Cила DLSS от Nvidia – раскрытие производительности

Если и есть причина купить новейшую карту Nvidia, то это DLSS. Вот все, что вам нужно знать о DLSS, одной из самых популярных функций в компьютерных играх.

Существует множество причин, по которым стоит выбрать видеокарту Nvidia, а не AMD, но превосходная производительность трассировки лучей и поддержка технологии масштабирования DLSS – две веские причины, которые сразу выделяют видеокарту на фоне остальных и заставляют ее выглядеть лучше DLSS помогает поддерживать высокую частоту кадров в играх, не нагружая графический процессор. Она помогает поддерживать его на высоком уровне, чтобы он мог справиться с непростой задачей рендеринга освещения и теней с помощью трассировки лучей. Эти две функции часто идут рука об руку, создавая хорошее общее впечатление. Однако важно понимать, что такое DLSS и как она работает, чтобы решить, стоит ли ее включать.

Что такое DLSS и как она работает?

Глубокое погружение в технологию апскейлинга от Nvidia.

DLSS расшифровывается как Deep Learning Super Sampling и представляет собой технологию улучшения изображения на основе искусственного интеллекта, предназначенную исключительно для видеокарт Nvidia RTX DLSS – один из первых примеров технологии искусственного интеллекта, которая оказалась полезной и получила широкое распространение Искусственный интеллект встроен в графический процессор Nvidia. Идея очень проста: использовать аппаратное обеспечение, чтобы игры выглядели лучше и шли с более высокой частотой кадров.

DLSS 1 и DLSS 2 использует искусственный интеллект для увеличения разрешения, DLSS 3 использует искусственный интеллект для увеличения разрешения и создания новых кадров.

Существует три версии DLSS, и именно здесь может возникнуть путаница: первая версия DLSS появилась в 2019 году (обновление Battlefield V), но была в значительной степени заменена на DLSS 2, которая появилась в 2020 году, со значительным улучшением визуального качества, В 2022 году появилась DLSS 3, добавляющая кадры, созданные искусственным интеллектом (или генерацию кадров). По сути, DLSS 1 и DLSS 2 использует ИИ для увеличения разрешения, а DLSS 3 использует ИИ для увеличения разрешения и генерации новых кадров.

Все карты Nvidia под брендом RTX поддерживают DLSS, но в разной степени. На момент написания статьи только графические процессоры RTX 40 с архитектурой Ada Lovelace, такие как RTX 4090, поддерживают технологию генерации кадров DLSS 3, но все графические процессоры RTX имеют аппаратную поддержку искусственного интеллекта. Кроме того, DLSS доступна только в некоторых играх, таких как Cyberpunk 2077 и Hitman World of Assassination. В настоящее время более 300 игр поддерживают хотя бы одну из версий DLSS, из них 36 игр поддерживают и DLSS 1 и DLSS 2, и DLSS 3.

Комбинация растеризации и тензорных ядер

DLSS – очень сложная и продвинутая технология, поэтому здесь приведено краткое описание того, как она работает. Все графические процессоры RTX имеют традиционное ядро растеризации для рендеринга игр и тензорное ядро для ускорения ИИ. Тензорные ядра могут брать кадры, созданные ядром растеризации, и улучшать качество изображения или создавать совершенно новые кадры. Однако, чтобы добиться наилучшего качества изображения, искусственный интеллект необходимо обучить для конкретной игры. Это связано с тем, что оформление и графика игр сильно различаются, и ИИ, обученный на Minecraft, не подойдет для использования, например, в The Witcher 3.

DLSS 1 и DLSS 2 (используют только масштабирование разрешения) – это настройка, повышающая производительность. Например, если вы установите разрешение 1080p и включите DLSS, GPU (графический процессор) не будет рендерить игру в 1080p и не будет использовать тензорные ядра для того, чтобы разрешение 1080p выглядело как 1440p. Вместо этого он рендерит игру в 720p (или близком к нему более низком разрешении) и использует DLSS для повышения разрешения, чтобы оно выглядело как 1080p. Идеальный результат – игра выглядит так же, но частота кадров намного выше.

DLSS 3 по сути является частью DLSS 2, но добавляет еще один шаг в генерации кадров: после рендеринга и масштабирования двух кадров тензорное ядро замечает разницу между ними и предполагает, что произошло между ними. По сравнению с DLSS 2, DLSS 3 может увеличить частоту кадров примерно на 50 %.

DLSS 3.5 с функцией реконструкции лучей

DLSS 3.5 – это, по сути, расширение DLSS 3 с новой функцией “Реконструкция лучей”. Эта новая функция обещает улучшить визуальное качество игр с трассировкой лучей, заменив ранее оптимизированные вручную скелеты на сеть искусственного интеллекта, обученную суперкомпьютером. Реконструкция лучей автоматически создает и вставляет пиксели более высокого качества между выбранными лучами.

Это означает, что частота кадров в игре остается практически неизменной, но общее качество изображения значительно улучшается. Мы уже видели, как впечатляюще это выглядит в таких играх, как Cyberpunk 2077 и Alan Wake 2.

DLSS 3.5 и Ray Reconstruction доступны на всех видеокартах с графическими процессорами GeForce RTX, начиная с серии Nvidia GeForce RTX 20. Однако, если DLSS 3.5 включен, для достижения наилучших результатов рекомендуется использовать GPU серии RTX 40, поскольку сочетание следующих функций обеспечивает хорошую производительность, а именно:

• Суперразрешение
• Генерация кадров
• Реконструкция лучей
• Nvidia Reflex

Если все это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, так оно и есть: DLSS не совершенна, и у технологии много недостатков. Наиболее очевидно, что DLSS ограничена несколькими сотнями игр, большинство из которых были выпущены после 2018 года. Немногие игры, выпущенные до этого года, имеют DLSS, так что эта функция почти исключительно ограничена недавними ААА-играми.

Другая проблема заключается в том, что он может легко стать уязвимым местом процессора: в зависимости от процессора и игры, снижение разрешения (или даже графических настроек) может не увеличить ожидаемую частоту кадров, либо потому что процессор перегружен, либо игра не может эффективно использовать мощность процессора. Если процессор ограничен, частота кадров увеличится незначительно, поскольку DLSS повышает частоту кадров за счет уменьшения фактического разрешения. Увеличенное изображение по-прежнему будет отображаться, но дополнительные кадры показываться не будут. Если есть проблемы с процессором, DLSS не сильно увеличит частоту кадров!

На генерацию кадров в DLSS 3 не влияют узкие места процессора, но есть две основные проблемы: ИИ не так хорош в воспроизведении элементов пользовательского интерфейса, таких как текст и мини-карты, а DLSS 1 и DLSS 2 позволяет искусственному интеллекту только масштабировать 3D-элементы в игре, а затем накладывать пользовательский интерфейс. Этой проблемы можно избежать, если заставить ИИ только масштабировать 3D-элементы в игре, а затем накладывать пользовательский интерфейс. Однако DLSS 3 с его возможностями генерации кадров вынужден использовать полностью отрисованные кадры, включая пользовательский интерфейс, что приводит к мерцанию пользовательского интерфейса, а иногда и к его искажению или нечитаемости. Похоже, что с выходом DLSS 3.5 ситуация улучшилась, но вы, вероятно, будете замечать это время от времени.

Однако есть еще большая проблема с генерацией кадров: кадр, сгенерированный ИИ, требует двух кадров рендеринга, один из которых должен быть после кадра, сгенерированного ИИ. Это создает большую дополнительную задержку, потому что GPU приходится ждать дольше, чтобы получить последний кадр. Это создает большую дополнительную задержку. Обычно увеличение частоты кадров уменьшает задержку, но в итоге частота кадров будет намного выше, а задержка останется прежней. Это означает, что игра выглядит плавно, но нажатия кнопок реагируют не так быстро, как ожидалось.

Несмотря на свои недостатки, DLSS остается лидером

Хотя у DLSS есть свои проблемы (особенно у DLSS 3), она остается лучшей технологией коррекции изображения и повышения производительности в играх с момента своего дебюта в 2019 году. И она не лишена конкуренции – AMD анонсировала FidelityFX Super Resolution (или FSR) в 2021 году, а Intel анонсировала Xe Super Sampling (или XeSS) в 2022 году вместе с графическими процессорами Arc Alchemist. DLSS возможно, обеспечит лучшее качество изображения, чем FSR, в то время как XeSS будет включена в большее количество игр (около 250 для FSR и 50 для XeSS) и предложит уникальные возможности генерации кадров.

Однако FSR и XeSS вскоре догнали их. На момент написания этой статьи FSR всего существует несколько лет, и он близок к уровню игр, поддерживаемых DLSS; XeSS едва больше года, и он присутствует как минимум в 50 играх. Более того, FSR поддерживается на графических процессорах, выпущенных в 2016 году, и работает на картах AMD, Intel и Nvidia. Генерация кадров характерна не только для графических процессоров Nvidia: технология Fluid Motion Frames от AMD также может достигать подобных результатов и работать на уровне драйверов.

Однако ни одна из технологий масштабирования не может сравниться по общей производительности и плавности с DLSS от Nvidia, и пока неясно, изменится ли ситуация в 2024 году, когда AMD, как ожидается, выпустит обновленную версию FSR и своей технологии Fluid Motion Frames.