Ostatnia duża premiera kart graficznych miała miejsce dwa lata temu: mowa o karcie graficznej Pascal, dzięki której Nvidia przez długi czas była w stanie bezpiecznie zajmować czołowe lokaty zarówno w naszym rankingu procesorów graficznych GPU, jak i kart graficznych od producentów. W tym czasie AMD mogło jedynie nawiązać do osiągów układu GeForce GTX 1080 ze swoimi opóźnionymi modelami Vega, podczas gdy GeForce GTX 1080 Ti pozostawał poza zasięgiem. Bez oddechu konkurenta na plecach, Nvidia miała mnóstwo czasu na dopracowanie nowych procesorów graficznych Turing. Owocem tej pracy jest Geforce RTX 2080 Ti, nowy okręt flagowy Nvidii przeznaczony dla najbardziej wymagających graczy. Wraz z nowym układem Nvidia obiecuje, że otwiera nowy rozdział w historii kart graficznych, gdzie prym wiodą sztuczna inteligencja i ray tracing.
Nvidia RTX 2080 Ti
Turing oznacza dla Nvidii fundamentalną zmianę architektury. Nic więc dziwnego, że tym razem zmiana warty trwała nieco dłużej. Do najważniejszych nowości należą rdzenie tensorów i rdzenie ray tracingu (RT). Ponadto liczba shaderów została zwiększona z 3584 do 4352. Oprócz większej, o około 21%, liczby shaderów (znanych również jako “rdzenie CUDA”), na ogromnej jednostce GPU TU102 o powierzchni aż 754 mm² znajdują się również nowe jednostki. Odpowiadają one za obliczenia na liczbach całkowitych, więc powinny odciążyć zwykłe shadery zmiennoprzecinkowe.
Pozostałe zmiany obejmują między innymi nowe pamięci GDDR6 o przepustowości do 616 GB/s, co pozwala uniknąć wąskich gardeł przy wysokich rozdzielczościach. Ponownie pojawia się technologia SLI, choć w wersji ograniczonej do dwóch karty graficznych połączonych przez NVLink o przepustowości 100 GB/s. Jednocześnie w nowych kartach zastosowano interfejs DisplayPort 1.4a, dzięki któremu pojedyncza karta może obsłużyć do dwóch ekranów o rozdzielczości 8K przy 60 Hz. Pojawiła się też obsługa standardu VirtualLink. Standard ten odpowiada za komunikację najnowszych modeli okularów VR z kartą graficzną (dane, obrazy i zasilanie) przez pojedynczy kabel USB-C. Odpowiednie złącze znajduje się obok zwykłych portów HDMI i Display Port.
Porównanie parametrów
TU102 jest nieco obciętą wersją układu, który w pełnym wydaniu zarezerwowany jest wyłącznie dla profesjonalnych kart Quadro RTX 8000 i 6000 przeznaczonych dla stacji roboczych. W poniższej tabeli przedstawiono różnice pomiędzy starym GTX 1080 Ti oraz nowymi RTX 2080 i RTX 2080 Ti.
(Uwaga, liczba kolumn w tabeli zależy od wielkości okna przeglądarki. Obróć smartfon, aby zobaczyć więcej.)
| – | GTX 1080 Ti | RTX 2080 | RTX 2080 Ti |
| Architektura | Pascal | Turing | Turing |
| Liczba shaderów | 3584 | 2944 | 4352 |
| Liczba rdzeni tensor | – | 368 | 544 |
| Liczba rdzeni RT | – | 46 | 68 |
| Częstotliwość taktowania GPU | 1480 MHz | 1515 MHz | 1350 MHz |
| Częstotliwość taktowania GPU (Boost) | 1582 MHz | 1710 MHz | 1545 MHz |
| Szerokość interfejsu pamięci | 352 bit. | 256 bit. | 352 bit. |
| Pamięć | 11 GB GDDR5X | 8 GB GDDR6 | 11 GB GDDR6 |
| Liczba jednostek renderujących (ROP) | 88 | 64 | 88 |
| Liczba jednostek teksturujących (TMU) | 224 | 184 | 272 |
| TDP | 250 W | 215 W | 250 W |
| Wielkość układu | 471 mm² | 545 mm² | 754 mm² |
| Wymiar technologiczny produkcji | 16 nm | 12 nm | 12 nm |
Pierwsze wyniki
Przejdźmy do najważniejszego aspektu każdego testu kart graficznych: wyników benchmarków. Jak zawsze, w RTX 2080 Ti uruchomiliśmy całą masę benchmarków i gier w rozdzielczości Full HD i 4K (UHD). Najważniejszy wniosek: GeForce RTX 2080 Ti nawet w rozdzielczości 4K zawsze wyświetla obraz z prędkością co najmniej 60 klatek na sekundę – nawet przy najwyższych ustawieniach szczegółów.
Do bezpośredniego porównania wykorzystaliśmy kartę bazującą na układzie GeForce GTX 1080 Ti. Wydajność 2080 Ti w 3DMark Time Spy Extreme (DirectX 12 z rozdzielczością 4K) okazała się wyższa o 29 procent. Wyjątek stanowią wyniki w rozdzielczości Full HD, w której obie karty prezentują bardzo zbliżoną wydajność. Wątpliwe jednak by użytkownicy tak wydajnych kart ustawali podczas gry rozdzielczość 1080p tylko po to, aby np. W Alien:Isolation cieszyć się płynnością wyświetlania grafiki na poziomie 300 fps.
Podsumowując, nowa generacja kart graficznych prezentuje może nie rewolucyjną, ale z pewnością ewolucyjną zmianę wydajności, co jest typowe dla kolejnych generacji układów graficznych Nvidii. Rewolucja dotyczy w tym wypadku innych aspektów. Wiele zależy też od dalszej optymalizacji sterowników oraz samych gier. Można się spodziewać, że w najbliższym czasie osiągi nowych kart będą się poprawiać. Prawdziwą różnicę zauważymy dopiero gdy producenci gier zaimplementują w swoich tytułach obsługę nowych możliwość kart Nvidia RTX.
Interesujące jest to, że zużycie energii w RTX 2080 Ti równa się zużyciu energii starszych i słabszych GTX 1080 Ti. Amatorzy nowości nie będą więc musieli martwić się ani o wzrost rachunków za energię elektryczną ani koniecznością zakupu nowego, jeszcze mocniejszego zasilacza.
Zestawienie wyników
| – | GeForce RTX 2080 Ti | GeForce GTX 1080 Ti | Różnica wydajności |
| 3DMark (Fire Strike) | 22 767 pkt. | 20 888 pkt. | 9,00% |
| 3DMark (Fire Strike Ultra) | 8132 pkt. | 7001 pkt. | 16,15% |
| 3DMark (Time Spy) | 11 314 pkt. | 8883 pkt. | 27,37% |
| DiRT Rally (Full-HD) | 175,07 fps | 178,5 fps | -1,92% |
| DiRT Rally (UHD) | 87,76 fps | 74,56 fps | 17,70% |
| Alien: Isolation (Full-HD) | 302,79 fps | 299,33 fps | 1,16% |
| Alien: Isolation (UHD) | 141,45 fps | 111,74 fps | 26,59% |
| GTA V (UHD) | 104,55 fps | 80,1 fps | 30,52% |
| Ashes of the Singularity (Full-HD) | 102 fps | 90,4 fps | 12,83% |
| Ashes of the Singularity (UHD) | 88,4 fps | 75 fps | 17,87% |
| Rise of the Tomb Raider (UHD) | 54,62 fps | 67,04 fps | -18,53% |
| Total War: Warhammer (UHD) | 79,2 fps | 67,2 fps | 17,86% |
| Total War: Warhammer II (Full-HD) | 96,2 fps | – | – |
| Total War: Warhammer II (UHD) | 48,5 fps | – | – |
| Far Cry 5 (Full-HD) | 114 fps | – | – |
| Far Cry 5 (UHD) | 75 fps | – | – |
| Metro: Last Light Redux (UHD) | 92,86 fps | 75,03 fps | 23,77% |
| LuxMark | 9303 pkt. | 5485 pkt. | 69,61% |
Karty graficzne są teraz również hybrydami
Obsługa ray tracingu jest najważniejszym atutem kart graficznych nowej generacji. Ale co to właściwie jest? Aby dokładniej to wyjaśnić, musimy najpierw przyjrzeć się dotychczasowemu funkcjonowaniu kart graficznych – mianowicie rastrowaniu.
Podczas rasteryzacji jednostki renderujące pobierają wyniki z pozostałych jednostek na końcu potoku graficznego i konwertują je na dwuwymiarowy obraz, który następnie trafia na ekran. Zaletą rasteryzacji jest to, że jest szybka. Dynamiczne oświetlenie jest wynikiem zastosowania wielu sztuczek programistycznych przez deweloperów. Efekt wygląda mniej lub bardziej przekonująco.
Ray tracing działa zupełnie inaczej. Do generowania sceny 3D wykorzystuje się śledzenie dróg światła z kamery i na tej podstawie generuje płaski obraz, wyświetlany później na ekranie komputera. Nie będziemy się wdawać w szczegóły tej techniki, bo nie jest to istotą tego artykułu. Należy jednak wiedzieć, że ray tracing, czyli powiedzmy w wolnym tłumaczeniu śledzenie promieni, daje spektakularne efekty. Technika ta zapewnia bowiem uzyskiwanie niewiarygodnie realistycznych obrazów, zarówno w grach, jak i w filmach animowanych. Jej olbrzymią wadą jest jednak to, że cały proces jest niezwykle zasobochłonny. Kompletny ray tracing, zachodzący w czasie rzeczywistym, stosowany jest zatem tylko w demach technologicznych (jak to na filmie powyżej), które muszą być renderowane przez wiele połączonych ze sobą kart graficznych.
Hybrydowy rendering, jako że pierwsza generacja gier będzie go używać z ray tracingiem, jest najlepszym połączeniem obu technik: duża część sceny gry będzie nadal renderowana klasycznie poprzez rasteryzację. Za efekty specjalne, takie jak odbicia lub przejrzystość, odpowiadać ray tracing i dlatego są one szczególnie spektakularne.
Jednostki RT: dzisiaj zajmują tylko miejsce
W teorii brzmi to wspaniale: prawdziwy przełom w grafice gier komputerowych. Jedynym problemem jest to, że dziś nie ma jeszcze żadnej gry z obsługą RT. Zastosowanie ray tracingu jest planowane w “Battlefield V”. Znajdująca się już w sprzedaży gra “Shadow of the Tomb Raider” dopiero dostanie obsługę RT w formie patcha. O kolejnych tytułach, które miałyby wykorzystywać RT na razie nic nie wiadomo.
Jedynie od producenta gier zależy, czy uzna on, że wprowadzenie RT jest warte zachodu. A odpowiedź na to pytanie wcale nie jest jednoznaczna: ray tracing jest obecnie dostępny tylko dla komputerów PC. Oznacza to, że jeśli gra ma być wydana zarówno na konsole, jaki na pecety, to w przypadku tych drugich trzeba będzie dopisać solidny kawałek kodu. Z pełną świadomością, że niewielu graczy, ze względu na cenę kart grafiki z RT skorzysta. Z jednej strony jest to więc coś co ma zwabić klienta, z drugiej inwestycja, która nie musi się zwrócić.
Czy taki rozwój wydarzeń jest w ogóle możliwy? Prawdopodobne. W walcie o serca (i portfele) graczy duzi producenci gier mogą angażować się w rozwój ray tracingu. Z kolei mniejsze studia mogą bazować na renderingu hybrydowym. Efekt wizualny będzie podobny (choć zapewne nieco gorszy niż przy zastosowaniu pełnego ray tracingu), ale za to liczba odbiorców większa. Z drugiej strony, DirectX 12 istnieje na rynku od prawie trzech lat, a liczba gier DX12 jest stosunkowo mała.
DLSS: świetna technika, której nikt nie używa
Deep Learning Super-Sampling (DLSS) jest techniką, która zapewnia super gładkie krawędzie i wyraźny tekst na ekranie. Nvidia mówi tu o jakości na poziomie 64-krotnego super samplingu (wyniki 64 operacji przetwarzania na piksel). Efektywne wygładzanie krawędzi nie jest wynikiem większej liczby obliczeń, ale efektem zastosowania sztucznej inteligencji. W tym celu w procesorze graficznym znajdują się osobne tensor cores, czyli rdzenie odpowiedzialne za przetwarzanie technologii NGX – operacji wykonywanych podczas uczenia maszynowego. To on przyspieszają i usprawniają wyświetlanie obrazu. Według Nvidii rdzenie tensor mogą wykonywać do 500 kwintylionów operacji w każdej sekundzie. Ale tutaj znowu pojawia się problem – programiści muszą najpierw zaimplementować tę funkcję. Aby móc korzystać z DLSS sieć neuronowa kart Nvidii musi być zasilana różnymi informacjami dla każdej gry. Tutaj również każdy deweloper musi zadać sobie pytanie: czy warto jest podjąć wysiłek, jeśli skorzystają z niego tylko obecni posiadacze karty z układami GeForce RTX 2080 i RTX 2080 Ti?
Co dalej z GeForce RTX 2080
Jak będzie przyszłość nowych kart Nvidii? Nie mamy wątpliwości, że w dłuższej perspektywie niesamowity skok jakościowy oferowanych przez nią efektów graficznych skłoni producentów gier to zaimplementowania RT i DLSS w coraz większej liczbie tytułów. Pytanie tylko kiedy to nastąpi skoro jedyną dostępną platformą sprzętową są póki co pecety wyposażone w kosmicznie drogie karty GeForce RTX 2080 i RTX 2080 Ti. Rynkowe początki obu kart mogą być i zapewne będą trudne. Sytuację może zmienić dopiero pojawienie się bardziej przystępnych cenowo akceleratorów co spowoduje rozpowszechnienie odpowiedniej platformy sprzętowej skłaniając deweloperów gier do wykorzystania ich pełnego potencjału.
Wiele zależy też pewnie od rozwoju dwóch innych gałęzi przemysłu związanego z elektroniczną rozrywką czyli rynku konsol oraz Virtual Reality. Każda z nich może dać wyraźny impuls do rozwoju tytułów gier z obsługą RT i DLSS albo go opóźnić. Dużo zależy też od nas czyli graczy. Jeśli uznamy, że nowa wręcz niemal fotorealistyczna jakość grafiki stanowi pożądaną wartość to rynek z pewnością weźmie nasze zdanie pod uwagę. | CHIP