NVIDIA pademonstravus realaus laiko spindulių sekimą GeForce RTX serijos vaizdo plokštėse, sunku suabejoti, kad ši technologija (pagrįstai derinant su rastravimo algoritmu) yra kompiuterinių žaidimų ateitis. Tačiau GPU, pagrįsti Turingo architektūra su specializuotais RT branduoliais, dar visai neseniai buvo laikomi vienintele diskrečiųjų GPU, turinčių tam tinkamą skaičiavimo galią, kategorija.
Kaip parodė pirmųjų žaidimų, įvaldžiusių „Ray Tracing“ („Battlefield V“, „Metro Exodus“ ir „Shadow of the Tomb Raider“) bandymai, net „GeForce RTX“ greitintuvų (ypač jauniausio iš jų, RTX 2060) kadrų dažnis smarkiai sumažėja. hibridinio atvaizdavimo užduotys. Nepaisant ankstyvos sėkmės, spindulių sekimas realiuoju laiku dar nėra subrendusi technologija. Tik kai naujoje žaidimų bangoje ne tik pažangiausi ir brangiausi įrenginiai, bet ir vidutinės klasės vaizdo plokštės pasieks tuos pačius našumo standartus, bus galima paskelbti, kad Jenseno Huango kompanijos pradėtas paradigmos pokytis pagaliau įvyko.
Spindulių sekimas Pascals – privalumai ir trūkumai
Tačiau dabar, nors nė žodžio nepasakyta apie būsimą Turing architektūros įpėdinį, NVIDIA nusprendė paskatinti pažangą. Praėjusį mėnesį vykusiame GPU technologijų konferencijos renginyje žalioji komanda paskelbė, kad Pascal lustų greitintuvai, taip pat žemesnės klasės Turing šeimos nariai (GeForce GTX 16 serija), įgis realaus laiko spindulių sekimo funkciją, lygiavertę RTX. - firminiai produktai. Šiandien žadėtą tvarkyklę jau galima atsisiųsti iš oficialios NVIDIA svetainės, o įrenginių sąraše yra GeForce 10 šeimos modeliai, pradedant GeForce GTX 1060 (6 GB versija), profesionaliu TITAN V greitintuvu Volta luste, ir, žinoma, naujai pristatyti modeliai vidutinės kainos kategorijoje su lustu TU116 – GeForce GTX 1660 ir GTX 1660 Ti. Atnaujinimas taip pat paveikė nešiojamuosius kompiuterius su atitinkamais GPU.
Žiūrint iš techninės pusės, čia nėra nieko antgamtiško. GPU su unifikuotais atspalvio blokais galėjo atlikti Ray Tracing dar gerokai prieš Turingo architektūros atsiradimą, nors tuo metu jie nebuvo pakankamai greiti, kad ši galimybė būtų paklausa žaidimuose. Be to, nebuvo vienodo programinės įrangos metodų standarto, išskyrus uždaras API, pvz., patentuotą NVIDIA OptiX. Dabar, kai „Vulkan“ programavimo sąsajoje yra DXR plėtinys, skirtas „Direct3D 12“ ir panašioms bibliotekoms, žaidimo variklis gali jas pasiekti nepriklausomai nuo to, ar GPU yra įrengta specializuota logika, jei tvarkyklė suteikia šią galimybę. Tam tikslui Turingo lustai turi atskirus RT branduolius, o Pascal architektūros GPU ir TU116 procesoriuje spindulių sekimas įgyvendinamas bendrosios paskirties skaičiavimo formatu šešėlių ALU masyve.
Tačiau viskas, ką žinome apie „Turing“ architektūrą iš pačios NVIDIA, rodo, kad „Pascal“ netinka programoms, turinčioms DXR. Praėjusių metų pristatyme, skirtame pagrindiniams Turing šeimos modeliams - GeForce RTX 2080 ir RTX 2080 Ti - inžinieriai pateikė tokius skaičiavimus. Jei visus geriausios paskutinės kartos vartotojų grafikos plokštės – GeForce GTX 1080 Ti – resursus įmesi į spindulių sekimo skaičiavimus, gautas našumas neviršys 11 % to, ką teoriškai gali RTX 2080 Ti. Ne mažiau svarbu ir tai, kad laisvieji Turingo lusto CUDA branduoliai tuo pačiu metu gali būti naudojami lygiagrečiam kitų vaizdo komponentų apdorojimui – šešėlių programų vykdymui, negrafinių Direct3D skaičiavimų eilei asinchroninio vykdymo metu ir pan.
Realiuose žaidimuose situacija yra sudėtingesnė, nes esamuose aparatūros kūrėjai DXR funkcijas naudoja dozėmis, o liūto dalį skaičiavimo apkrovos vis dar užima rastravimo ir šešėlių instrukcijos. Be to, kai kurie įvairūs efektai, sukurti naudojant spindulių sekimą, taip pat gali būti gerai atlikti Pascal lustų CUDA branduoliuose. Pavyzdžiui, veidrodiniai paviršiai „Battlefield V“ nereiškia antrinio spindulių atspindžio, todėl yra tinkama apkrova galingoms ankstesnės kartos vaizdo plokštėms. Tas pats pasakytina ir apie šešėlius programoje Shadow of the Tomb Raider, nors sudėtingų šešėlių, sudarytų iš kelių šviesos šaltinių, atvaizdavimas jau yra sunkesnė užduotis. Tačiau „Metro Exodus“ aprėptis pasauliniu mastu yra sudėtinga net Turingui, todėl negalima tikėtis, kad „Pascal“ duos panašių rezultatų.
Kad ir ką sakytume, mes kalbame apie daugybinį teorinio veikimo skirtumą tarp Tiuringo architektūros atstovų ir artimiausių jų analogų Pascal silicyje. Be to, Turingo naudai yra ne tik RT branduolių buvimas, bet ir daugybė bendrų patobulinimų, būdingų naujos kartos greitintuvams. Taigi, Turingo lustai gali atlikti lygiagrečias operacijas su realiais (FP32) ir sveikaisiais (INT) duomenimis, turėti daug vietinės talpyklos atminties ir atskirus CUDA branduolius mažesnio tikslumo skaičiavimams (FP16). Visa tai reiškia, kad Turingas ne tik geriau valdo šešėlių programas, bet ir gali palyginti efektyviai apskaičiuoti spindulių sekimą be specializuotų blokų. Juk dėl to, kad atvaizdavimas naudojant Ray Tracing reikalauja daug resursų, yra ne tik ir ne tiek spindulių ir geometrijos elementų sankirtos paieška (ką daro RT branduoliai), bet ir spalvų skaičiavimas susikirtimo taške (atspalvis). Ir beje, išvardinti Turing architektūros privalumai pilnai tinka GeForce GTX 1660 ir GTX 1660 Ti, nors TU116 lustas neturi RT branduolių, todėl šių vaizdo plokščių su programiniu spindulių sekimu bandymai yra ypač svarbūs.
Tačiau teorijos pakanka, nes mes jau surinkome duomenis apie „Paskalių“ (taip pat ir jaunesnių „Turingų“) pasirodymą „Battlefield V“, „Metro Exodus“ ir „Shadow of the Tomb Raider“, remdamiesi savo matavimais. Atkreipkite dėmesį, kad nei tvarkyklė, nei patys žaidimai nereguliuoja spindulių skaičiaus, kad sumažintų GPU be RT branduolių apkrovą, o tai reiškia, kad GeForce GTX ir GeForce RTX efektų kokybė turėtų būti tokia pati.
Bandymų stendas, bandymų metodika
| Bandymo stendas | |
|---|---|
| CPU | „Intel Core i9-9900K“ (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, fiksuotas dažnis) |
| Pagrindinė plokštė | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| Operatyvi atmintis | G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 GB (3200 MHz, CL14) |
| ROM | Intel SSD 760p, 1024 GB |
| Maitinimo blokas | Corsair AX1200i, 1200 W |
| CPU aušinimo sistema | Corsair Hydro Series H115i |
| Корпус | „CoolerMaster“ bandymų stendas V1.0 |
| Stebėti | NEC EA244UHD |
| Operacinė sistema | "Windows 10 Pro x64" |
| NVIDIA GPU programinė įranga | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | NVIDIA GeForce žaidimams paruošta tvarkyklė 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | NVIDIA GeForce žaidimams paruošta tvarkyklė 425.31 |
| Žaidimo testai | ||||
|---|---|---|---|---|
| Žaidimas | API | Nustatymai, testavimo būdas | Viso ekrano anti-aliasing | |
| 1920 × 1080 / 2560 × 1440 | 3840 × 2160 | |||
| Battlefield V | DirectX 12 | OCAT, Liberte misija. Maks. grafikos kokybė | TAA aukštas | TAA aukštas |
| metro Išėjimo | DirectX 12 | Integruotas etalonas. Ultra Graphics Kokybės profilis | TAA | TAA |
| Shadow of the Tomb Raider | DirectX 12 | Integruotas etalonas. Maks. grafikos kokybė | SMAA 4x | Išjungta |
Vidutinio ir minimalaus kadrų dažnio rodikliai yra išvedami iš atskirų kadrų atvaizdavimo laiko masyvo, kurį užfiksuoja integruotas etalonas („Metro Exodus“, „Shadow of the Tomb Raider“) arba OCAT įrankis, jei žaidimas tokio neturi. (Mūšio laukas V).
Vidutinis kadrų dažnis diagramose yra atvirkštinis vidutiniam kadrų laikui. Norint įvertinti mažiausią kadrų dažnį, apskaičiuojamas kadrų skaičius, suformuotas kiekvieną bandymo sekundę. Iš šio skaičių masyvo pasirenkama 1-ąjį skirstinio procentilį atitinkanti reikšmė.
Testo dalyviai
Veikimo testuose dalyvavo šios vaizdo plokštės:
- 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
Dėl to, kad pats „Battlefield V“ yra gana lengvas žaidimas (ypač 1080p ir 1440p režimais), o pataisose naudoja spindulių sekimą, GeForce 10 serijos bandymai su DXR parinktimi davė vilčių teikiančių rezultatų. Tačiau iš visų modelių, neturinčių Ray Tracing palaikymo silicio lygiu, teko apsiriboti GTX 1070/1070 Ti ir GTX 1080/1080 Ti modeliais. „Electronic Arts“ žaidimai įtariai reaguoja į dažnus techninės įrangos konfigūracijos pokyčius ir blokuoja vartotoją vienai ar kelioms dienoms. Todėl „GeForce GTX 1060“ ir dviejų „GeForce GTX 16“ serijos įrenginių našumo matavimai bus pateikti šiame straipsnyje vėliau, kai tik „Battlefield V“ pašalins apribojimus mūsų bandomajam įrenginiui.
Vertinant procentais, bet kuris iš testo dalyvių patyrė maždaug tokį patį našumo sumažėjimą įvairiuose spindulių sekimo kokybės parametruose, neatsižvelgiant į ekrano skiriamąją gebą. Taigi, vaizdo plokščių su GeForce RTX 20 prekės ženklu našumas sumažėja 28–43% esant žemos ir vidutinės kokybės DXR efektams, o 37–53% - esant aukštai ir maksimaliai kokybei.
Jei kalbame apie senesnius „GeForce 10“ šeimos modelius, tada žemo ir vidutinio spindulių sekimo lygiuose žaidimas praranda nuo 36 iki 42% FPS, o esant aukštai kokybei (aukšta ir ultra nustatymai) DXR jau suvalgo 54–67 % kadrų dažnio. Atkreipkite dėmesį, kad daugelyje, jei ne daugumoje, „Battlefield V“ žaidimų scenų nėra pastebimo skirtumo tarp žemų ir vidutinių nustatymų arba tarp „High“ ir „Ultra“ nustatymų vaizdo aiškumo ar našumo požiūriu. Tikėdamiesi, kad Pascal GPU bus jautresni šiam nustatymui, atlikome visų keturių nustatymų bandymus. Iš tiesų atsirado tam tikrų skirtumų, bet tik esant 2160p raiškai ir 6% FPS.
Absoliučiais skaičiais, bet kuris iš senesnių Pascal lustų greitintuvų gali išlaikyti didesnį nei 60 FPS kadrų dažnį 1080p režimu su sumažinta atspindžio kokybe, o „GeForce GTX 1080 Ti“ teigia, kad rezultatas yra panašus net ir sekant aukštu lygiu. Tačiau perėjus prie 1440p raiškos, tik GeForce GTX 1080 ir GTX 1080 Ti užtikrina patogų 60 FPS ar didesnį kadrų dažnį su žemos arba vidutinės spindulių sekimo kokybe, o 4K režimu nė viena iš ankstesnės kartos kortelių neturi tinkamos skaičiavimo galios ( kaip ir bet kuris Turingas, išskyrus pavyzdinį GeForce RTX 2080 Ti).
Jei ieškotume paralelių tarp konkrečių greitintuvų pagal GeForce GTX 10 ir GeForce RTX 20 prekės ženklus, tai geriausias ankstesnės kartos modelis (GeForce GTX 1080 Ti), kuris yra GeForce RTX 2080 analogas atliekant standartines atvaizdavimo užduotis be DXR, nukrito iki GeForce RTX 2070 lygio su sumažintos kokybės spindulių sekimu, o aukštu lygiu jis gali kovoti tik su GeForce RTX 2060.
| Battlefield V, maks. Kokybė | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAA | |||||
| RT išjungtas | RT Žemas | RT vidutinis | Aukštas RT | „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% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
| 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% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
| Battlefield V, maks. Kokybė | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAA | |||||
| RT išjungtas | RT Žemas | RT vidutinis | Aukštas RT | „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% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
| 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% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
| Battlefield V, maks. Kokybė | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAA | |||||
| RT išjungtas | RT Žemas | RT vidutinis | Aukštas RT | „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% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
| 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% | ŠD | ŠD | ŠD | ŠD |
Šaltinis: 3dnews.ru