NVIDIA が GeForce RTX シリーズ ビデオ カードでリアルタイム レイ トレーシングを実証した後、このテクノロジ (ラスタライゼーション アルゴリズムと適切に組み合わせたもの) がコンピュータ ゲームの未来であることを疑うのは困難です。 ただし、特殊な RT コアを備えた Turing アーキテクチャに基づく GPU は、最近まで、これに適したコンピューティング能力を備えたディスクリート GPU の唯一のカテゴリであると考えられていました。
レイ トレーシングをマスターした最初のゲーム (Battlefield V、Metro Exodus、Shadow of the Tomb Raider) のテストで示されているように、GeForce RTX アクセラレーター (特にその中で最も若い RTX 2060) でさえ、フレーム レートの大幅な低下を経験します。ハイブリッド レンダリング タスク。 初期の成功にもかかわらず、リアルタイム レイ トレーシングはまだ成熟したテクノロジーではありません。 最も先進的で高価なデバイスだけでなく、ミッドレンジのグラフィックス カードもゲームの新しい波において同じ性能基準に達した場合にのみ、ジェンセン ファンの会社によって開始されたパラダイム シフトがついに起こったと宣言することができるでしょう。
パスカルでのレイトレーシング - 長所と短所
しかし現在、Turing アーキテクチャの将来の後継については何も語られていませんが、NVIDIA は進歩を促進することを決定しました。 先月の GPU テクノロジー カンファレンス イベントで、グリーン チームは、Pascal チップ上のアクセラレータと Turing ファミリのローエンド メンバー (GeForce GTX 16 シリーズ) が RTX と同等のリアルタイム レイ トレーシング機能を獲得すると発表しました。 -ブランド製品。 現在、約束されたドライバーはすでに NVIDIA 公式 Web サイトからダウンロードでき、デバイスのリストには、Volta チップ上のプロフェッショナル TITAN V アクセラレーターである GeForce GTX 10 (1060 GB バージョン) をはじめとする GeForce 6 ファミリのモデルが含まれています。そしてもちろん、チップ TU116 を搭載した中価格帯の新モデル - GeForce GTX 1660 および GTX 1660 Ti。 このアップデートは、対応する GPU を搭載したラップトップにも影響を与えました。
技術的な観点から見ると、ここには超自然的なものは何もありません。 統合シェーダ ユニットを備えた GPU は、Turing アーキテクチャが登場するずっと前からレイ トレーシングを実行できましたが、当時はゲームでこの機能が求められるほど高速ではありませんでした。 さらに、独自の NVIDIA OptiX のようなクローズド API 以外に、ソフトウェア メソッドに関する統一標準はありませんでした。 Vulkan プログラミング インターフェイスには Direct3D 12 用の DXR 拡張機能と同様のライブラリがあるため、ドライバーがこの機能を提供している限り、GPU に特殊なロジックが装備されているかどうかに関係なく、ゲーム エンジンはこれらのライブラリにアクセスできます。 Turing チップにはこの目的のために別個の RT コアがあり、Pascal アーキテクチャの GPU と TU116 プロセッサでは、レイ トレーシングがシェーダ ALU のアレイ上に汎用コンピューティング形式で実装されています。
ただし、NVIDIA 自体から Turing アーキテクチャについてわかっていることはすべて、Pascal が DXR 対応アプリケーションには適していないことを示唆しています。 Turing ファミリの主力モデルである GeForce RTX 2080 および RTX 2080 Ti に特化した昨年のプレゼンテーションで、エンジニアは次の計算を発表しました。 前世代の最高のコンシューマー向けグラフィックス カードである GeForce GTX 1080 Ti のすべてのリソースをレイ トレーシング計算に投入した場合、結果として得られるパフォーマンスは、RTX 11 Ti の理論上の能力の 2080% を超えることはありません。 同様に重要なのは、Turing チップの空き CUDA コアを他の画像コンポーネントの並列処理 (シェーダー プログラムの実行、非同期実行中の非グラフィカル Direct3D 計算のキューなど) に同時に使用できることです。
実際のゲームでは、状況はさらに複雑です。既存のハードウェアでは開発者が DXR 関数を多量に使用し、コンピューティング負荷の大部分は依然としてラスタライズとシェーダー命令によって占められているためです。 さらに、レイ トレーシングを使用して作成されるさまざまなエフェクトの一部は、Pascal チップの CUDA コアでも適切に実行できます。 たとえば、Battlefield V の鏡面は光線の二次反射を意味しないため、前世代の強力なビデオ カードにとっては実行可能な負荷となります。 Shadow of the Tomb Raider の影にも同じことが当てはまりますが、複数の光源によって形成される複雑な影をレンダリングするのはすでにより困難な作業です。 しかし、『メトロ エクソダス』の世界的な報道はチューリングにとっても困難であり、パスカルが同等の成果をあげることはいかなる程度にも期待できない。
誰が何と言おうと、我々が話しているのは、Turing アーキテクチャの代表的なものと、Pascal シリコン上の最も近い類似物との間の理論的パフォーマンスにおける複数の違いについてです。 さらに、RT コアの存在だけでなく、新世代アクセラレータに特徴的な多数の一般的な改善もチューリングに有利に作用します。 したがって、チューリング チップは実数 (FP32) と整数 (INT) データに対して並列演算を実行し、大量のローカル キャッシュ メモリを搭載し、精度を落とした計算 (FP16) のために別個の CUDA コアを搭載できます。 これは、Turing がシェーダー プログラムをより適切に処理するだけでなく、特殊なブロックを使用せずにレイ トレーシングを比較的効率的に計算できることを意味します。 結局のところ、レイ トレーシングを使用したレンダリングがリソースを大量に消費するのは、レイとジオメトリ要素の間の交差点の検索 (RT コアが行う) だけではなく、交差点での色の計算 (シェーディング) にあります。 ちなみに、チューリング アーキテクチャのリストされた利点は GeForce GTX 1660 および GTX 1660 Ti にも完全に当てはまりますが、TU116 チップには RT コアが搭載されていないため、ソフトウェア レイ トレーシングを使用したこれらのビデオ カードのテストは特に興味深いものです。
しかし、理論としては十分です。なぜなら、Battlefield V、Metro Exodus、Shadow of the Tomb Raider における「Pascals」（および若い「Turings」）のパフォーマンスに関するデータを、独自の測定に基づいてすでに収集しているからです。 ドライバーもゲーム自体も、RT コアのない GPU の負荷を軽減するためにレイの数を調整しないことに注意してください。つまり、GeForce GTX と GeForce RTX でのエフェクトの品質は同じである必要があります。
テストスタンド、テスト方法
| テストスタンド | |
|---|---|
| CPU | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz、4,8 GHz AVX、固定周波数) |
| マザーボード | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| 手術記憶 | G.スキル トライデント Z RGB F4-3200C14D-16GTZR、2 x 8 GB (3200 MHz、CL14) |
| ROM | インテル SSD 760p、1024 GB |
| 電源ユニット | コルセア AX1200i、1200 W |
| CPU冷却システム | コルセア ハイドロ シリーズ H115i |
| Корпус | CoolerMaster テストベンチ V1.0 |
| Монитор | NEC EA244UHD |
| オペレーティングシステム | Windowsの10プロx64 |
| NVIDIA GPU ソフトウェア | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | NVIDIA GeForce ゲームレディ ドライバー 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | NVIDIA GeForce ゲームレディ ドライバー 425.31 |
| ゲームテスト | ||||
|---|---|---|---|---|
| ゲーム | API | 設定、テスト方法 | 全画面アンチエイリアス | |
| 1920×1080 / 2560×1440 | 3840×2160 | |||
| バトルフィールドV | DirectXの12 | OCAT、リベルテミッション。 最大。 グラフィックの質 | TAAハイ | TAAハイ |
| メトロ・エクソダス | DirectXの12 | 組み込みのベンチマーク。 ウルトラ グラフィックス品質プロファイル | TAA | TAA |
| トゥームレイダーの影 | DirectXの12 | 組み込みのベンチマーク。 最大。 グラフィックの質 | SMAA 4x | オフ |
平均フレーム レートと最小フレーム レートの指標は、個々のフレームのレンダリング時間の配列から導出されます。これは、内蔵ベンチマーク (メトロ エクソダス、シャドウ オブ ザ トゥームレイダー) または OCAT ユーティリティ (ゲームにベンチマークがない場合) によって記録されます。 (バトルフィールド V)。
グラフ内の平均フレーム レートは、平均フレーム時間の逆数です。 最小フレーム レートを推定するには、テストの 1 秒ごとに形成されるフレームの数を計算します。 この数値の配列から、分布の第 XNUMX パーセンタイルに対応する値が選択されます。
テスト参加者
次のビデオ カードがパフォーマンス テストに参加しました。
- NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti ファウンダーズ エディション (1350/14000 MHz、11 GB);
- NVIDIA GeForce GTX 2080 ファウンダーズ エディション (1515/14000 MHz、8 GB);
- NVIDIA GeForce RTX 2070 ファウンダーズ エディション (1410/14000 MHz、8 GB);
- NVIDIA GeForce RTX 2060 ファウンダーズ エディション (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)。
バトルフィールドV
Battlefield V 自体はかなり軽いゲーム (特に 1080p および 1440p モード) であり、パッチでレイ トレーシングを使用しているため、DXR オプションを使用して GeForce 10 シリーズをテストすると、有望な結果が得られました。 ただし、シリコン レベルでレイ トレーシングをサポートしていないすべてのモデルのうち、GTX 1070/1070 Ti モデルと GTX 1080/1080 Ti モデルに限定する必要がありました。 エレクトロニック アーツのゲームは、ハードウェア構成の頻繁な変更に疑念を持って反応し、1060 日または数日間ユーザーをブロックします。 したがって、GeForce GTX 16 および XNUMX つの GeForce GTX XNUMX シリーズ デバイスのパフォーマンス測定は、Battlefield V のテスト マシンから制限が解除され次第、この記事に後で掲載されます。
パーセンテージで言えば、画面解像度に関係なく、テスト参加者のいずれもさまざまなレイ トレーシング品質設定でほぼ同じパフォーマンスの低下を経験しました。 したがって、GeForce RTX 20 ブランドのビデオ カードのパフォーマンスは、低品質および中品質の DXR エフェクトでは 28 ～ 43% 低下し、高品質および最高品質では 37 ～ 53% 低下します。
GeForce 10 ファミリの古いモデルについて話している場合、低および中レイ トレーシング レベルでは、ゲームは 36 ～ 42% の FPS を失い、高品質 (高およびウルトラ設定) では、DXR はすでに 54 ～ 67% を消費しています。フレームレートの%。 ほとんどではないにしても、多くの Battlefield V ゲーム シーンでは、画像の鮮明さまたはパフォーマンスの点で、低設定と中設定、または高設定と超設定の間に識別可能な違いがないことに注意してください。 Pascal GPU がこの設定に対してより敏感になることを期待して、2160 つの設定すべてでテストを実行しました。 実際、特定の違いが現れましたが、それは解像度 6p、FPS XNUMX% 以内の場合のみでした。
絶対的に言えば、Pascal チップ上の古いアクセラレータはいずれも、反射品質が低下しても 60p モードで 1080 FPS を超えるフレーム レートを維持できます。GeForce GTX 1080 Ti は、高レベルでトレースした場合でも同様の結果を主張します。 ただし、1440p 解像度に移行すると、低または中レイトレーシング品質で 1080 FPS 以上の快適なフレームレートを提供できるのは GeForce GTX 1080 と GTX 60 Ti だけであり、4K モードでは、前世代のカードは適切なコンピューティング パワーを備えていません (実際、フラッグシップの GeForce RTX 2080 Ti を除く他の Turing と同様です)。
GeForce GTX 10 および GeForce RTX 20 ブランドの特定のアクセラレータ間の類似点を探す場合、前世代の最高のモデル (GeForce GTX 1080 Ti) は、DXR を使用しない標準レンダリング タスクにおける GeForce RTX 2080 の類似品です。レイ トレーシングの品質が低下したため、GeForce RTX 2070 のレベルまで低下し、高いレベルでは GeForce RTX 2060 としか戦うことができません。
| バトルフィールド V、最大品質 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAA | |||||
| RTオフ | RT 低 | RTミディアム | RTハイ | RTウルトラ | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 GB) | 視聴者の３８%が | -28％ | -28％ | -37％ | -39％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 GB) | 視聴者の３８%が | -34％ | -35％ | -43％ | -44％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 GB) | 視聴者の３８%が | -35％ | -36％ | -46％ | -45％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 GB) | 視聴者の３８%が | -42％ | -43％ | -50％ | -51％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 GB) | 視聴者の３８%が | -40％ | -39％ | -54％ | -58％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 GB) | 視聴者の３８%が | -41％ | -41％ | -57％ | -61％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 GB) | 視聴者の３８%が | -40％ | -41％ | -57％ | -59％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 GB) | 視聴者の３８%が | -38％ | -39％ | -57％ | -61％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
| バトルフィールド V、最大品質 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAA | |||||
| RTオフ | RT 低 | RTミディアム | RTハイ | RTウルトラ | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 GB) | 視聴者の３８%が | -33％ | -34％ | -44％ | -45％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 GB) | 視聴者の３８%が | -37％ | -38％ | -47％ | -49％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 GB) | 視聴者の３８%が | -36％ | -36％ | -48％ | -48％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 GB) | 視聴者の３８%が | -41％ | -42％ | -51％ | -52％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 GB) | 視聴者の３８%が | -40％ | -40％ | -59％ | -62％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 GB) | 視聴者の３８%が | -36％ | -39％ | -59％ | -63％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 GB) | 視聴者の３８%が | -39％ | -39％ | -58％ | -62％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 GB) | 視聴者の３８%が | -38％ | -38％ | -59％ | -63％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
| バトルフィールド V、最大品質 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAA | |||||
| RTオフ | RT 低 | RTミディアム | RTハイ | RTウルトラ | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 GB) | 視聴者の３８%が | -30％ | -30％ | -44％ | -47％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 GB) | 視聴者の３８%が | -31％ | -32％ | -46％ | -49％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 GB) | 視聴者の３８%が | -40％ | -38％ | -53％ | -52％ |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 GB) | 視聴者の３８%が | -28％ | -30％ | -44％ | -53％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11 GB) | 視聴者の３８%が | -36％ | -37％ | -60％ | -63％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 GB) | 視聴者の３８%が | -40％ | -43％ | -64％ | -67％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8 GB) | 視聴者の３８%が | -38％ | -42％ | -62％ | -65％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8 GB) | 視聴者の３８%が | -36％ | -42％ | -63％ | -66％ |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6 GB) | 視聴者の３８%が | ND | ND | ND | ND |
出所： 3dnews.ru