תהיה מבוקשת במשחקים. בנוסף, לא היה תקן אחיד לשיטות תוכנה, מלבד ממשקי API סגורים כמו NVIDIA OptiX הקנייני. כעת, כשיש הרחבה DXR עבור Direct3D 12 וספריות דומות בממשק התכנות של Vulkan, מנוע המשחק יכול לגשת אליהם ללא קשר אם ה-GPU מצויד בלוגיקה מיוחדת, כל עוד הדרייבר מספק את היכולת הזו. לשבבי טיורינג יש ליבות RT נפרדות למטרה זו, ובמעבד ה-GPU של ארכיטקטורת Pascal ומעבד TU116, מעקב אחר קרניים מיושם בפורמט מחשוב למטרות כלליות על מערך של ALUs shader.

עם זאת, כל מה שאנו יודעים על ארכיטקטורת Turing מ-NVIDIA עצמה מעיד על כך ש-Pascal אינו מתאים ליישומים התומכים ב-DXR. במצגת בשנה שעברה שהוקדשה לדגמי הדגל של משפחת Turing - GeForce RTX 2080 ו-RTX 2080 Ti - הציגו המהנדסים את החישובים הבאים. אם תשליך את כל המשאבים של כרטיס המסך הטוב ביותר לצרכן מהדור האחרון - ה-GeForce GTX 1080 Ti - לחישובי מעקב אחר קרניים, הביצועים המתקבלים לא יעלו על 11% ממה שה-RTX 2080 Ti מסוגל תיאורטית. לא פחות חשוב הוא שליבות ה-CUDA החופשיות של שבב הטיורינג יכולות לשמש במקביל לעיבוד מקביל של רכיבי תמונה אחרים - ביצוע של תוכניות הצללה, תור של חישובי Direct3D לא גרפיים במהלך ביצוע אסינכרוני, וכן הלאה.

במשחקים אמיתיים, המצב יותר מסובך, כי בחומרה קיימת מפתחים משתמשים בפונקציות DXR במינונים, וחלק הארי בעומס המחשוב עדיין תפוס על ידי הוראות רסטר והצללה. בנוסף, חלק מהאפקטים השונים שנוצרים באמצעות מעקב אחר קרניים יכולים להתבצע היטב גם על ליבות ה-CUDA של שבבי פסקל. לדוגמה, משטחי מראה ב-Battlefield V אינם מרמזים על השתקפות משנית של קרניים, ולכן הם עומס ריאלי עבור כרטיסי מסך חזקים מהדור הקודם. אותו הדבר חל על צללים ב-Shadow of the Tomb Raider, אם כי עיבוד צללים מורכבים שנוצרו על ידי מספר מקורות אור הוא כבר משימה קשה יותר. אבל הסיקור העולמי במטרו אקסודוס קשה אפילו לטיורינג, ולא ניתן לצפות מפסקל לייצר תוצאות דומות בשום היקף.

לא משנה מה אפשר לומר, אנחנו מדברים על הבדל מרובה בביצועים התיאורטיים בין נציגי ארכיטקטורת טיורינג והאנלוגים הקרובים ביותר שלהם על סיליקון פסקל. יתרה מכך, לא רק הנוכחות של ליבות RT, אלא גם שיפורים כלליים רבים האופייניים למאיצים מהדור החדש משחקים לטובת טיורינג. לפיכך, שבבי טיורינג יכולים לבצע פעולות מקבילות על נתונים אמיתיים (FP32) ושלמים (INT), לשאת כמות גדולה של זיכרון מטמון מקומי וליבות CUDA נפרדות לחישובים בעלי דיוק מופחת (FP16). כל זה אומר ש-Turing לא רק מטפל בתוכניות הצללה טוב יותר, אלא גם יכול לחשב מעקב אחר קרניים ביעילות יחסית ללא בלוקים מיוחדים. אחרי הכל, מה שהופך את הרינדור באמצעות Ray Tracing לכל כך עתיר משאבים הוא לא רק ולא כל כך החיפוש אחר מפגשים בין קרניים ואלמנטים גיאומטריים (מה שעושים ליבות RT), אלא חישוב הצבע בנקודת החיתוך (הצללה). ודרך אגב, היתרונות המפורטים של ארכיטקטורת Turing חלים במלואם על GeForce GTX 1660 ו-GTX 1660 Ti, למרות שלשבב TU116 אין ליבות RT, כך שבדיקות של כרטיסי מסך אלה עם מעקב אחר קרני תוכנה מעוררות עניין במיוחד.

אבל די לתיאוריה, כי כבר אספנו נתונים על הביצועים של "פסקלס" (כמו גם "טורינגס") הצעירים יותר ב-Battlefield V, Metro Exodus ו-Shadow of the Tomb Raider על סמך המדידות שלנו. שימו לב שלא הדרייבר ולא המשחקים עצמם מתאימים את מספר הקרניים על מנת להפחית את העומס על GPUs ללא ליבות RT, מה שאומר שאיכות ההשפעות על GeForce GTX ו-GeForce RTX צריכה להיות זהה.

עמדת מבחן, מתודולוגיית בדיקה

עמדת מבחן
CPU	Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, תדר קבוע)
לוח האם	ASUS MAXIMUS XI APEX
RAM	G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 GB (3200 מגה-הרץ, CL14)
ROM	Intel SSD 760p, 1024 GB
יחידת אספקת חשמל	Corsair AX1200i, 1200 W
מערכת קירור מעבד	Corsair Hydro Series H115i
דיור	CoolerMaster Test Bench V1.0
צג	NEC EA244UHD
מערכת הפעלה	Windows 10 Pro x64
תוכנת NVIDIA GPU
RTX XNXX	מנהל התקן מוכן למשחק NVIDIA GeForce 419.67
NVIDIA GeForce GTX 10/16	מנהל התקן מוכן למשחק NVIDIA GeForce 425.31

מבחני משחק
משחק	API	הגדרות, שיטת בדיקה	נגד מסך מלא
			1920 × 1080 / 2560 × 1440	3840 × 2160
שדה הקרב	DirectX 12	OCAT, משימת Liberte. מקסימום איכות גרפית	TAA גבוה	TAA גבוה
מטרו אקסודוס	DirectX 12	Benchmark מובנה. פרופיל איכות Ultra Graphics	ט.א.א.	ט.א.א.
צל של טומב ריידר	DirectX 12	Benchmark מובנה. מקסימום איכות גרפית	SMAA 4x	כבוי

אינדיקטורים של קצבי פריימים ממוצעים ומינימליים נגזרים ממערך זמני הרינדור של פריימים בודדים, אשר מתועד על ידי ה-benchmark המובנה (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) או כלי השירות OCAT, אם אין למשחק אחד כזה. (שדה הקרב החמישי).

קצב הפריימים הממוצע בתרשימים הוא הפוך לזמן הפריימים הממוצע. כדי להעריך את קצב הפריימים המינימלי, מחושב מספר הפריימים שנוצרו בכל שנייה של הבדיקה. מתוך מערך מספרים זה, נבחר הערך המתאים לאחוזון הראשון של ההתפלגות.

משתתפי המבחן

כרטיסי המסך הבאים לקחו חלק בבדיקות ביצועים:

• 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 מגה-הרץ, 11 גיגה-בייט);
• NVIDIA GeForce GTX 1080 (1607/10000 מגה-הרץ, 8 גיגה-בייט);
• NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (1608/8008 מגה-הרץ, 8 גיגה-בייט);
• NVIDIA GeForce GTX 1070 (1506/8008 מגה-הרץ, 8 גיגה-בייט);
• NVIDIA GeForce GTX 1060 (1506/9000 מגה-הרץ, 6 גיגה-בייט).

שדה הקרב

בשל העובדה ש-Battlefield V עצמו הוא משחק קליל למדי (במיוחד במצבי 1080p ו-1440p), והוא משתמש במעקב אחר קרניים בתיקונים, בדיקת סדרת GeForce 10 עם אפשרות DXR הניבה תוצאות מעודדות. עם זאת, מכל הדגמים ללא תמיכת Ray Tracing ברמת הסיליקון, נאלצנו להגביל את עצמנו לדגמי GTX 1070/1070 Ti ו-GTX 1080/1080 Ti. משחקי Electronic Arts מגיבים בחשדנות לשינויים תכופים בתצורת החומרה וחוסמים את המשתמש לתקופה של יום או מספר ימים. לכן, מדידות ביצועים של GeForce GTX 1060 ושני מכשירים מסדרת GeForce GTX 16 יופיעו במאמר זה מאוחר יותר, ברגע ש-Battlefield V תסיר את ההגבלות ממכונת הבדיקה שלנו.

באחוזים, כל אחד ממשתתפי הבדיקה חווה בערך אותה ירידה בביצועים בהגדרות שונות של איכות מעקב קרניים, ללא קשר לרזולוציית המסך. לפיכך, הביצועים של כרטיסי מסך תחת המותג GeForce RTX 20 יורדים ב-28-43% עם אפקטי DXR באיכות נמוכה ובינונית, וב-37-53% באיכות גבוהה ומקסימלית.

אם אנחנו מדברים על דגמים ישנים יותר של משפחת GeForce 10, אז ברמות מעקב הקרניים הנמוכות והבינוניות המשחק מאבד מ-36 ל-42% מ-FPS, ובאיכות גבוהה (הגדרות גבוהות ואולטרה) DXR כבר אוכל 54–67 % מקצב הפריימים. שימו לב שבהרבה, אם לא רוב, סצינות המשחק Battlefield V אין הבדל ניכר בין הגדרות Low ל-Medium, או בין High ל-Ultra, מבחינת בהירות התמונה או הביצועים. בתקווה שמעבדי פסקל יהיו רגישים יותר להגדרה הזו, הרצנו בדיקות בכל ארבע ההגדרות. אכן, הבדלים מסוימים הופיעו, אבל רק ברזולוציית 2160p ובטווח של 6% FPS.

במונחים אבסולוטיים, כל אחד מהמאיצים הישנים יותר בשבבי פסקל יכול לשמור על קצבי פריימים מעל 60 FPS במצב 1080p עם איכות השתקפות מופחתת, וה-GeForce GTX 1080 Ti טוען לתוצאה דומה גם בעת מעקב ברמה הגבוהה. אבל ברגע שאתה עובר לרזולוציית 1440p, רק ה-GeForce GTX 1080 ו-GTX 1080 Ti מספקים קצב פריימים נוח של 60 FPS ומעלה עם איכות מעקב קרניים נמוכה או בינונית, ובמצב 4K, לאף אחד מהכרטיסים מהדור הקודם אין כוח מחשוב מתאים ( כמו, אכן, כל טיורינג למעט ספינת הדגל GeForce RTX 2080 Ti).

אם נחפש הקבלות בין מאיצים ספציפיים תחת המותגים GeForce GTX 10 ו-GeForce RTX 20, אז הדגם הטוב ביותר של הדור הקודם (GeForce GTX 1080 Ti), שהוא אנלוגי ל-GeForce RTX 2080 במשימות עיבוד סטנדרטיות ללא DXR, ירד לרמה של GeForce RTX 2070 עם איתור קרניים באיכות מופחתת, וברמות גבוהות הוא יכול להילחם רק עם GeForce RTX 2060.

Battlefield V, מקסימום איכות
1920×1080 TAA
	RT כבוי	RT נמוך	RT בינוני	RT High	RT אולטרה
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, מקסימום איכות
2560×1440 TAA
	RT כבוי	RT נמוך	RT בינוני	RT High	RT אולטרה
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, מקסימום איכות
3840×2160 TAA
	RT כבוי	RT נמוך	RT בינוני	RT High	RT אולטרה
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

מקור: 3dnews.ru