GeForce RTX 3000: pro lepší herní zážitek i vítězství v bitvě

Na trhu je teď nová generace grafik Nvidia GeForce RTX a upgrade na ně by pro vás mohl být hodně zajímavý. Ať už jenom hrajete single-player hry a chcete ty nejlepší vizuální zážitky, nebo soutěžíte v multiplayeru a nebo zase streamujete všechno na internetu, nová generace GPU Ampere vám může přinést hodně výhod. V snímkové frekvenci, kvalitě i životně důležité rychlosti odezvy ve hrách.

Nová generace grafik na 8nm procesu 8N sice na první pohled přináší hlavně velký skok v hrubém výkonu, ale přínosy nejsou zdaleka jenom v totm, že stejná stará hra poběží na vyšších snímcích za sekundu navíc. Zvlášť pokud upgradujete ještě z grafiky GeForce GTX, má toho pro vás architektura Ampere v GeForce RTX 3000 nachystaného hodně nového, takže upgrade nebude jenom o kvantitativním výkonu, ale i o kvalitativních vlastnostech.

Grafiky GeForce RTX dostaly svoje označení podle nových technologií, které přinášejí oproti předchozím generacím GPU, z nichž první je podpora všech novinek, které byly tento rok zahrnuty do nového standardu DirectX 12 Ultimate. GeForce RTX 3000 má plnou hardwarovou podporu pre všechny z nich, zatímco se starším GPU si je budete muset nechat ujít.

Ray Tracing ve hrách: Průlom ve vizuální kvalitě

V prvé řadě je to samozřejmě ray tracingová grafika, která přináší novou úroveň věrnosti a detailu do her. Oproti desetiletí používané metodě rasterizace simuluje ray tracing šíření světelných paprsků na scéně, kdy analyzuje paprsky dopadající do oka kamery (pomyslného hráče). Díky tomu ray tracing dokáže vytvořit věrný obraz, zatímco rasterizace je více „umělá“. Ray tracing je proto používán ve profesionální vizualizace, filmových efektech, a nyní se konečně dostává i do her.

Hlavní silnou stránkou ray tracingu jsou realistická světla a stíny, kdy je fyzikálně věrný stín (včetně třeba i polostínu) počítán přímo podle objektů, které ho vrhají, místo použití nerealistických simulací a triků.

Zásadní význam má ray tracing také pro lesklé a odrazivé povrchy – přímo ze své podstaty totiž počítá s odrazy světla z různých světelných zdrojů, ale také s odrazy třeba v zrcadle. Ty byly dosud obtížným problémem a hry je opět jen simulují různými nepřesnými triky. Ray tracing ale dokáže odraz vypočítat fyzikálně věrně, včetně odrazu objektů, které na scéně ani nejsou vidět, tedy například odrazy hráčů mimo vaše zorné pole. Díky ray tracingu se tak realističnost her posouvá na novou úroveň. Odražené objekty, stejně jako stíny, se přitom pohybují přesně tak, jak by měly, tedy podle objektů, které je vrhají.

RT jádra druhé generace

Toto vše je ale nemožné bez vysokého výpočetního výkonu. Zde právě přicházejí ke slovu grafické karty GeForce RTX 3000, které nesou speciální akcelerátory pro výpočty ray tracingových paprsků: RT jádra už v druhé generaci. Ta mají sama o sobě až dvojnásobný výpočetní výkon proti první generaci v kartách GeForce RTX 2000 a zvládnou proto počítat výrazně více světelných paprsků, takže scéna může být detailnější a ray tracingové efekty kvalitnější – nebo je GPU zvládne s vyššími FPS.

Navíc RT jádra druhé generace dostala přidanou nativní podporu pro tvorbu efektu motion blur, takže mohou temporálně rozmazat pohybující se objekty podobně jako filmová kamera, s malým dopadem na výkon.

V DirectX 12 Ultimate je ray tracing standardizován jako rozšíření DXR 1.0 a 1.1 a v budoucnu ho bude moci využít čím dál více her – ovšem jen tehdy, pokud vaše karta bude mít jeho hardwarovou akceleraci, jako grafiky GeForce RTX.

GeForce RTX 3080 má čip GA102 s 8704 shadery, 272 tensor jádry a 68 RT jádry.
Karta má 10 GB paměti GDDR6X s propustností 760 GB/s a její hrubý výkon je přes 29,8 TFLOPS. 32 modelů na výběr na Alza.cz.

Více z hardwaru díky Mesh Shaderům, Variable Rate Shadingu a Sampler Feedbacku

DirectX 12 Ultimate ale přináší kromě ray tacingu i další výhody, takže hardwarová podpora tohoto standardu se uplatní i v hrách s normální rasterizací. Technologie Mesh Shaders zavádí novou programovatelnou pipeline pro zpracování geometrie ve scéně, s níž mohou hry použít mnohem více objektů, než dosud, aniž by jejich výpočty geometrický engine zahltily. Toto dovolí mnohem bohatší scény v exteriérech a volných prostorech: například asteroidů ve vesmírném simulátoru, jednotlivých vojáků viděných z dálky v masové scéně a podobně.

Variable Rate Shading zase vylepšuje výkon pixel shaderů. Využívá toho, že ne na všech plochách a objektech ve hře je nutné zpracovávat shadery s plným rozlišením. Variable Rate Shading inteligentně posuzuje, zda je možné rozlišení snížit a například v jednolitých plochách, nebo na rychle se pohybujících objektech sníží rozlišení tak, že se počítá místo každého pixelu zvlášť výsledek třeba jen pro blok 2×1, 2×2 nebo 4×4 bodů.

To dokáže uspořit výkon výpočetních jednotek a zvýšit tak FPS, aniž by se to nějak negativně projevilo. A nebo tento výkon využít pro zvýšení kvality někde jinde ve scéně.

DirectX 12 Ultiamte dále přináší ještě vylepšení Sampler Feedback, které umožňuje práci s velmi velkými texturami, kdy si engine hry může inteligentně řídit, které jejich části potřebuje, takže GPU zvládne i tak velké textury, které by ho jinak zahltily.

Součástí je také technika Texture-space shading, kterou budou hry moci použít k chytrému ušetření výkonu při vykreslování stejných objektů. Ta dovoluje vykreslit efekty a shadery pro určitý objekt do textury a tu uložit v paměti, aby pak mohla být znovu použitá pro podobné instance téhož objektu už bez opakování složitějších výpočtů – prostě jen aplikováním textury. Toto by opět mohlo výrazně ulevit grafikám v masových scénách, kde dovolí levně vytvořit komplexní scénu plnou objektů.

Souhrn těchto nových technologií může dát novým grafickým kartám jako jsou GeForce RTX 3000, které techniky DirectX 12 Ultimate podporují, velkou výhodu ve výkonu i schopnostech.

RTX IO: akcelerace nahrávání textur z disku pro lepší loading times

Podporou funkcí DX 12 Ultimate ale hardwarové možnosti GeForce RTX 3000 nekončí. Nvidia v nich přináší také novinku RTX IO. Ta přináší GPU akceleraci opět do nové oblasti: do načítání textur z disku. Tato operace normálně probíhá v režii procesoru počítače, ale u moderních her s velkým množstvím textur, které je třeba mít komprimované kvůli datové propustnosti disků, může dekomprimování na CPU a kopírován dat do operační paměti a pak zase z ní do paměti GPU vyplýtvat velké množství výkonu.

RTX IO mění systém načítání textur v mnohem efektivnější proces. S RTX IO jsou komprimované textury načítané z NVMe SSD na sběrnici PCI Express rovnou do paměti grafiky, aniž by musela jít přes CPU a RAM. Tím je odstraněno úzké hrdlo výkonu a navíc je dekomprese textur prováděná výpočetními jednotkami GPU s mnohem vyšším výkonem. Podle testů Nvidie může nová grafika GeForce RTX 3000 textury dekomprimovat s takovým výkonem, že by k podobnému bylo potřeba 24 jader CPU.

RTX IO tak může významně zkrátit nahrávací časy her a navíc ještě zlepšit výkon, protože se zátěž přesune z CPU na grafiku.

GeForce RTX 3070 má čip GA104 s 5888 shadery, 184 tensor jádry a 46 RT jádry.
Karta má 8 GB paměti GDDR6 s propustností 448 GB/s a její hrubý výkon je přes 20,3 TFLOPS. 33 modelů na výběr na Alza.cz.