Nvidia pokazała właśnie coś, co dla graczy będzie bardzo ważne. Inni tego nie mają

Jednym z największych problemów branży gier wideo była szybka popularyzacja standardu Ultra HD, czyli rozdzielczości 4K. Nagle się okazało, że do renderowania i przetwarzania jest cztery razy więcej pikseli niż do tej pory. A jeżeli dorzucić do tego dodatkowe działania typowe w grach wideo, jak wygładzanie krawędzi, śledzenie promieni czy niektóre operacje wykonywane na shaderach karty graficznej - przeskok z 1080p do 4K z punktu widzenia sprzętu komputerowego jest ogromny. Zwłaszcza że gracze PC traktują dziś odświeżanie 60 Hz za minimum, a oczekują czegoś bliższego raczej 120 Hz lub 144 Hz.

Czytaj też:

Innymi słowy, od kart graficznych w dość szybkim czasie zaczęto oczekiwać, że te poradzą sobie z renderowaniem 8,3 mln pikseli (wcześniej: 2,07 mln) nie rzadziej niż co 16,7 ms (płynność 60 kl./s). Rozpoczął się wielki wyścig na coraz to wydajniejsze chipy graficzne, mające poradzić sobie z tym wyzwaniem. I tak na dobrą sprawę teoretycznie jeszcze się nie skończył.

Uruchomienie większości nowoczesnych gier z poziomem szczegółowości ustawionym na Wysoki, w natywnej rozdzielczości 4K niemal nigdy nie zaowocuje płynnością 120 kl./s. Nawet o te 60 klatek będzie trudno. A przecież Ultra HD jest już z nami tyle lat. Trzeba więc stosować różne uproszczenia, takie jak dynamiczna rozdzielczość czy techniki typu checkerboarding, by gry wyglądały ostro na nowoczesnych monitorach, ale też by działały płynnie. Często też odpowiedzią jest rozdzielczość 1440p, dobrze wyglądająca na wyświetlaczu 4K, ale też dająca karcie graficznej nieco oddechu.

Nvidia przez lata inwestowała ogromny kapitał w badaniach nad sztuczną inteligencją, instynktownie czując, że jej przyszłość może od tego zależeć. Kapitał znacznie większy niż konkurencja. Jednym z wielu efektów tych inwestycji jest algorytm DLSS. W swojej pierwszej wersji niezbyt imponujący, więc dla oszczędności czasu, od razu skupmy się na DLSS 2. Bo to okazało się rewolucją.

DLSS to algorytm sztucznej inteligencji, akcelerowany sprzętowo przez dedykowane temu zadaniu tranzystory na kartach GeForce RTX. Jego celem jest inteligentna rekonstrukcja obrazu z niskiej rozdzielczości do wyższej. To zadanie samo w sobie nie jest aż takie trudne... pod warunkiem, jeżeli mowa o statycznych obrazach lub plikach wideo, które mogą być przetwarzane i wyświetlane z opóźnieniem. Gry wideo to dynamiczny obraz, w którym nie ma czasu na buforowanie. Rekonstrukcja wyświetlanego z płynnością, dajmy na to, 90 kl./s obrazu do wyższej rozdzielczości, gdzie algorytm nie ma dostępu do sekwencji klatek, które dopiero mają być wyświetlone na ekranie, to zadanie absurdalnie trudne. Ale nie dla DLSS 2.x.

DLSS 2.x wprowadzając dodatkowy i bardzo nieznaczny input lag (około 2 ms) radzi sobie absolutnie fenomenalnie w kwestii wspomnianej rekonstrukcji obrazu. Do tego stopnia, że uzyskane efekty czasem są atrakcyjniejsze dla oka niż natywny rendering 4K z wygładzaniem krawędzi. Innymi słowy, karta graficzna renderuje grę w niskiej rozdzielczości, co zapewnia ogromny zapas mocy obliczeniowej, który można przeznaczyć na płynność lub dodatkowe szczegóły graficzne - a DLSS 2.x przetwarza obraz tak, że wygląda jakby był renderowany w rozdzielczości znacznie wyższej. Nvidia wprowadziła płynne gry w wysokiej rozdzielczości pod strzechy. Zostawiając przy tym konkurencję w nocniku.

Owa konkurencja nie składa się jednak z miernot. AMD w tym roku wydało konkurencję dla DLSS 2.x, w formie FSR 2.0. Zapewnia nieco gorsze rezultaty niż DLSS, ale działa z każdą kartą graficzną, a nie tylko z GeForce’ami jak DLSS, czy z Radeonami. Na rynek wkracza też Intel i jego XeSS, które według wstępnych testów również w niewielkim stopniu ustępuje DLSS i które również działa na wszystkich kartach graficznych, a nie tylko Intel Arc.

Twórcy gier zostali postawieni przed interesującym problemem. GeForce RTX to najchętniej przez graczy wybierana karta graficzna, a DLSS zapewnia najlepsze rezultaty. Jednak wykorzystanie FSR 2.0 bądź XeSS gwarantuje korzyści wszystkim graczom, w tym tych z GeForce’ami. Wdrożenie DLSS wyklucza posiadaczy Radeonów i Arców.

Tyle że Nvidia pokazała właśnie coś, co dla graczy będzie bardzo ważne. I czego FSR i XeSS nie mają i prawdopodobnie długo mieć nie będą.

W ogromnym uproszczeniu, DLSS 2 działa renderując bieżącą klatkę w niższej rozdzielczości dorysowując szczegóły na podstawie klatki ubiegłej w wysokiej rozdzielczości. Posługuje się przy tym analizą temporalną by przewidzieć ruch pikseli w przyszłych klatkach obrazu. DLSS 3 zamiast pikseli rysuje całe brakujące klatki.

Nie jest to przy tym algorytm interpolacji klatek, jaki można spotkać na przykład w nowoczesnych telewizorach. Ów algorytm wprowadzałby opóźnienie w generowaniu obrazu, które w grach wideo byłoby nie do przyjęcia. DLSS 3 wykorzystuje dane z DLSS 2, w tym wektory ruchu i już oczyszczony obraz, by następnie zaaplikować technikę, którą Nvidia nazywa Optical Flow Accelerator. A na deser aplikowane jest Nvidia Reflex, czyli znana już technika Nvidii do redukowania input laga, który prawdopodobnie DLSS 3 nieco zwiększa.

Dużo trudnych słówek, ale co to wszystko oznacza? Ano to, że DLSS 3 z mocą obliczeniową kart GeForce RTX 4000 jest w stanie przewidzieć jak wyglądać powinny klatki pomiędzy tymi wygenerowanymi przez grę i je dodać. Według udostępnionych przez Nvidię wykresów, może to zwiększać liczbę klatek na sekundę w grach od 150 proc. do nawet 400 proc.

Nawet jeśli to ostatnie to skrajny i trudny do odtworzenia przypadek, to i tak zwiększenie o kilkadziesiąt procent płynności gry oznacza kolejne zwolnienie zasobów potężnego graficznego układu. To sprytna droga do coraz wyższej szczegółowości obrazu w grach i coraz większej płynności bez potrzeby budowy monstrualnych chipów zużywających ogromne ilości energii. To może nie brzmi za dobrze w kontekście ogromnych i prądożernych układów GeForce, ale też warto zadać sobie pytanie o ile musiałyby być jeszcze większe, by zapewnić te same rezultaty bez DLSS.

DLSS 3, tak jak DLSS 2, wymaga dwóch rzeczy. Po pierwsze, wymaga integracji z grą. Mechanizm nie działa z każdym uruchomionym przez gracza tytułem, a tylko z tymi, które pod DLSS zostaną przygotowane. DLSS 3 wymaga ręcznej implementacji. Ta podobno nie jest trudna, ma być też dostępna dla klientów Unreal Engine i Unity. Wymaga jednak woli dewelopera. Druga kwestia jest jednak znacznie bardziej problematyczna.

DLSS 3 to zamknięta technologia Nvidii, ściśle zoptymalizowana pod bardzo konkretny sprzęt, jakim są moduły Tensor w GeForce RTX. Nie zadziała z układami graficznymi Radeon, nie zadziała też w układach graficznych Intela. Jakby tego było mało, DLSS 3 będzie dostępny tylko dla posiadaczy kart graficznych GeForce RTX 4000. Te na razie są absurdalnie drogie, do mainstreamu trafią co najmniej za kilka, kilkanaście miesięcy.

Prezes Nvidii na wirtualnym spotkaniu z dziennikarzami z Europy stwierdził, że Prawo Moore’a jest martwe. Odnosił się tu do prawidłowości przez dekady pasującej do rynku układów scalonych, gdzie co 1,5 roku wydajność chipów się podwajała przy tej samej cenie produkcji. Twierdzi też, że wyścig po jeszcze wyższą wydajność będzie coraz droższy.

Prawdopodobnie ma rację - ale też jest wiele wątpliwości, czy pogłębiający się kryzys gospodarczy i coraz niższe zdolności nabywcze statystycznego konsumenta idą w parze z popytem na karty graficzne za wiele tysięcy złotych. Zwłaszcza że te są już dwie generacje rozwoju za konsolami do gier, które i tak są rynkowym standardem. Nvidia jest wiodącym innowatorem, liderem postępu. Może się jednak okazać, że zwiastowana przez DLSS 3 rewolucja może nadejść ze sporym opóźnieniem. Na razie jest bowiem dostępna głównie dla graczy-entuzjastów, którzy nie boją się wydać większej kwoty w zamian za najwyższy możliwy komfort zabawy.