หลังจากที่ NVIDIA สาธิต Ray Tracing แบบเรียลไทม์บนการ์ดวิดีโอซีรีส์ GeForce RTX ก็เป็นเรื่องยากที่จะสงสัยว่าเทคโนโลยีนี้ (เมื่อผสมผสานอย่างสมเหตุสมผลกับอัลกอริธึมการแรสเตอร์) จะเป็นอนาคตของเกมคอมพิวเตอร์ อย่างไรก็ตาม GPU ที่ใช้สถาปัตยกรรมทัวริงที่มีแกน RT เฉพาะนั้นจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ได้รับการพิจารณาว่าเป็น GPU แยกประเภทเดียวที่มีพลังการประมวลผลที่เหมาะสมสำหรับสิ่งนี้
จากการทดสอบเกมแรกๆ ที่เชี่ยวชาญ Ray Tracing (Battlefield V, Metro Exodus และ Shadow of the Tomb Raider) ได้แสดงให้เห็นแล้ว แม้แต่ตัวเร่งความเร็ว GeForce RTX (โดยเฉพาะ RTX 2060 ที่อายุน้อยที่สุด) ก็ประสบปัญหาอัตราเฟรมลดลงอย่างมากใน งานการเรนเดอร์แบบไฮบริด แม้จะประสบความสำเร็จในช่วงแรกๆ แต่การติดตามรังสีแบบเรียลไทม์ยังไม่ใช่เทคโนโลยีที่เติบโตเต็มที่ เฉพาะเมื่อไม่เพียงแต่อุปกรณ์ที่ทันสมัยและมีราคาแพงที่สุดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกราฟิกการ์ดระดับกลางที่ได้มาตรฐานประสิทธิภาพเดียวกันในเกมลูกใหม่ด้วย จึงจะสามารถประกาศได้หรือไม่ว่าในที่สุดการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ที่บริษัทของ Jensen Huang เปิดตัวได้เกิดขึ้นแล้ว
การติดตามเรย์ใน Pascals - ข้อดีและข้อเสีย
แต่ตอนนี้ แม้ว่าจะไม่มีการพูดถึงผู้สืบทอดสถาปัตยกรรมทัวริงในอนาคต แต่ NVIDIA ก็ตัดสินใจที่จะกระตุ้นความก้าวหน้า ที่งาน GPU Technology Conference เมื่อเดือนที่แล้ว ทีมสีเขียวได้ประกาศว่าตัวเร่งความเร็วบนชิป Pascal รวมถึงสมาชิกระดับล่างของตระกูล Turing (ซีรีส์ GeForce GTX 16) จะได้รับฟังก์ชัน Ray Tracing แบบเรียลไทม์ที่ทัดเทียมกับ RTX -สินค้าแบรนด์. วันนี้สามารถดาวน์โหลดไดรเวอร์ที่สัญญาไว้บนเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ NVIDIA และรายชื่ออุปกรณ์รวมถึงรุ่นของตระกูล GeForce 10 เริ่มต้นด้วย GeForce GTX 1060 (รุ่น 6 GB) ตัวเร่งความเร็ว TITAN V มืออาชีพบนชิป Volta และแน่นอนว่าเป็นรุ่นที่มาใหม่ในหมวดราคากลางบนชิป TU116 - GeForce GTX 1660 และ GTX 1660 Ti การอัปเดตยังส่งผลต่อแล็ปท็อปที่มี GPU ที่เกี่ยวข้องด้วย
จากมุมมองทางเทคนิค ไม่มีอะไรเหนือธรรมชาติที่นี่ GPU ที่มีหน่วยเชเดอร์แบบรวมสามารถดำเนินการ Ray Tracing ได้นานก่อนที่จะมีสถาปัตยกรรม Turing แม้ว่าในเวลานั้นพวกเขาจะยังเร็วไม่พอสำหรับความสามารถนี้ที่เป็นที่ต้องการในเกม นอกจากนี้ วิธีการซอฟต์แวร์ไม่มีมาตรฐานที่เหมือนกัน นอกเหนือไปจาก API แบบปิด เช่น NVIDIA OptiX ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ขณะนี้มีส่วนขยาย DXR สำหรับ Direct3D 12 และไลบรารีที่คล้ายกันในอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรม Vulkan แล้ว เอ็นจิ้นเกมสามารถเข้าถึงได้ไม่ว่า GPU จะมาพร้อมกับตรรกะพิเศษหรือไม่ ตราบใดที่ไดรเวอร์ให้ความสามารถนี้ ชิปทัวริงมีแกน RT แยกกันเพื่อจุดประสงค์นี้ และในสถาปัตยกรรม Pascal GPU และโปรเซสเซอร์ TU116 นั้น Ray Tracing ถูกนำมาใช้ในรูปแบบการคำนวณทั่วไปบนอาร์เรย์ของ Shader ALU
อย่างไรก็ตาม ทุกสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับสถาปัตยกรรมทัวริงจาก NVIDIA เองแนะนำว่า Pascal ไม่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่เปิดใช้งาน DXR ในการนำเสนอของปีที่แล้วโดยเฉพาะสำหรับรุ่นเรือธงของตระกูลทัวริง - วิศวกร GeForce RTX 2080 และ RTX 2080 Ti - วิศวกรได้นำเสนอการคำนวณต่อไปนี้ หากคุณทุ่มทรัพยากรทั้งหมดของกราฟิกการ์ดผู้บริโภคที่ดีที่สุดรุ่นล่าสุด - GeForce GTX 1080 Ti - ลงในการคำนวณการติดตามรังสี ประสิทธิภาพที่ได้จะไม่เกิน 11% ของความสามารถทางทฤษฎีของ RTX 2080 Ti สิ่งสำคัญเท่าเทียมกันคือสามารถใช้คอร์ CUDA ฟรีของชิปทัวริงในเวลาเดียวกันสำหรับการประมวลผลแบบขนานของส่วนประกอบภาพอื่น ๆ - การดำเนินการของโปรแกรมเชเดอร์, คิวของการคำนวณ Direct3D ที่ไม่ใช่กราฟิกระหว่างการดำเนินการแบบอะซิงโครนัสและอื่น ๆ
ในเกมจริง สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากนักพัฒนาฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่ใช้ฟังก์ชัน DXR ในโดส และภาระการประมวลผลส่วนใหญ่ยังคงถูกครอบครองโดยคำสั่งแรสเตอร์ไรเซชันและเชเดอร์ นอกจากนี้ เอฟเฟกต์ต่างๆ บางส่วนที่สร้างขึ้นโดยใช้ Ray Tracing ยังสามารถดำเนินการได้ดีบนแกน CUDA ของชิป Pascal ตัวอย่างเช่น พื้นผิวกระจกใน Battlefield V ไม่ได้หมายความถึงการสะท้อนรังสีทุติยภูมิ ดังนั้นจึงเป็นภาระที่เป็นไปได้สำหรับการ์ดแสดงผลที่ทรงพลังของรุ่นก่อนหน้า เช่นเดียวกับเงาใน Shadow of the Tomb Raider แม้ว่าการแสดงเงาที่ซับซ้อนซึ่งเกิดจากแหล่งกำเนิดแสงหลายแหล่งจะเป็นงานที่ยากกว่าอยู่แล้ว แต่การครอบคลุมทั่วโลกใน Metro Exodus นั้นเป็นเรื่องยากแม้แต่กับทัวริง และปาสคาลก็ไม่สามารถคาดหวังได้ว่าจะสร้างผลลัพธ์ที่เทียบเคียงได้ไม่ว่าจะในระดับใดก็ตาม
ไม่ว่าใครจะพูดอะไร เรากำลังพูดถึงความแตกต่างหลายประการในประสิทธิภาพทางทฤษฎีระหว่างตัวแทนของสถาปัตยกรรมทัวริงและอะนาล็อกที่ใกล้เคียงที่สุดกับซิลิคอน Pascal ยิ่งไปกว่านั้น ไม่เพียงแต่การมีอยู่ของคอร์ RT เท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณลักษณะการปรับปรุงทั่วไปหลายประการของตัวเร่งความเร็วรุ่นใหม่ที่เข้าข้าง Turing อีกด้วย ดังนั้น ชิปทัวริงจึงสามารถดำเนินการแบบขนานกับข้อมูลจริง (FP32) และจำนวนเต็ม (INT) ได้ มีหน่วยความจำแคชในเครื่องจำนวนมาก และแกน CUDA แยกกันสำหรับการคำนวณที่มีความแม่นยำลดลง (FP16) ทั้งหมดนี้หมายความว่าทัวริงไม่เพียงแต่จัดการโปรแกรมเชเดอร์ได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังสามารถคำนวณการติดตามรังสีได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้บล็อกพิเศษอีกด้วย ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งที่ทำให้การเรนเดอร์โดยใช้ Ray Tracing ต้องใช้ทรัพยากรมากไม่เพียงแต่การค้นหาจุดตัดระหว่างรังสีและองค์ประกอบทางเรขาคณิต (ซึ่งแกน RT ทำ) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการคำนวณสีที่จุดตัดกัน (การแรเงา) อย่างไรก็ตาม ข้อดีที่ระบุไว้ของสถาปัตยกรรมทัวริงนั้นใช้ได้กับ GeForce GTX 1660 และ GTX 1660 Ti อย่างสมบูรณ์ แม้ว่าชิป TU116 จะไม่มีคอร์ RT ดังนั้นการทดสอบการ์ดแสดงผลเหล่านี้ด้วยซอฟต์แวร์ Ray Tracing จึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจเป็นพิเศษ
แต่พอมีทฤษฎีเพราะเราได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของ "Pascals" (รวมถึง "Turings รุ่นน้อง") ใน Battlefield V, Metro Exodus และ Shadow of the Tomb Raider ตามการวัดของเราเอง โปรดทราบว่าทั้งไดรเวอร์และเกมเองก็ไม่ได้ปรับจำนวนรังสีเพื่อลดภาระบน GPU ที่ไม่มีคอร์ RT ซึ่งหมายความว่าคุณภาพของเอฟเฟกต์บน GeForce GTX และ GeForce RTX ควรจะเหมือนกัน
แท่นทดสอบ วิธีการทดสอบ
| แท่นทดสอบ | |
|---|---|
| ซีพียู | Intel Core i9-9900K (4,9 GHz, 4,8 GHz AVX, ความถี่คงที่) |
| เมนบอร์ด | ASUS MAXIMUS XI เอเพ็กซ์ |
| หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม | G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 x 8 GB (3200 MHz, CL14) |
| รอม | Intel SSD 760p, 1024GB |
| ชุดจ่ายไฟ | Corsair AX1200i, 1200 วัตต์ |
| ระบบระบายความร้อนซีพียู | คอร์แซร์ ไฮโดร ซีรีส์ H115i |
| การเคหะ | ม้านั่งทดสอบ CoolerMaster V1.0 |
| หน้าจอ | เอ็นอีซี EA244UHD |
| ระบบปฏิบัติการ | Windows 10 Pro x64 |
| ซอฟต์แวร์ NVIDIA GPU | |
| NVIDIA GeForce RTX 20 | ไดร์เวอร์ NVIDIA GeForce Game Ready 419.67 |
| NVIDIA GeForce GTX 10/16 | ไดร์เวอร์ NVIDIA GeForce Game Ready 425.31 |
| การทดสอบเกม | ||||
|---|---|---|---|---|
| เกม | API | การตั้งค่า วิธีการทดสอบ | ป้องกันนามแฝงแบบเต็มหน้าจอ | |
| 1920 × 1080/2560 × 1440 | 3840 2160 × | |||
| Battlefield V | 12 DirectX | OCAT ภารกิจลิเบอร์เต้ สูงสุด คุณภาพกราฟิก | ทีเอเอ สูง | ทีเอเอ สูง |
| Metro Exodus | 12 DirectX | มาตรฐานในตัว โปรไฟล์คุณภาพกราฟิกขั้นสูง | TAA | TAA |
| เงาของ Tomb Raider | 12 DirectX | มาตรฐานในตัว สูงสุด คุณภาพกราฟิก | สมาเอ4x | ปิด |
ตัวบ่งชี้อัตราเฟรมเฉลี่ยและต่ำสุดได้มาจากอาร์เรย์ของเวลาการเรนเดอร์ของแต่ละเฟรม ซึ่งบันทึกโดยเกณฑ์มาตรฐานในตัว (Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider) หรือยูทิลิตี้ OCAT หากเกมไม่มี (สนามรบ V).
อัตราเฟรมเฉลี่ยในแผนภูมิคือค่าผกผันของเวลาเฟรมเฉลี่ย ในการประมาณอัตราเฟรมขั้นต่ำ จะมีการคำนวณจำนวนเฟรมที่เกิดขึ้นในแต่ละวินาทีของการทดสอบ จากอาร์เรย์ตัวเลขนี้ ค่าที่สอดคล้องกับเปอร์เซ็นไทล์ที่ 1 ของการแจกแจงจะถูกเลือก
ผู้เข้าสอบ
การ์ดแสดงผลต่อไปนี้มีส่วนร่วมในการทดสอบประสิทธิภาพ:
- 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 (6GB);
- NVIDIA GeForce GTX 1660 (6GB);
- 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
เนื่องจากความจริงที่ว่า Battlefield V นั้นเป็นเกมที่ค่อนข้างเบา (โดยเฉพาะที่โหมด 1080p และ 1440p) และใช้การติดตามรังสีในแพตช์ การทดสอบ GeForce 10 ซีรีส์ด้วยตัวเลือก DXR ให้ผลลัพธ์ที่น่ายินดี อย่างไรก็ตาม ในทุกรุ่นที่ไม่รองรับ Ray Tracing ในระดับซิลิคอน เราต้องจำกัดตัวเองไว้ที่รุ่น GTX 1070/1070 Ti และ GTX 1080/1080 Ti เกม Electronic Arts ตอบสนองด้วยความสงสัยต่อการเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์บ่อยครั้ง และบล็อกผู้ใช้เป็นระยะเวลาหนึ่งหรือหลายวัน ดังนั้น การวัดประสิทธิภาพของ GeForce GTX 1060 และอุปกรณ์ซีรีส์ GeForce GTX 16 สองตัวจะปรากฏในบทความนี้ในภายหลัง ทันทีที่ Battlefield V ลบข้อจำกัดออกจากเครื่องทดสอบของเรา
ในแง่เปอร์เซ็นต์ ผู้เข้าร่วมการทดสอบคนใดก็ตามประสบกับประสิทธิภาพที่ลดลงโดยประมาณเท่ากันที่การตั้งค่าคุณภาพ Ray Tracing ต่างๆ โดยไม่คำนึงถึงความละเอียดของหน้าจอ ดังนั้นประสิทธิภาพของการ์ดแสดงผลภายใต้แบรนด์ GeForce RTX 20 จะลดลง 28–43% ด้วยเอฟเฟกต์ DXR คุณภาพต่ำและปานกลาง และ 37–53% ด้วยคุณภาพสูงและสูงสุด
หากเรากำลังพูดถึงรุ่นเก่าของตระกูล GeForce 10 ที่ระดับการติดตามรังสีต่ำและปานกลางเกมจะสูญเสียจาก 36 เป็น 42% ของ FPS และที่คุณภาพสูง (การตั้งค่าสูงและพิเศษ) DXR กินไปแล้ว 54–67 % ของอัตราเฟรม โปรดทราบว่าในหลาย ๆ ฉากของเกม Battlefield V ไม่มีความแตกต่างที่มองเห็นได้ระหว่างการตั้งค่าต่ำและปานกลาง หรือระหว่างสูงและพิเศษ ในแง่ของความคมชัดของภาพหรือประสิทธิภาพของภาพ ด้วยความหวังว่า Pascal GPU จะไวต่อการตั้งค่านี้มากขึ้น เราได้ทำการทดสอบที่การตั้งค่าทั้งสี่แบบ แท้จริงแล้วมีความแตกต่างบางอย่างปรากฏขึ้น แต่อยู่ที่ความละเอียด 2160p และภายใน 6% FPS เท่านั้น
กล่าวโดยสมบูรณ์ ตัวเร่งความเร็วรุ่นเก่าบนชิป Pascal สามารถรักษาอัตราเฟรมให้สูงกว่า 60 FPS ในโหมด 1080p พร้อมคุณภาพการสะท้อนที่ลดลง และ GeForce GTX 1080 Ti ก็อ้างว่าได้รับผลลัพธ์ที่คล้ายกันแม้ว่าจะติดตามในระดับสูงก็ตาม แต่เมื่อคุณเปลี่ยนเป็นความละเอียด 1440p มีเพียง GeForce GTX 1080 และ GTX 1080 Ti เท่านั้นที่ให้อัตราเฟรมที่สะดวกสบายที่ 60 FPS หรือสูงกว่า พร้อมคุณภาพ Ray Tracing ต่ำหรือปานกลาง และในโหมด 4K ไม่มีการ์ดรุ่นก่อนหน้าใดที่มีพลังการประมวลผลที่เหมาะสม ( เช่นเดียวกับทัวริงยกเว้น GeForce RTX 2080 Ti ซึ่งเป็นเรือธง)
หากเรามองหาความคล้ายคลึงระหว่างตัวเร่งความเร็วเฉพาะภายใต้แบรนด์ GeForce GTX 10 และ GeForce RTX 20 นั่นคือรุ่นที่ดีที่สุดของรุ่นก่อนหน้า (GeForce GTX 1080 Ti) ซึ่งเป็นอะนาล็อกของ GeForce RTX 2080 ในงานเรนเดอร์มาตรฐานที่ไม่มี DXR ลดลงถึงระดับ GeForce RTX 2070 ด้วยคุณภาพที่ลดลง Ray Tracing และในระดับสูงสามารถต่อสู้กับ GeForce RTX 2060 ได้เท่านั้น
| แบทเทิลฟิลด์ V สูงสุด คุณภาพ | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1920×1080 ทีเอเอ | |||||
| RT ปิดอยู่ | RT ต่ำ | RT ปานกลาง | RT สูง | RT อัลตร้า | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 กิกะไบต์) | ลด 100% | -28% | -28% | -37% | -39% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 กิกะไบต์) | ลด 100% | -34% | -35% | -43% | -44% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 กิกะไบต์) | ลด 100% | -35% | -36% | -46% | -45% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 กิกะไบต์) | ลด 100% | -42% | -43% | -50% | -51% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11GB) | ลด 100% | -40% | -39% | -54% | -58% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8GB) | ลด 100% | -41% | -41% | -57% | -61% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8GB) | ลด 100% | -40% | -41% | -57% | -59% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8GB) | ลด 100% | -38% | -39% | -57% | -61% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
| แบทเทิลฟิลด์ V สูงสุด คุณภาพ | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2560×1440 ทีเอเอ | |||||
| RT ปิดอยู่ | RT ต่ำ | RT ปานกลาง | RT สูง | RT อัลตร้า | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 กิกะไบต์) | ลด 100% | -33% | -34% | -44% | -45% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 กิกะไบต์) | ลด 100% | -37% | -38% | -47% | -49% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 กิกะไบต์) | ลด 100% | -36% | -36% | -48% | -48% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 กิกะไบต์) | ลด 100% | -41% | -42% | -51% | -52% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11GB) | ลด 100% | -40% | -40% | -59% | -62% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8GB) | ลด 100% | -36% | -39% | -59% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8GB) | ลด 100% | -39% | -39% | -58% | -62% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8GB) | ลด 100% | -38% | -38% | -59% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
| แบทเทิลฟิลด์ V สูงสุด คุณภาพ | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3840×2160 ทีเอเอ | |||||
| RT ปิดอยู่ | RT ต่ำ | RT ปานกลาง | RT สูง | RT อัลตร้า | |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE (11 กิกะไบต์) | ลด 100% | -30% | -30% | -44% | -47% |
| NVIDIA GeForce RTX 2080 FE (8 กิกะไบต์) | ลด 100% | -31% | -32% | -46% | -49% |
| NVIDIA GeForce RTX 2070 FE (8 กิกะไบต์) | ลด 100% | -40% | -38% | -53% | -52% |
| NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (6 กิกะไบต์) | ลด 100% | -28% | -30% | -44% | -53% |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1660 (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (11GB) | ลด 100% | -36% | -37% | -60% | -63% |
| NVIDIA GeForce GTX 1080 (8GB) | ลด 100% | -40% | -43% | -64% | -67% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (8GB) | ลด 100% | -38% | -42% | -62% | -65% |
| NVIDIA GeForce GTX 1070 (8GB) | ลด 100% | -36% | -42% | -63% | -66% |
| NVIDIA GeForce GTX 1060 (6GB) | ลด 100% | ND | ND | ND | ND |
ที่มา: 3dnews.ru