새 기사: GeForce RTX가 더 이상 필요하지 않습니까? GeForce GTX 10 및 16 가속기에 대한 레이 트레이싱 테스트

NVIDIA가 GeForce RTX 시리즈 비디오 카드에서 실시간 레이 트레이싱을 시연한 후 이 기술(래스터화 알고리즘과 합리적인 조합)이 컴퓨터 게임의 미래라는 점을 의심하기 어렵습니다. 그러나 특수 RT 코어를 갖춘 Turing 아키텍처 기반 GPU는 최근까지 이에 적합한 컴퓨팅 성능을 갖춘 유일한 개별 GPU 범주로 간주되었습니다.

Ray Tracing을 마스터한 최초의 게임(Battlefield V, Metro Exodus 및 Shadow of the Tomb Raider)에 대한 테스트에서 알 수 있듯이 GeForce RTX 가속기(특히 가장 어린 RTX 2060)조차도 프레임 속도가 크게 떨어지는 것을 경험했습니다. 하이브리드 렌더링 작업. 초기 성공에도 불구하고 실시간 광선 추적은 아직 성숙한 기술이 아닙니다. 가장 진보되고 값비싼 장치뿐만 아니라 중급 그래픽 카드도 새로운 게임의 물결에서 동일한 성능 표준에 도달해야 Jensen Huang 회사가 시작한 패러다임 전환이 마침내 이루어졌다고 선언할 수 있을 것입니다.

Pascals의 레이 트레이싱 - 장점과 단점

그러나 이제 Turing 아키텍처의 미래 후속 제품에 대해서는 한 마디도 언급되지 않았지만 NVIDIA는 발전에 박차를 가하기로 결정했습니다. 지난달 GPU 기술 컨퍼런스 행사에서 그린 팀은 파스칼 칩의 가속기와 Turing 제품군(GeForce GTX 16 시리즈)의 저가형 제품이 RTX와 동등한 실시간 광선 추적 기능을 갖게 될 것이라고 발표했습니다. -브랜드 제품. 현재 약속된 드라이버는 공식 NVIDIA 웹사이트에서 이미 다운로드할 수 있으며 장치 목록에는 Volta 칩의 전문 TITAN V 가속기인 GeForce GTX 10(1060GB 버전)을 시작으로 GeForce 6 제품군 모델이 포함되어 있습니다. 물론 TU116 칩(GeForce GTX 1660 및 GTX 1660 Ti)의 중간 가격대에 새로 출시된 모델도 있습니다. 이 업데이트는 해당 GPU가 탑재된 노트북에도 영향을 미쳤습니다.

기술적인 관점에서 볼 때 여기에는 초자연적인 것이 없습니다. 통합 셰이더 유닛을 갖춘 GPU는 Turing 아키텍처가 출현하기 오래 전에 Ray Tracing을 수행할 수 있었지만 당시에는 게임에서 이 기능을 요구할 만큼 빠르지 않았습니다. 또한 독점 NVIDIA OptiX와 같은 폐쇄형 API 외에는 소프트웨어 방법에 대한 통일된 표준이 없었습니다. 이제 Vulkan 프로그래밍 인터페이스에 Direct3D 12용 DXR 확장 및 유사한 라이브러리가 있으므로 드라이버가 이 기능을 제공하는 한 GPU에 특수 논리가 장착되어 있는지 여부에 관계없이 게임 엔진에서 해당 라이브러리에 액세스할 수 있습니다. Turing 칩에는 이러한 목적을 위해 별도의 RT 코어가 있으며 Pascal 아키텍처 GPU 및 TU116 프로세서에서 광선 추적은 셰이더 ALU 배열에서 범용 컴퓨팅 형식으로 구현됩니다.

그러나 NVIDIA 자체의 Turing 아키텍처에 대해 우리가 알고 있는 모든 것은 Pascal이 DXR 지원 애플리케이션에 적합하지 않다는 것을 암시합니다. Turing 제품군의 주력 모델인 GeForce RTX 2080 및 RTX 2080 Ti에 대한 작년 프레젠테이션에서 엔지니어들은 다음 계산을 제시했습니다. 지난 세대 최고의 소비자 그래픽 카드인 GeForce GTX 1080 Ti의 모든 리소스를 레이 트레이싱 계산에 투입한다면 결과 성능은 RTX 11 Ti가 이론적으로 수행할 수 있는 성능의 2080%를 초과하지 않습니다. 마찬가지로 중요한 점은 Turing 칩의 무료 CUDA 코어가 셰이더 프로그램 실행, 비동기 실행 중 비그래픽 Direct3D 계산 대기열 등 다른 이미지 구성 요소의 병렬 처리에 동시에 사용될 수 있다는 것입니다.

실제 게임에서는 상황이 더 복잡합니다. 기존 하드웨어 개발자는 DXR 기능을 대량으로 사용하고 컴퓨팅 부하의 대부분은 여전히 ​​래스터화 및 셰이더 명령에 의해 점유되기 때문입니다. 또한 광선 추적을 사용하여 생성된 다양한 효과 중 일부는 Pascal 칩의 CUDA 코어에서도 잘 실행될 수 있습니다. 예를 들어 Battlefield V의 거울 표면은 광선의 XNUMX차 반사를 의미하지 않으므로 이전 세대의 강력한 비디오 카드에 적합한 부하입니다. Shadow of the Tomb Raider의 그림자에도 동일하게 적용되지만, 여러 광원으로 형성된 복잡한 그림자를 렌더링하는 것은 이미 더 어려운 작업입니다. 그러나 Metro Exodus의 글로벌 커버리지는 Turing에게도 어렵고 Pascal은 어느 정도 비슷한 결과를 생성할 것으로 기대할 수 없습니다.

어떤 사람이 말하든, 우리는 Turing 아키텍처의 대표자와 Pascal 실리콘의 가장 가까운 유사체 간의 이론적 성능의 여러 차이점에 대해 이야기하고 있습니다. 더욱이 RT 코어의 존재뿐만 아니라 차세대 가속기의 특징인 수많은 일반적인 개선 사항도 Turing에 유리하게 작용합니다. 따라서 Turing 칩은 실수(FP32) 및 정수(INT) 데이터에 대해 병렬 작업을 수행할 수 있고, 대량의 로컬 캐시 메모리와 정밀도가 낮은 계산(FP16)을 위한 별도의 CUDA 코어를 전달할 수 있습니다. 이 모든 것은 Turing이 셰이더 프로그램을 더 잘 처리할 뿐만 아니라 특수한 블록 없이도 상대적으로 효율적으로 광선 추적을 계산할 수 있음을 의미합니다. 결국, Ray Tracing을 사용하여 렌더링을 리소스 집약적으로 만드는 것은 광선과 기하학적 요소(RT 코어가 수행하는) 사이의 교차점을 검색하는 것뿐만 아니라 교차점(음영)에서 색상을 계산하는 것입니다. 그건 그렇고, Turing 아키텍처의 나열된 장점은 GeForce GTX 1660 및 GTX 1660 Ti에 완전히 적용되지만 TU116 칩에는 RT 코어가 없으므로 소프트웨어 광선 추적을 사용하여 이러한 비디오 카드를 테스트하는 것이 특히 중요합니다.

하지만 이론은 충분합니다. 자체 측정을 ​​바탕으로 Battlefield V, Metro Exodus 및 Shadow of the Tomb Raider에서 "Pascals"(및 젊은 "Turings"도 포함)의 성능에 대한 데이터를 이미 수집했기 때문입니다. 드라이버나 게임 자체는 RT 코어가 없는 GPU의 부하를 줄이기 위해 광선 수를 조정하지 않습니다. 이는 GeForce GTX와 GeForce RTX의 효과 품질이 동일해야 함을 의미합니다.

테스트 스탠드, 테스트 방법론

테스트 벤치
CPU	Intel Core i9-9900K(4,9GHz, 4,8GHz AVX, 고정 주파수)
마더 보드	ASUS MAXIMUS XI APEX
수술 기억	G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8GB(3200MHz, CL14)
ROM	인텔 SSD 760p, 1024GB
전원 공급 장치	커세어 AX1200i, 1200W
CPU 냉각 시스템	커세어 하이드로 시리즈 H115i
Корпус	CoolerMaster 테스트 벤치 V1.0
모니터	NEC EA244UHD
운영 체제	윈도우 10 프로 x64
엔비디아 GPU 소프트웨어
NVIDIA GeForce RTX 20	NVIDIA GeForce Game Ready 드라이버 419.67
엔비디아 지포스 GTX 10/16	NVIDIA GeForce Game Ready 드라이버 425.31

게임 테스트
경기	API	설정, 테스트 방법	전체 화면 앤티앨리어싱
			1920×1080 / 2560×1440	3840 × 2160
Battlefield V	다이렉트 12	OCAT, Liberte 임무. 최대. 그래픽 품질	TAA 높음	TAA 높음
메트로 탈출구	다이렉트 12	내장된 벤치마크. 울트라 그래픽 품질 프로필	TAA	TAA
무덤 침입자의 그림자	다이렉트 12	내장된 벤치마크. 최대. 그래픽 품질	SMAA 4배	끄다

평균 및 최소 프레임 속도 표시기는 내장된 벤치마크(Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) 또는 OCAT 유틸리티(게임에 없는 경우)에 의해 기록된 개별 프레임의 렌더링 시간 배열에서 파생됩니다. (배틀필드 V).

차트의 평균 프레임 속도는 평균 프레임 시간의 역수입니다. 최소 프레임 속도를 추정하기 위해 테스트의 매초마다 형성된 프레임 수가 계산됩니다. 이 숫자 배열에서 분포의 첫 번째 백분위수에 해당하는 값이 선택됩니다.

테스트 참가자

다음 비디오 카드가 성능 테스트에 참여했습니다.

• NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition(1350/14000MHz, 11GB);
• NVIDIA GeForce GTX 2080 Founders Edition(1515/14000MHz, 8GB);
• NVIDIA GeForce RTX 2070 Founders Edition(1410/14000MHz, 8GB);
• NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition(1365/14000MHz, 6GB);
• NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti(6GB);
• NVIDIA GeForce GTX 1660(6GB);

• 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).

Battlefield V

Battlefield V 자체는 상당히 가벼운 게임(특히 1080p 및 1440p 모드)이고 패치에서 광선 추적을 사용한다는 사실로 인해 DXR 옵션이 포함된 GeForce 10 시리즈를 테스트하면 고무적인 결과가 나왔습니다. 그러나 실리콘 수준에서 Ray Tracing을 지원하지 않는 모든 모델 중에서 우리는 GTX 1070/1070 Ti 및 GTX 1080/1080 Ti 모델로 제한해야 했습니다. Electronic Arts 게임은 하드웨어 구성의 빈번한 변경에 대해 의심스러운 반응을 보이며 하루 또는 며칠 동안 사용자를 차단합니다. 따라서 GeForce GTX 1060과 두 개의 GeForce GTX 16 시리즈 장치의 성능 측정은 Battlefield V가 테스트 머신에서 제한 사항을 제거하는 즉시 이 기사 후반부에 나타날 것입니다.

백분율로 보면 테스트 참가자 중 누구라도 화면 해상도에 관계없이 다양한 광선 추적 품질 설정에서 거의 동일한 성능 저하를 경험했습니다. 따라서 GeForce RTX 20 브랜드 비디오 카드의 성능은 낮음 및 중간 품질의 DXR 효과로 28~43% 감소하고, 높음 및 최대 품질로 37~53% 감소합니다.

GeForce 10 제품군의 이전 모델에 대해 이야기하는 경우 낮음 및 중간 광선 추적 수준에서 게임은 FPS의 36~42%를 잃고 고품질(높음 및 울트라 설정)에서 DXR은 이미 54~67%를 차지합니다. 프레임 속도의 %입니다. 대부분은 아니지만 많은 Battlefield V 게임 장면에서 이미지 선명도나 성능 측면에서 낮음과 중간 설정, 높음과 울트라 사이에 눈에 띄는 차이가 없다는 점에 유의하세요. Pascal GPU가 이 설정에 더 민감하기를 바라면서 우리는 네 가지 설정 모두에서 테스트를 실행했습니다. 실제로 특정 차이가 나타났지만 2160p 해상도와 6% FPS 이내에서만 나타났습니다.

절대적인 측면에서 Pascal 칩의 모든 기존 가속기는 반사 품질이 감소된 60p 모드에서 1080FPS 이상의 프레임 속도를 유지할 수 있으며 GeForce GTX 1080 Ti는 높은 수준에서 추적할 때에도 비슷한 결과를 주장합니다. 그러나 일단 1440p 해상도로 전환하면 GeForce GTX 1080 및 GTX 1080 Ti만이 낮음 또는 중간 레이 트레이싱 품질로 60FPS 이상의 편안한 프레임 속도를 제공하며, 4K 모드에서는 이전 세대 카드 중 적합한 컴퓨팅 성능을 갖춘 카드가 없습니다( 실제로 주력 제품인 GeForce RTX 2080 Ti를 제외한 모든 Turing과 같습니다.

GeForce GTX 10과 GeForce RTX 20 브랜드의 특정 가속기 간의 유사점을 찾으면 DXR이 없는 표준 렌더링 작업에서 GeForce RTX 1080과 유사한 이전 세대 최고의 모델(GeForce GTX 2080 Ti)이 품질이 낮은 레이 트레이싱을 사용하여 GeForce RTX 2070 수준으로 떨어졌으며 높은 수준에서는 GeForce RTX 2060과만 싸울 수 있습니다.

Battlefield V, 최대 품질
1920×1080TAA
	RT 꺼짐	RT 낮음	RT 매체	R.T 하이	RT 울트라
NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE(11GB)	100%	-28 %	-28 %	-37 %	-39 %
NVIDIA GeForce RTX 2080 FE(8GB)	100%	-34 %	-35 %	-43 %	-44 %
NVIDIA GeForce RTX 2070 FE(8GB)	100%	-35 %	-36 %	-46 %	-45 %
NVIDIA GeForce RTX 2060 FE(6GB)	100%	-42 %	-43 %	-50 %	-51 %
NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND
엔비디아 지포스 GTX 1660(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND
NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti(11GB)	100%	-40 %	-39 %	-54 %	-58 %
엔비디아 지포스 GTX 1080(8GB)	100%	-41 %	-41 %	-57 %	-61 %
NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti(8GB)	100%	-40 %	-41 %	-57 %	-59 %
엔비디아 지포스 GTX 1070(8GB)	100%	-38 %	-39 %	-57 %	-61 %
엔비디아 지포스 GTX 1060(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND

Battlefield V, 최대 품질
2560×1440TAA
	RT 꺼짐	RT 낮음	RT 매체	R.T 하이	RT 울트라
NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE(11GB)	100%	-33 %	-34 %	-44 %	-45 %
NVIDIA GeForce RTX 2080 FE(8GB)	100%	-37 %	-38 %	-47 %	-49 %
NVIDIA GeForce RTX 2070 FE(8GB)	100%	-36 %	-36 %	-48 %	-48 %
NVIDIA GeForce RTX 2060 FE(6GB)	100%	-41 %	-42 %	-51 %	-52 %
NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND
엔비디아 지포스 GTX 1660(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND
NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti(11GB)	100%	-40 %	-40 %	-59 %	-62 %
엔비디아 지포스 GTX 1080(8GB)	100%	-36 %	-39 %	-59 %	-63 %
NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti(8GB)	100%	-39 %	-39 %	-58 %	-62 %
엔비디아 지포스 GTX 1070(8GB)	100%	-38 %	-38 %	-59 %	-63 %
엔비디아 지포스 GTX 1060(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND

Battlefield V, 최대 품질
3840×2160TAA
	RT 꺼짐	RT 낮음	RT 매체	R.T 하이	RT 울트라
NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE(11GB)	100%	-30 %	-30 %	-44 %	-47 %
NVIDIA GeForce RTX 2080 FE(8GB)	100%	-31 %	-32 %	-46 %	-49 %
NVIDIA GeForce RTX 2070 FE(8GB)	100%	-40 %	-38 %	-53 %	-52 %
NVIDIA GeForce RTX 2060 FE(6GB)	100%	-28 %	-30 %	-44 %	-53 %
NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND
엔비디아 지포스 GTX 1660(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND
NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti(11GB)	100%	-36 %	-37 %	-60 %	-63 %
엔비디아 지포스 GTX 1080(8GB)	100%	-40 %	-43 %	-64 %	-67 %
NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti(8GB)	100%	-38 %	-42 %	-62 %	-65 %
엔비디아 지포스 GTX 1070(8GB)	100%	-36 %	-42 %	-63 %	-66 %
엔비디아 지포스 GTX 1060(6GB)	100%	ND	ND	ND	ND

출처 : 3dnews.ru