MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
⇣ Содержание
Опрос
|
реклама
Самое интересное в новостях
Групповое тестирование 32 видеокарт в Metro Exodus
Трассировка лучей в реальном времени и аппаратная обработка данных сетями машинного обучения — вот направление, в котором должны развиваться компьютерные игры. По крайней мере, именно в этом стремится убедить игроков компания NVIDIA. Не все геймеры согласны с этой точкой зрения, особенно в свете того, что новые видеокарты серии GeForce RTX оказались дороже своих предшественников, а в большинстве игр передовые алгоритмы рендеринга появятся еще нескоро. И правда, единственным примером трассировки лучей в игровой графике долгое время была Battlefield V, а ведь прошло без малого полгода после анонса первых моделей GeForce RTX. В Shadow of the Tomb Raider собственный метод взаимодействия с DXR (расширением API Direct3D 12 для трассировки лучей) все еще не созрел. Metro Exodus — первый проект, способный переубедить скептиков. В нем Ray Tracing используется наиболее интенсивно и с самого начала есть поддержка DLSS — проприетарной технологии, которая поможет графическим процессорам NVIDIA в этой чрезвычайно требовательной игре.  Настройки качества графики В отличие от Battlefield V и большинства других проектов, в которых мы проводили массовые тесты GPU, игры серии Metro скрывают от пользователя большинство параметров графического движка, и Metro Exodus не стала исключением. Игра даже не содержит предустановленных режимов детализации изображения, хотя они есть в утилите, запускающей встроенный бенчмарк, — от низкой до ультравысокой. Среди индивидуальных настроек можно отрегулировать только общее «качество» изображения, размер выборки пикселов для анизотропной фильтрации, интенсивность размытия движущихся объектов, а также глубину тесселяции геометрических примитивов. В качестве основного метода полноэкранного сглаживания игра использует собственную разновидность временнóго алгоритма (TAA — Temporal Anti-Aliasing) — его нельзя отключить, но, судя по сведениям от NVIDIA, TAA здесь работает очень мягко и наверняка мало влияет на общее быстродействие. Metro Exodus создана в тесном сотрудничестве с NVIDIA и задействует целый набор закрытых библиотек «зеленой» компании. В их числе есть PhysX и скандально известная HairWorks. И ту и другую опцию можно активировать на видеокартах AMD, но мы не заметили, чтобы PhysX и HairWorks заметно вредили «красным» GPU в этой игре, — казус третьего «Ведьмака» точно не повторится. Но главное достоинство Metro Exodus — это, конечно же, возможность трассировки лучей с помощью расширения DXR для Direct3D 12. Последняя работает в двух режимах — High и Ultra. Разработчики не раскрывают такой информации, как плотность лучей в каждом из них, но сама NVIDIA рекомендует ограничиться опцией High даже владельцам GeForce RTX 2080 Ti. Наконец, Metro Exodus с момента выпуска обладает поддержкой DLSS — еще одной проприетарной технологии NVIDIA, которая должна компенсировать неизбежное падение быстродействия, связанное с трассировкой лучей. О ней мы уже писали не меньше, чем о DXR, но не грех еще раз повторить, что означает эта аббревиатура. DLSS (Deep Learning Super Sampling) позволяет графическому процессору выполнять рендеринг при сниженном разрешении, а с помощью нейронной сети, обученной на серверах NVIDIA, кадр масштабируется до целевого размера, к примеру из 1440p в 2160p. Алгоритм DLSS адаптируется под каждую отдельно взятую игру, а обработка исходного кадра выполняется тензорными ядрами, которые есть только в чипах архитектуры Volta и Turing. Надо заметить, что в данный момент DLSS в Metro Exodus реализован с ограничениями. Так, из всего семейства GeForce RTX лишь старшие модели, начиная с RTX 2070, могут пользоваться DLSS при разрешении 2160p. GeForce RTX 2060, в свою очередь, привязан к режимам 1080p и 1440p. А включить DLSS отдельно от трассировки лучей можно только на видеокартах не слабее RTX 2070 и в единственном экранном режиме — 2160p. Но главное, NVIDIA сообщила, что нейросеть, которая предназначена для Metro Exodus, еще не полностью готова — в игре используется предварительная версия, и, как мы увидим, это хорошо заметно по изображению.
Для измерения производительности GPU мы использовали профили настроек Low, Normal и Ultra, а в дополнение к этому сделали финальный тест в профиле Extreme. Последний задействует аналог полноэкранного сглаживания методом суперсемплинга — разрешение рендеринга по вертикали и горизонтали в этом случае фактически удвоено (а в режиме Low оно, наоборот, вдвое меньше). Надо ли говорить, что среди участников сравнения лишь единицы имеют достаточную производительность для того, чтобы удержать частоту смены кадров выше 30 FPS при такой вычислительной нагрузке. Ускорители серии GeForce RTX 20 прошли основную часть тестирования без трассировки лучей в реальном времени (DXR) и масштабирования кадров с помощью DLSS. Результаты бенчмарков с применением этих технологий NVIDIA приводятся в отдельном разделе статьи. Все тесты выполнены под API Direct3D 12. ⇡#Качество графики в примерахКак и в большинстве игр такого калибра, как Metro Exodus, движок позволяет масштабировать качество изображения в широких пределах, причем разница между низким, средним и ультравысоким профилями детализации выражена чрезвычайно сильно. Впрочем, уже при «нормальных» настройках игра выглядит весьма презентабельно — после изучения графиков с результатами тестирования владельцам графических карт средней ценовой категории стоит вспомнить об этом, чтобы не расстраиваться. Кстати, в режиме Low рендеринг происходит в половинном разрешении по горизонтали и вертикали, но в скриншотах мы не стали менять эту настройку, чтобы разглядеть влияние других параметров было проще.
Трассировка лучей в Metro Exodus, на первый взгляд, проявляется не так эффектно, как в Battlefield V, ведь она здесь не служит для рендеринга отражений. В то же время даже на минимальном уровне интенсивности Ray Tracing оставляет след буквально на каждой поверхности игровой сцены. Трассировка лучей в движке 4A Games заменяет все аспекты глобального освещения, которые в рендеринге методом растеризации тем или иным образом имитируются. Первое, что бросается в глаза, — это тени в нишах, углах и других закрытых пространствах на фоне ярко освещенных площадей. Стандартные карты теней в сочетании с Ambient Occlusion не дают такого контраста. С другой стороны, DXR просчитывает отражение рассеянного света между поверхностями — в результате из кадра пропадают тени, которых, наоборот, быть не должно, а цвет одного объекта переливается на соседние (прим.: отражение цвета в актуальной версии Metro Exodus распространяется только на объекты, освещенные небом, но в будущих обновлениях эта функция будет работать глобально.) Среди более тонких эффектов трассировки лучей обратите внимание на мягкие динамические тени, которые отбрасывают элементы интерьера на модели персонажей. Даже в режиме ультравысокого качества, но без DXR лица равномерно освещены и выглядят неестественно ярко на фоне темной комнаты. Благодаря трассировке лучей модели погружаются в правдоподобную полутень. Если присмотреться, можно заметить, что даже элементы экипировки персонажей отбрасывают тени на одежду. А вот разница между двумя режимами DXR выражена слабо: опция RT High уже настолько преображает игру, что уловить отличия можно лишь в мелких деталях.
Наконец, сравним изображение при разрешении 2160p с полноэкранным сглаживанием по алгоритму TAA и ту же самую сцену, полученную с помощью DLSS. Разработчики не говорят, как финальная картинка соотносится по размеру с исходным кадром (в данном случае GPU наверняка выполняет рендеринг в разрешении 1440p), но качество DLSS в Metro Exodus пока далеко от идеала. Не нужно смотреть на скриншоты в приближении, чтобы заметить «мыло». Настолько четкой картинки, как в Final Fantasy XV, тут нет и в помине. Однако NVIDIA обещает все исправить буквально в течение недели после выхода игры, причем для этого не придется скачивать новую версию драйвера — служба NGX, которая устанавливается вместе с драйвером видеокарты, загрузит обновление самостоятельно. ⇡#Тестовый стенд, методика тестирования
Тестирование производительности выполнено с помощью встроенного бенчмарка Metro Exodus. Показатели средней и минимальной кадровых частот выводятся из журнала времени рендеринга индивидуальных кадров, который игра записывает в файл результатов. Средняя частота смены кадров на диаграммах является величиной, обратной среднему времени рендеринга кадра. Для оценки минимальной кадровой частоты вычисляется количество кадров, сформированных в каждую секунду теста. Из этого массива чисел берется значение, соответствующее 1-му процентилю распределения. Прим. В связи с тем, что мы начали тестирование за несколько дней до того, как игра появилась в продаже, для видеокарт AMD использовалось «старое» ПО версии 19.2.1. Со стороны NVIDIA, тестовая сборка Metro Exodus, доступ к которой пресса получила заранее, требует драйвер версии 417.71 для корректной работы. Обновление ПО видеокарт до актуальных версий (AMD Radeon Software Adrenalin 2019 Edition 19.2.2 и GeForce Game Ready Driver 418.91), а также установка первого «патча» Metro Exodus, не оказывает практического влияния на быстродействие — по крайней мере, по результатам встроенного бенчмарка. Участники тестирования
Прим.: в спецификациях Vega в качестве высшей частоты AMD указывает не максимально допустимую при штатных настройках, как было в предыдущих поколениях архитектуры GCN, а верхнюю границу диапазона, в котором GPU работает при типичной нагрузке. Но т. к. утилиты для мониторинга и разгона, включая фирменный WattMan, игнорируют Boost Clock и по-прежнему показывают предельную частоту, в спецификациях указана именно она. ⇡#Результаты тестированияКак и в предыдущих массовых тестах видеокарт, мы сгруппировали результаты измерений, ориентируясь в первую очередь на разрешение экрана. При каждом из трех разрешений (1920 × 1080, 2560 × 1440, 3840 × 2160) проводился тест c низкими и средними установками качества графики (профили Low и Normal), а затем — с высокими (профиль Ultra). При определенном разрешении для каждой видеокарты из диаграмм исключены результаты, если а) при более высоком качестве графики устройство обеспечивает от 60 FPS и выше; б) в данном режиме не обеспечивает 30 FPS. Таким образом для отдельно взятой видеокарты определяется диапазон качества графики между «едва тянет» и «снижать качество не требуется». ⇡#1920 × 1080Даже при разрешении 1080p заметно, насколько высокие запросы предъявляет Metro Exodus к быстродействию компьютера. В список видеокарт, которые обеспечивают среднюю частоту смены кадров не меньше 30 FPS, уже не попали такие модели, как GeForce GTX 750 Ti и Radeon RX 550, которым в предыдущих групповых тестах нередко удавалось пробиться на нижние строчки графиков. Отсев прошел не только по производительности графического процессора, но и по объему его оперативной памяти — двух гигабайт VRAM этой игре явно недостаточно даже при консервативных настройках: посмотрите, насколько Radeon R9 370X с кадровым буфером 2 Гбайт уступает младшей видеокарте на базе того же GPU — Radeon R7 370, у которой оперативной памяти вдвое больше. Более мощные устройства с 4 Гбайт RAM, пусть на основе формально устаревшего кремния, при разрешении 1080p чувствуют себя вполне комфортно. Так, GeForce GTX 980, Radeon R9 390X или Radeon R9 Fury способны выдать около 60 FPS при средних настройках детализации и как минимум 30 при ультравысоких. В свою очередь, современные модели средней ценовой категории — GeForce GTX 1060 и Radeon RX 570 — превзошли отметку в 60 FPS при низком качестве графики и удержались выше 30 FPS в режиме Ultra. А вот для того, чтобы при агрессивных параметрах детализации сохранить резерв быстродействия не меньше 60 FPS (а ведь мы еще не дошли до тестов в профиле Extreme!), требуется железо совсем иного уровня: в каталоге AMD это Radeon RX Vega 64, а у NVIDIA — GeForce GTX 1080 Ti или RTX 2070. 
 ⇡#2560 × 1440Разница вычислительной нагрузки в разрешениях 1080p и 1440p неожиданно слабо влияет на быстродействие бюджетных или просто старых видеокарт. Те же устройства, которые в 1080p сумели выдать не меньше 30 (как Radeon RX 560 и GeForce GTX 1050 Ti) или, в свою очередь, 60 FPS (Radeon RX 570 и GeForce GTX 1060) при низких параметрах качества графики, с таким же успехом годятся и для 1440p. Однако даже среднее качество графики при разрешении 1440p не позволяет видеокартам уровня Radeon RX 570 и GeForce GTX 1060 подняться до 60 FPS — на это способны лишь Radeon RX Vega 56, GeForce GTX 1070 Ti, GeForce RTX 2060 и более производительные модели на чипах Vega, Pascal и Turing. На данном этапе потеряли дыхание и заслуженные представители «старой гвардии» — ни GeForce GTX 980 Ti, ни Radeon R9 Fury X уже не видать заветных 60 кадров в секунду. Что касается профиля Ultra в бенчмарке Metro Exodus, то абсолютное большинство того железа, которое сейчас установлено в геймерских ПК, не позволит запустить игру с комфортной частотой смены кадров выше 60 FPS. Только у двух видеокарт — GeForce RTX 2080 и RTX 2080 Ti — без оговорок хватает вычислительной мощности, хотя Radeon VII и GeForce GTX 1080 Ti нужно было набрать всего лишь пару FPS для того, чтобы прорваться в группу лидеров. Флагманские ускорители прошлых лет (Radeon R9 Fury X, GeForce GTX 980 Ti) и современные предложения на стыке средней и высокой ценовых категорий (Radeon RX 590, GeForce GTX 1070) в таких условиях обеспечивают лишь минимально приемлемый уровень быстродействия, балансируя на грани 30 FPS. 
 ⇡#3840 × 2160Быстродействие в Metro Exodus намного сильнее зависит от параметров детализации, нежели от экранного разрешения. Поэтому так много видеокарт оказалось на диаграмме результатов с разрешением 4К, но низким качеством графики. Тем не менее видеокарты средней ценовой категории, которые в режиме 1080p обеспечивают неплохую частоту смены кадров при средних и высоких настройках (Radeon RX 570, GeForce GTX 1060), в 4К даже при низкой детализации заработали всего лишь 30 FPS. В зону выше 60 FPS прорвались только более мощные устройства из современного модельного ряда (как минимум Radeon RX 590, GeForce GTX 1070 или RTX 2060) вместе с бывшими флагманами (Radeon R9 Fury X, GeForce GTX 980 Ti). При более требовательных настройках (предустановки Normal и Ultra) плавная игра в Metro c частотой смены кадров 60 FPS в принципе недоступна современным GPU — единственным исключением стал GeForce RTX 2080 Ti, да и то в «среднем» режиме. Уровень детализации Ultra уже не вполне по силам старшей модели семейства RTX. Что и говорить, даже через фильтр 30 FPS прошли единицы из всех участников теста: Radeon RX Vega 64, Radeon VII, GeForce GTX 1080 Ti, а также старшие «Тьюринги», начиная с GeForce RTX 2070. 
 ⇡#Трассировка лучейПо результатам предыдущих тестов очевидно, что Metro Exodus стала беспрецедентно требовательной игрой даже без трассировки лучей в реальном времени. А если учесть опыт Battlefield V, то на приемлемый уровень быстродействия с технологией DXR мы явно не рассчитывали, особенно на младших видеокартах семейства GeForce RTX — 2060 и 2070. В итоге оказалось, что трассировка лучей в Metro Exodus не так сильно бьет по частоте смены кадров, как мы боялись. Но, в отличие от Battlefield V, эта игра сама по себе не оставляет большого запаса быстродействия. Посмотрим, какой из этих факторов возобладал. Как и в Battlefield V, цена активации DXR в Metro Exodus зависит от разрешения рендеринга. Так, при высоком качестве трассировки и разрешении 1080p придется смириться с падением быстродействия на 19–22 %, в режиме 1440p кадровая частота снижается на 23–28 %, а в 2160p — уже на все 30–34 %. Опцию RayTrace Ultra сама NVIDIA не советует включать даже на GeForce RTX 2080 Ti, и неспроста: максимальное качество трассировки влечет за собою потерю от 25 до 44 % исходной производительности. Если распределить видеокарты семейства GeForce RTX по разрешению экрана, в котором каждая из них обеспечивает около 60 кадров/с или выше при настройках детализации Ultra, но без трассировки лучей, то младшие модели — RTX 2060 и RTX 2070 — подходят для режима 1080p, а RTX 2080 — для 1440p. GeForce RTX 2080 Ti, пусть с огромной натяжкой, справляется с Metro Exodus в режиме 2160p. Но если включить DXR, то владельцу GeForce RTX 2080 Ti придется забыть о 4 К и ограничиться разрешением 1440p. В свою очередь, GeForce RTX 2080 переместился в категорию ускорителей для игры в 1080p, а RTX 2070 в этом же режиме провалился сквозь границу 60 FPS. Наконец, GeForce RTX 2060 трассировка лучей в Metro Exodus в комбинации с высокими настройками детализации просто противопоказана — как мы и предполагали. Однако столь тревожные результаты еще не означают, что рендеринг с помощью DXR в этой игре доступен лишь двум видеокартам по цене от $700 до $1 200. Ведь у трассировки лучей в Metro Exodus есть технология-компаньон, которая облегчает задачу графического процессора, — DLSS. 
⇡#DLSSМасштабирование кадра с помощью машинного обучения в Metro Exodus доступно на любых видеокартах серии GeForce RTX. Однако, по крайней мере в данный момент, выбор разрешения и настроек, которые можно активировать совместно с DLSS, привязан к возможностям того или иного GPU. Так, на GeForce RTX 2060 нейросеть работает только в разрешениях 1080p и 1440p, а задействовать DLSS в отрыве от DXR можно лишь в режиме 4К и только на старших ускорителях семейства Turing — GeForce RTX 2070, RTX 2080 и RTX 2080 Ti. Но трех видеокарт вполне достаточно, чтобы увидеть, насколько сильно DLSS помогает графическому процессору, когда одновременно выполняется трассировка лучей. На старшем «Тьюринге» DLSS полностью компенсирует снижение быстродействия от активации DXR с уровнем качества Ultra, а на RTX 2070 и RTX 2080 предотвращает потерю частоты смены кадров с опцией RT High. Младшей модели, GeForce RTX 2060, опять повезло меньше всего: даже при сравнительно низком разрешении экрана(1440p) эта видеокарта все-таки не в состоянии работать настолько быстро, как без трассировки лучей в реальном времени, хотя в режиме RT High разница по частоте смены кадров является более чем приемлемой. 
 ⇡#Тесты в максимальном качествеНапоследок предлагаем взглянуть на результаты тестов Metro Exodus при бескомпромиссных настройках качества графики, которые заключены в профиле Extreme. Поскольку в этом режиме применяется сглаживание методом суперсемплинга, не удивительно, что на графики попали только самые высокопроизводительные устройства. Конечно, GeForce GTX 1070 Ti и Radeon RX Vega 56 — самые доступные видеокарты, которым покорилась отметка 30 FPS, — не являются вершиной прогресса, но даже среди более мощных моделей один GeForce RTX 2080 Ti приблизился к 60 FPS, да и то при разрешении 1080p. В режиме 1440p граница минимально приемлемой частоты смены кадров пролегает на уровне GeForce GTX 1080 Ti и Radeon VII, а в 4К игра не по силам даже RTX 2080 Ti, действующему чемпиону среди игровых видеокарт. 
 ⇡#ВыводыБольшинство игр последних лет, включая именитые проекты категории ААА, довольно консервативны в своих требованиях к железу. Видеокарты уровня Radeon R7 360 и GeForce GTX 750 Ti нередко справляются с очередным блокбастером при разрешении 1080p и минимальных настройках детализации. Нельзя сказать, что игровая графика перестала развиваться, и в то же время заметно, что производители графических процессоров обогнали игроделов. Видеокарты высшего уровня быстродействия уже без ограничений подходят для игры при разрешении 4К, а в тестах на экранах меньшего размера нередко можно увидеть частоту смены кадров выше сотни.  Похоже, разработчиков из 4А Games не устраивает, что резерв быстродействия современных GPU тратится на раздувание FPS. Как и предыдущие игры серии Metro, «Исход» стал одной из самых требовательных игр своего времени, даже если не брать в расчет трассировку лучей. При «народном» разрешении 1080p и высоких настройках качества графики Metro Exodus уже нуждается в графической карте не хуже Radeon RX Vega 64 или GeForce RTX 2070 для плавной игры с частотой смены кадров выше 60 FPS. В режиме 1440p для этого понадобится GeForce RTX 2080 или Radeon VII, а в 4К подходящего GPU пока просто не существует — даже на GeForce RTX 2080 Ti придется снижать настройки детализации. Удел видеокарт средней ценовой категории (GeForce GTX 1060/1070 или Radeon RX 580) в Metro Exodus — средние же настройки качества графики при разрешении 1080p или низкие в режиме 1440p. На такое быстродействие могут рассчитывать и владельцы топовых моделей среди старых видеокарт AMD и NVIDIA (GeForce GTX 980/980 Ti, Radeon R9 390X, Radeon R9 Fury). Что касается трассировки лучей в реальном времени, то реализация DXR у 4A Games получилась немного менее требовательной по сравнению с тем, что сделали шведы из DICE в Battlefield V. Однако сама игра не оставляет видеокартам серии GeForce RTX такого запаса быстродействия, чтобы можно было без сожаления пожертвовать 19–44 % частоты смены кадров ради достоверного освещения и теней. К счастью, Metro Exodus не только стала одной из первых игр с поддержкой DXR, но и способна одновременно с трассировкой лучей задействовать другой козырь NVIDIA — DLSS. Эта технология еще нуждается в серьезной доработке, но уже сейчас позволяет включить DXR на чипах архитектуры Turing практически без потерь в производительности. В качестве рекомендации для апгрейда мы вынесли в таблицу образцы видеокарт AMD и NVIDIA различных поколений, обладающие достаточным быстродействием, чтобы средняя частота смены кадров в каждом конкретном режиме превышала заданные пороговые значения — 30 и 60 FPS.
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
© 1997—2024 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews. kz
Подписаться