Откако NVIDIA демонстрираше следење зраци во реално време на видео картичките од серијата GeForce RTX, тешко е да се сомневаме дека оваа технологија (во разумна комбинација со алгоритмот за растеризација) е иднината на компјутерските игри. Сепак, графичките процесори базирани на архитектурата Тјуринг со специјализирани RT јадра до неодамна се сметаа за единствената категорија на дискретни графички процесори кои имаат компјутерска моќ погодна за ова.
Како што покажаа тестовите на првите игри кои го совладале Ray Tracing (Battlefield V, Metro Exodus и Shadow of the Tomb Raider), дури и GeForce RTX акцелераторите (особено најмладите од нив, RTX 2060) доживуваат значителен пад на стапката на слики во хибридни задачи за рендерирање. И покрај раните успеси, следењето зраци во реално време сè уште не е зрела технологија. Само кога не само најнапредните и најскапите уреди, туку и графичките картички од среден опсег ќе ги достигнат истите стандарди за изведба во новиот бран игри, ќе може да се каже дека промената на парадигмата што ја лансираше компанијата на Јенсен Хуанг конечно се случи.
Следење на зраци во Паскали - добрите и лошите страни
Но, сега, иако не е кажано ниту збор за идниот наследник на архитектурата Тјуринг, NVIDIA одлучи да го поттикне напредокот. На настанот на GPU Technology Conference минатиот месец, зелениот тим објави дека акцелераторите на чиповите Pascal, како и членовите од пониската класа на семејството Туринг (серијата GeForce GTX 16), ќе добијат функционалност за следење зраци во реално време на исто ниво со RTX -брендирани производи. Денес, ветениот драјвер веќе може да се преземе на официјалната веб-страница на NVIDIA, а списокот на уреди вклучува модели од семејството GeForce 10, почнувајќи од GeForce GTX 1060 (верзија 6 GB), професионалниот акцелератор TITAN V на чипот Volta, и, се разбира, новопристигнатите модели во категоријата со средна цена на чипот TU116 - GeForce GTX 1660 и GTX 1660 Ti. Ажурирањето влијаеше и на лаптопите со соодветните графички процесори.
Од техничка гледна точка, тука нема ништо натприродно. Графичките процесори со унифицирани единици за шејдер можеа да вршат Ray Tracing долго пред појавата на архитектурата Тјуринг, иако во тоа време тие не беа доволно брзи за оваа способност да биде барана во игрите. Дополнително, немаше единствен стандард за софтверски методи, освен затворени API-и како што е комерцијалниот NVIDIA OptiX. Сега кога има DXR екстензија за Direct3D 12 и слични библиотеки во програмскиот интерфејс Vulkan, играчкиот мотор може да пристапи до нив без оглед на тоа дали графичкиот процесор е опремен со специјализирана логика, се додека возачот ја обезбедува оваа способност. Чиповите на Тјуринг имаат посебни RT јадра за оваа намена, а во графичкиот процесор на архитектурата Pascal и процесорот TU116, следењето на зраците се имплементира во компјутерски формат за општа намена на низа од шејдер ALU.
Сепак, сè што знаеме за архитектурата Туринг од самата NVIDIA сугерира дека Паскал не е погоден за апликации овозможени DXR. Во минатогодишната презентација посветена на водечките модели на семејството Тјуринг - GeForce RTX 2080 и RTX 2080 Ti - инженерите ги претставија следните пресметки. Ако ги фрлите сите ресурси на најдобрата графичка картичка за потрошувачи од последната генерација - GeForce GTX 1080 Ti - во пресметките за следење зраци, резултатот нема да надмине 11% од она за што теоретски е способен RTX 2080 Ti. Подеднакво важно е дека слободните CUDA јадра на чипот Тјуринг можат истовремено да се користат за паралелна обработка на други компоненти на сликата - извршување на програми за шејдер, редица од неграфски пресметки на Direct3D при асинхроно извршување итн.
Во реалните игри, ситуацијата е покомплицирана, бидејќи на постоечките хардверски програмери користат DXR функции во дози, а лавовскиот дел од компјутерското оптоварување сè уште го заземаат растеризацијата и инструкциите за шејдер. Дополнително, некои од различните ефекти што се создаваат со помош на следење зраци, исто така, можат добро да се извршат на CUDA јадрата на чиповите Pascal. На пример, површините на огледалата во Battlefield V не значат секундарна рефлексија на зраците и затоа се изводливо оптоварување за моќните видео картички од претходната генерација. Истото важи и за сенките во Shadow of the Tomb Raider, иако рендерирање на сложени сенки формирани од повеќе извори на светлина е веќе потешка задача. Но, глобалното покривање во Metro Exodus е тешко дури и за Тјуринг, и не може да се очекува од Паскал да произведе споредливи резултати во која било мера.
Што и да се каже, ние зборуваме за повеќекратна разлика во теоретските перформанси помеѓу претставниците на архитектурата Тјуринг и нивните најблиски аналози на силиконот Паскал. Згора на тоа, не само присуството на RT јадра, туку и бројните општи подобрувања карактеристични за забрзувачите од новата генерација му одат во прилог на Туринг. Така, чиповите на Туринг можат да вршат паралелни операции на реални (FP32) и целобројни (INT) податоци, да носат голема количина локална кеш меморија и одделни CUDA јадра за пресметки со намалена прецизност (FP16). Сето ова значи дека Тјуринг не само што подобро се справува со програмите за засенчување, туку може и релативно ефикасно да го пресмета следењето на зраците без специјализирани блокови. На крајот на краиштата, она што го прави рендерирањето со помош на Ray Tracing толку интензивно за ресурси не е само и не толку пребарувањето на пресеци помеѓу зраците и геометрските елементи (што го прават RT-јадрата), туку и пресметката на бојата на пресечната точка (засенчување). Патем, наведените предности на архитектурата Тјуринг целосно се однесуваат на GeForce GTX 1660 и GTX 1660 Ti, иако чипот TU116 нема RT јадра, така што тестовите на овие видео картички со софтверско следење зраци се од особен интерес.
Но, доволно е теорија, бидејќи веќе собравме податоци за перформансите на „Паскали“ (како и помладите „Турингс“) во Battlefield V, Metro Exodus и Shadow of the Tomb Raider врз основа на нашите сопствени мерења. Забележете дека ниту возачот ниту самите игри не го прилагодуваат бројот на зраци за да го намалат оптоварувањето на графичките процесори без RT-јадра, што значи дека квалитетот на ефектите на GeForce GTX и GeForce RTX треба да биде ист.
Тест штанд, методологија на тестирање
| Тест штанд | |
|---|---|
| Процесорот | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, фиксна фреквенција) |
| Матична плоча | ASUS MAXIMUS XI APEX |
| RAM меморија | G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 GB (3200 MHz, CL14) |
| РОМ | Intel SSD 760p, 1024 GB |
| Единица за напојување | Corsair AX1200i, 1200 W |
| Систем за ладење на процесорот | Corsair Hydro Series H115i |
| Домување | CoolerMaster тест клупа V1.0 |
| Монитор | NEC EA244UHD |
| Оперативен систем | Windows 10 Pro x64 |
| NVIDIA GPU софтвер | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | NVIDIA GeForce Game Ready драјвер 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | NVIDIA GeForce Game Ready драјвер 425.31 |
| Тестови за игри | ||||
|---|---|---|---|---|
| Игра | API | Поставки, метод на тестирање | Анти-алиасирање на цел екран | |
| 1920×1080 / 2560×1440 | 3840 × 2160 | |||
| Бојното поле V | DirectX 12 | OCAT, мисија Liberte. Макс. графички квалитет | TAA Висока | TAA Висока |
| Метро егзодус | DirectX 12 | Вграден репер. Профил за квалитет на ултра графика | TAA | TAA |
| Сенката на Гробот Рајдер | DirectX 12 | Вграден репер. Макс. графички квалитет | SMAA 4x | Исклучено |
Индикаторите на просечната и минималната стапка на слики се изведени од низата времиња на рендерирање на поединечни рамки, што е снимено со вградениот репер (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) или алатката OCAT, доколку играта нема таква (Воено поле V).
Просечната стапка на слики во графиконите е обратна од просечното време на слики. За да се процени минималната стапка на слики, се пресметува бројот на рамки формирани во секоја секунда од тестот. Од оваа низа на броеви се избира вредноста што одговара на првиот перцентил на распределбата.
Учесниците на тестот
Следниве видео картички учествуваа во тестирањето на перформансите:
- 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).
Бојното поле V
Поради фактот што самиот Battlefield V е прилично лесна игра (особено во режимите 1080p и 1440p), и користи трасирање на зраци во закрпи, тестирањето на серијата GeForce 10 со опцијата DXR даде охрабрувачки резултати. Сепак, од сите модели без поддршка за Ray Tracing на ниво на силикон, моравме да се ограничиме на моделите GTX 1070/1070 Ti и GTX 1080/1080 Ti. Игрите на Electronic Arts реагираат со сомнеж на честите промени во хардверската конфигурација и го блокираат корисникот во период од еден или неколку дена. Затоа, мерењата на перформансите на GeForce GTX 1060 и два уреди од серијата GeForce GTX 16 ќе се појават во овој напис подоцна, веднаш штом Battlefield V ќе ги отстрани ограничувањата од нашата машина за тестирање.
Процентуално, секој од учесниците на тестот доживеа приближно ист пад во перформансите при различни поставки за квалитет на следење зраци, без оглед на резолуцијата на екранот. Така, перформансите на видео картичките под брендот GeForce RTX 20 се намалуваат за 28–43% со DXR ефекти со низок и среден квалитет и за 37–53% со висок и максимален квалитет.
Ако зборуваме за постари модели од семејството GeForce 10, тогаш на нивоата за следење ниски и средни зраци играта губи од 36 до 42% од FPS, а при висок квалитет (High и Ultra поставки) DXR веќе јаде 54-67 % од стапката на слики. Забележете дека во многу, ако не и повеќето, сцени од играта Battlefield V не постои забележлива разлика помеѓу поставките за ниски и средни, или помеѓу високо и ултра, во однос на јасноста на сликата или перформансите. Со надеж дека графичките процесори на Pascal ќе бидат почувствителни на оваа поставка, извршивме тестови на сите четири поставки. Навистина, се појавија одредени разлики, но само со резолуција од 2160p и во рамките на 6% FPS.
Во апсолутна смисла, кој било од постарите акцелератори на чиповите Pascal може да одржува стапки на слики над 60 FPS во режим на 1080p со намален квалитет на рефлексија, а GeForce GTX 1080 Ti тврди сличен резултат дури и кога следите на високо ниво. Но, штом ќе се префрлите на резолуција од 1440 p, само GeForce GTX 1080 и GTX 1080 Ti обезбедуваат удобна стапка на слики од 60 FPS или повисока со низок или среден квалитет на следење зраци, а во режимот 4K, ниту една од претходната генерација картички нема соодветна компјутерска моќ ( како, навистина, секој Туринг, со исклучок на водечкиот GeForce RTX 2080 Ti).
Ако бараме паралели помеѓу специфични забрзувачи под брендовите GeForce GTX 10 и GeForce RTX 20, тогаш најдобриот модел од претходната генерација (GeForce GTX 1080 Ti), кој е аналог на GeForce RTX 2080 во стандардните задачи за рендерирање без DXR, падна на нивото на GeForce RTX 2070 со намален квалитет на следење зраци, а на високи нивоа може да се бори само со GeForce RTX 2060.
| Бојното поле V, макс. Квалитет | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 TAA | |||||
| RT Исклучено | RT Ниска | RT среден | RT Висока | RT Ултра | |
| 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% | НД | НД | НД | НД |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | НД | НД | НД | НД |
| 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% | НД | НД | НД | НД |
| Бојното поле V, макс. Квалитет | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 TAA | |||||
| RT Исклучено | RT Ниска | RT среден | RT Висока | RT Ултра | |
| 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% | НД | НД | НД | НД |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | НД | НД | НД | НД |
| 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% | НД | НД | НД | НД |
| Бојното поле V, макс. Квалитет | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 TAA | |||||
| RT Исклучено | RT Ниска | RT среден | RT Висока | RT Ултра | |
| 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% | НД | НД | НД | НД |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6 GB) | 100% | НД | НД | НД | НД |
| 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% | НД | НД | НД | НД |
Извор: 3dnews.ru