Nov članek: GeForce RTX ni več potreben? Testi sledi žarkov na grafičnih karticah GeForce GTX 10 in 16

Po tem, ko je NVIDIA prikazala sledenje žarkov v realnem času na grafičnih karticah serije GeForce RTX, je težko dvomiti, da je prav ta tehnologija (v razumni kombinaciji z algoritmom rasterizacije) prihodnost računalniških iger. Vendar so grafični procesorji na osnovi arhitekture Turing s specializiranimi RT-jedri do nedavnega veljali za edino kategorijo diskretnih GPU, ki ima primerno računsko moč za to.

Kot so pokazali testi prvih iger, ki so obvladale Ray Tracing (Battlefield V, Metro Exodus in Shadow of the Tomb Raider), celo pospeševalniki GeForce RTX (še posebej najmlajši med njimi — RTX 2060) doživljajo znatno upadanje frekvence sličic pri nalogah hibridnega renderiranja. Kljub prvim uspehom še ni mogoče meniti, da je sledenje žarkov v realnem času zrela tehnologija. Šele ko ne bodo le najnaprednejše in najdražje naprave, temveč tudi grafične kartice srednjega cenovnega razreda dosegle prejšnje standarde učinkovitosti v igrah nove dobe, bo mogoče razglasiti, da je sprememba paradigme, ki jo je sprožil Jensen Huang, naposled uresničena.

Sledenje žarkov na »Pascalih« — za in proti

Toda že zdaj, medtem ko še ni bilo izrečenih besed o prihodnjem nasledniku arhitekture Turing, je NVIDIA sklenila pospešiti napredek. Na dogodku GPU Technology Conference prejšnji mesec je zeleni tim sporočil, da bodo pospeševalniki na čipih Pascal, pa tudi mlajši predstavniki družine Turing (serija GeForce GTX 16) pridobili funkcijo sledenja žarkov v realnem času na enaki ravni kot izdelki pod blagovno znamko RTX. Danes je obljubljen gonilnik že mogoče prenesti na uradni spletni strani NVIDIA, seznam naprav pa vključuje modele družine GeForce 10, ki se začnejo pri GeForce GTX 1060 (različica 6 GB), profesionalnem pospeševalniku TITAN V na čipu Volta in, seveda, novoprijavljenih modelih srednjega cenovnega razreda na čipu TU116 — GeForce GTX 1660 in GTX 1660 Ti. Posodobitev je dosegla tudi prenosne računalnike s ustreznimi GPU.

S tehničnog aspekta ovde nema ništa natprirodno. Grafički procesori sa unificiranim senčenjima mogli su izvoditi Ray Tracing dugo pre pojave Turing arhitekture, iako tada nisu imali dovoljno performansi da bi ova mogućnost bila tražena u igricama. Osim toga, nije postojao jedinstveni standard programskih metoda, osim zatvorenih API-ja poput NVIDIA OptiX. Sada, kada postoji DXR proširenje za Direct3D 12 i slične biblioteke u Vulkan API-ju, gaming engine može da poziva te biblioteke bez obzira na to da li je grafički procesor opremljen specijalizovanom logikom — sve dok drajver omogućava tu mogućnost. Čipovi Turing imaju posebne RT-jezgre za ovu svrhu, dok je u GPU arhitekture Pascal i procesoru TU116 Ray Tracing implementiran u formatu opšteg računanja na nizu ALU šejdera.

Međutim, sve što znamo o Turing arhitekturi prema rečima same NVIDIA sugeriše da Pascal nije pogodan za aplikacije koje podržavaju DXR. Na prošlogodišnjoj prezentaciji posvećenoj vrhunskim modelima iz Turing porodice — GeForce RTX 2080 i RTX 2080 Ti — inženjeri su izneli sledeće podatke. Ako se svi resursi najbolje potrošačke grafičke kartice iz prošle generacije — GeForce GTX 1080 Ti — usmere na izračunavanje Ray Tracing-a, konačne performanse neće premašiti 11 % onoga što teoretski može RTX 2080 Ti. Takođe je važno da slobodna CUDA-jezgra čipa Turing u isto vreme mogu biti iskorišćena za paralelno procesiranje drugih komponenti slike — izvođenje šejder programa, red nezavisnih proračuna u Direct3D prilikom asinhronog izvršavanja i tako dalje.

V resničnih igrah je situacija bolj zapletena, saj razvijalci na obstoječi strojni opremi omejeno uporabljajo funkcije DXR, medtem ko večina računskih obremenitev še vedno pade na rasterizacijo in senčne instrukcije. Poleg tega del različnih učinkov, ki so ustvarjeni s pomočjo sledenja žarkom, dobro deluje tudi na CUDA-jedrih Pascalovih čipov. Na primer, zrcalne površine v Battlefield V ne predvidevajo sekundarnega odsevanja žarkov, zato so obvladljive za zmogljive grafične kartice prejšnje generacije. To velja tudi za sence v Shadow of the Tomb Raider, čeprav izvajanje zapletenih senc, oblikovanih z več svetlobnimi viri, že predstavlja zahtevnejšo nalogo. Globalno osvetlitev v Metro Exodus pa težko doseže celo „Turing“, od Pascalovih čipov pa ni mogoče pričakovati kakršnih koli primerljivih rezultatov.

Kakor koli obrneš, gre za večkratno razliko v teoretični zmogljivosti med predstavniki arhitekture Turing in njihovimi najbližjimi analogi na siliciju Pascal. Pri Turingu ne igrajo vlogo le prisotnost RT-jedri, temveč tudi številne splošne izboljšave, značilne za pospeševalnike nove generacije. Čipi Turing lahko izvajajo operacije nad realnimi (FP32) in celoštevilskimi (INT) podatki hkrati, imajo velik obseg lokalne predpomnilniške pomnilnika in ločena CUDA-jedra za izračune z zmanjšano natančnostjo (FP16). Vse to pomeni, da se Turing ne le bolje spoprijema s senčnimi programi, temveč tudi relativno učinkovito obravnava sledenje žarkom brez specializiranih enot. Saj tako virovno potratno izvajanje s pomočjo Ray Tracing ne povzroča le iskanje preprek med žarki in geometrijskimi elementi (s katerimi se ukvarjajo RT-jedra), ampak predvsem izračun barve v trenutku stika (shading). Mimogrede, navedene prednosti arhitekture Turing se v celoti nanašajo na GeForce GTX 1660 in GTX 1660 Ti, čeprav čip TU116 nima RT-jedri, zato testi teh grafičnih kartic s programsko pobožanjem žarkov predstavljajo poseben interes.

Но хватит теории, поскольку мы уже собрали данные о производительности «Паскалей» (а также младших «Тьюрингах») в Battlefield V, Metro Exodus и Shadow of the Tomb Raider на основе нашего собственного измерения. Заметим, что ни драйвер, ни сами игры не ограничивают количество лучей для снижения нагрузки на GPU без RT-ядер, поэтому качество эффектов на GeForce GTX и GeForce RTX должно быть одинаковым.

Тестовая платформа, методология тестирования

Показатели средней и минимальной кадровых частот выводятся из массива времени рендеринга отдельных кадров, который записывает встроенный бенчмарк (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) или утилита OCAT, если в игре его нет (Battlefield V).

Средняя частота смены кадров на диаграммах является величиной, обратной среднему времени кадра. Для оценки минимальной кадровой частоты вычисляется количество кадров, сформированных за каждую секунду теста. Из этого массива чисел выбирается значение, соответствующее 1-му процентилю распределения.

Участники тестирования

В тестировании производительности участвовали следующие видеокарты:

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

• NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (1480/11000 МГц, 11 ГБ);
• NVIDIA GeForce GTX 1080 (1607/10000 МГц, 8 ГБ);
• NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (1608/8008 МГц, 8 ГБ);
• NVIDIA GeForce GTX 1070 (1506/8008 МГц, 8 ГБ);
• NVIDIA GeForce GTX 1060 (1506/9000 МГц, 6 ГБ).

Battlefield V

Ker zahvaljujoč temu, da je Battlefield V sama po sebi precej nezahtevna igra (zlasti v nastavitvah 1080p in 1440p) in da se sledenje žarkom v njej uporablja delno, so testi z grafičnimi karticami GeForce 10. serije s funkcijo DXR prinesli obetavne rezultate. Vendar smo se pri modelih, ki nimajo strojne podpore za Ray Tracing, morali omejiti na modele GTX 1070/1070 Ti in GTX 1080/1080 Ti. Igrice Electronic Arts z zaskrbljenostjo gledajo na pogoste spremembe konfiguracij strojne opreme in uporabnika blokirajo za en dan ali več. Zato bodo meritve zmogljivosti GeForce GTX 1060 in dveh naprav serije GeForce GTX 16 v tem članku prikazane kasneje, ko bo Battlefield V odstranil omejitve z naše testne naprave.

V odstotku vsak od udeležencev testiranja doživlja približno enako zmanjšanje zmogljivosti pri različnih nastavitvah kakovosti sledenja žarkov ne glede na ločljivost zaslona. Tako se zmogljivost grafičnih kartic pod blagovno znamko GeForce RTX 20 zmanjša za 28–43 % pri nizki in srednji kakovosti efektov DXR, medtem ko pri visoki in maksimalni kakovosti pade za 37–53 %.

Ko govorimo o starejših modelih družine GeForce 10, igra na ravneh sledenja žarkov Low in Medium izgubi od 36 do 42 % FPS, medtem ko pri visoki kakovosti (nastavitve High in Ultra) DXR požre že 54–67 % frekvence osveževanja. Ugotovili smo, da v mnogih, če ne celo v večini igralnih prizorov Battlefield V ni izrazite razlike med nastavitvami Low in Medium ter med High in Ultra — niti po jasnosti slike niti po zmogljivosti. V upanju, da bodo grafični procesorji Pascal bolj občutljivi na to značilnost, smo izvedli teste pri vseh štirih nastavitvah. In res so se pojavile določene razlike, vendar le pri ločljivosti 2160p in v okviru 6% FPS.

V absolutnih pokazateljih lahko vsak od starejših pospeševalnikov na čipih Pascal podpira hitrost sličic nad 60 FPS v načinu 1080p pri znižani kakovosti refleksij, GeForce GTX 1080 Ti pa se temu podobno ponaša celo pri sledenju žarkom na ravni High. Vendar pa, ko preidemo na ločljivost 1440p, le GeForce GTX 1080 in GTX 1080 Ti zagotavljata udobno hitrost sličic na ravni 60 FPS ali več pri kakovosti sledenja žarkom Low ali Medium, medtem ko nobena izmed kartic prejšnje generacije nima ustrezne računske moči v načinu 4K (kot pravzaprav nima nobenega Turinga, razen vrhunskega GeForce RTX 2080 Ti).

Če iščemo vzporednice med specifičnimi pospeševalniki pod blagovno znamko GeForce GTX 10 in GeForce RTX 20, je najboljši model prejšnje generacije (GeForce GTX 1080 Ti), ki je pri standardnem renderiranju brez DXR ekvivalent GeForce RTX 2080, padel na raven GeForce RTX 2070 pri znižani kakovosti sledenja žarkom, pri visoki pa se lahko bori le z GeForce RTX 2060.

Izvor: 3dnews.ru