rtx для чего нужен
Профессиональные видеокарты против игровых — зачем нужна Nvidia Quadro?
Содержание
Содержание
Компании Nvidia и AMD выпускают не только геймерские и офисные видеокарты. Та же линейка Nvidia Tesla используется в суперкомпьютерах и мощных вычислительных системах, ориентированных на научные расчеты. А мы поговорим о профессиональных видеокартах для массовых пользователей — линейке Nvidia Quadro и аналогичных.
Зачем нужны профессиональные видеокарты
Все видеокарты выполняют общую задачу — отрисовывают на дисплее кадры, которые до этого подготавливает процессор. Графический чип получает исчерпывающую информацию о сцене: состав и расположение объектов относительно зрителя, цвет, уровень освещения, видимость и так далее. Пару десятилетий назад в играх была пиксельная графика, но сейчас для создания 3D- сцен используются объекты из множества полигонов.
Полигон — это плоскость в трехмерном пространстве. Как правило, в играх используются треугольные полигоны, на основе которых создают уже полноценные 3D-модели. Чем выше число этих треугольников, тем большую детализацию имеет выводимое изображение.
Именно поэтому в старых играх персонажи имеют угловатые формы — вычислительные мощности того времени позволяли оперировать лишь небольшим числом полигонов. По мере совершенствования видеокарт количество полигонов у моделей росло, персонажи становились более реалистичными, резкие углы сглаживались. Это можно хорошо заметить на примере различных ремастеров, например, Crash Bandicoot.
В среднем на одного персонажа приходится от 15 до 45 тысяч таких треугольников. Одним из рекордсменов в этой области является Нейтан Дрейк из Uncharted 4: A Thief’s End. В его модели более 80 тысяч полигонов.
А теперь представьте, что на экране несколько персонажей и еще различные объекты окружения. Игровым видеокартам приходится обрабатывать положение пары сотен тысяч полигонов, не говоря о наложении других эффектов.
Если говорить об игровой видеокарте, то ее задача — расположение всех полигонов в пространстве, прорисовка текстур, затенение, создание динамического освещения и сглаживание. В итоге мы видим на экране финальный кадр со всеми эффектами.
Профессиональные видеокарты чаще нужны для САПР, бизнес-приложений, визуализации, инженерных расчетах. Если вы занимаетесь моделированием и работаете в таких программах, как КОМПАС-3D, T-FLEX CAD, SOLIDWORKS, Autodesk 3ds Max и аналогичных, то предпочтительней именно профессиональная видеокарта.
Помимо этого, видеокарты NVIDIA Quadro используются при создании различных спецэффектов в фильмах.
Профессиональная видеокарта делает по сути тоже самое, что и игровая, но с небольшими нюансами. В узкоспециализированных 3D- моделях не нужно накладывать различные эффекты, которые делают графику фотореалистичной. При проектировании и разработке крайне важна точность, поскольку на основе созданных моделей обычно делают реальные вещи. Соответственно, число полигонов может в несколько раз превышать описанные ранее числа — до нескольких миллионов на сцену.
В чем отличия профессиональных и игровых видеокарт
Теперь давайте разберемся, чем конкретно профессиональные видеокарты отличаются от геймерских.
Больший объем видеопамяти. Для обработки огромного числа полигонов нужно много памяти. Для сравнения, видеокарта NVIDIA Quadro P6000 2016 года имеет 24 ГБ памяти. Если взять топовую геймерскую видеокарту на аналогичной архитектуре GTX 1080 Ti начала 2017-го, то у нее всего 11 ГБ памяти. Тенденция сохраняется и с текущим поколением: игровая RTX 3090 оснащается 24 ГБ, в то время ка профессиональная NVIDIA Quadro RTX 8000 имеет целых 48 ГБ.
Жесткая стандартизация. В геймерсих видеокартах существует нереференсные улучшенные модели от сторонних компаний — Asus, MSI, Palit и других. Профессиональные видеокарты выпускаются строго под контролем разработчиков и обычно не имеют нереференсных моделей. Это позволяет исключить ситуации, когда вмешательство вендора привело к неработоспособности устройства.
Использование ECC-памяти. Как мы сказали ранее, в профессиональных видеокартах определяющее значение имеет точность, и ошибки при расчетах недопустимы. В связи с этим используется специальная ECC-память, которая способна распознавать и исправлять спонтанные ошибки в битах. Однако память с коррекцией работает немного медленнее в сравнении с non-ECC, которая стоит на игровых видеокартах. Тесты энтузиастов показывают, что разница скорости между ECC и non-ECC в различных задачах не превышает 2 %.
Аппаратная поддержка OpenGL. Это программный интерфейс, используемый при написании различных приложений с 2D/3D графикой. Аппаратная поддержка ощутимо ускоряет вычисления, но ее реализация повышает стоимость продукта.
Специализированные драйверы и BIOS. Для профессиональной видеокарты нужен специальный драйвер. Он предлагает немного больше настроек, например, в панели Nvidia Control пользователи Quadro могут установить сглаживание граней объектов вплоть до 64Х, в то время как GeForce предлагает только 8X. Также спецдрайвер предоставляет более широкие возможности управления рабочими столами и их конфигурациями.
В установочный пакет драйверов для Quadro входит особое ПО — NVIDIA WMI (Windows Management Instrumentation) и специальный инструмент NVIDIA SMI для мониторинга. Для игровых GeForce GTX/RTX в стандартном пакете этого нет.
BIOS в Quadro разрабатывают непосредственно инженеры компании, а не специалисты сторонних брендов.
Сертификация от разработчиков ПО. В профессиональных моделях крайне важна корректная работа в узкоспециализированных программах без багов и зависаний, поэтому разработчики ПО проводят отдельную сертификацию.
Более длительный жизненный цикл. Обновление линеек геймерских видеокарт происходит в среднем один раз в 1,5-2 года. Профессиональные модели обновляются реже — раз в 2–4 года.
Специфика портов. В профессиональных моделях вы редко встретите HDMI и, тем более, VGA. В Nvidia Quadro последнего поколения используются порты DP1.4, а также Virtuallink. В более старых моделях присутствует DVI порт.
Цена. Рекомендованная цена Quadro RTX 8000 — 9 999 долларов. За топовую геймерскую RTX 3090 придется отдать 1499 доллара, что существенно дешевле.
Профессиональные карты имеют аппаратные и программные особенности, направленные на повышение производительности сугубо в специализированных приложениях для работы с 3D и 2D графикой, а также на общую стабильность и надежность.
Можно ли играть на профессиональных видеокартах?
Технически профессиональные модели имеют все то же, что и игровые: ядра CUDA, блоки растеризации, текстурные блоки, а новые Quadro RTX по аналогии с геймерскими RTX имеют и тензорные ядра. Именно поэтому вы без проблем сможете запустить игру на Quadro или аналогичных с комфортным FPS.
Проблема в том, что Quadro не ориентированы на отрисовку графических эффектов, которые актуальны для видеоигр. Именно поэтому при относительно равных параметрах профессиональные ускорители выдают меньший FPS. На этом сказывается и ориентация драйверов — для Quadro и аналогичных они просто не подогнаны под игры.
Несмотря на то, что профессиональные видеокарты могут показать неплохой результат в играх, с учетом их стоимости покупка будет актуальной только для узкоспециализированных задач.
Чем RTX видеокарты отличаются от GTX и что лучше
На выставке Gamescom, летом 2018 года, компания NVIDIA представила новую линейку видеокарт под названием RTX. Новинка достаточно быстро поступила в продажу и стала доступна для геймеров в начале осени 2018-го. В данной статье мы расскажем о том, что такое RTX, чем линейка RTX отличается от GTX и что лучше выбрать, если вы решили обновить свою видеокарту.
Что такое RTX
RTX – это новая серия видеокарт от компании NVIDIA, которая пришла на замену старой серии GTX. Видеокарты RTX построены на базе новой микроархитектуры Turing, которая включает в себя отдельные модули для аппаратной трассировки лучей в реальном времени (RT-ядра) и работы с искусственным интеллектом и глубинным обучением (тензорные ядра).
На данный момент серии RTX и GTX выпускаются параллельно. Сейчас к серии RTX относятся видеокарты среднего и высшего ценового диапазона, это:
А к серии GTX относятся бюджетные видеокарты, это:
В дальнейшем, скорее всего, компания NVIDIA откажется от производства видеокарт из серии GTX и полностью переключится на RTX.
Чем RTX отличается от GTX
Линейка видеокарт NVIDIA RTX имеет два основных отличия от серии видеокарт GTX, это:
RT-ядра и тензорные ядра – это отдельные модули внутри графического чипа видеокарты, и они присутствуют только на новых RTX моделях. На видеокартах серии GTX таких модулей нет.
Фактически, наличие этих ядер — это небольшой прорыв на рынке графических ускорителей, поскольку до этого подобного не было ни у NVIDIA, ни у их конкурента AMD. А в будущем, вероятней всего, наличие подобных модулей станет стандартом для всех видеокарт от обоих производителей. Косвенно это подтверждает тот факт, что поддержку аппаратного ускорения трассировки лучей уже анонсировали для игровых консолей следующего поколения.
Наличие RT и тензорных ядер открывает целый ряд новых возможностей. Так RT-ядра позволяют значительно ускорить вычисления, связанные с трассировкой лучей. Это позволит разработчикам игр создавать более реалистичное и динамичное освещение, которое сможет быстро меняться в зависимости от игровых событий. Также трассировка лучей, выполняемая ядрами RT, может применяться для создания таких эффектов, как отражения, преломления, тени и ограничение глубины резкости.
Нужно отметить, что трассировку лучшей можно использовать и на видеокартах без RT-ядер. NVIDIA даже выпустила обновление для драйверов, которое открывает эту возможность на видеокартах GTX 10-поколения. Но, без наличия RT-ядер трассировка отнимает слишком много производительности основных модулей графического процессора из-за чего сильно проседает FPS. Играть в таком формате вряд ли возможно, это скорее демонстрация самой технологии.
В свою очередь, тензорные ядра предназначены для ускорения вычислений, связанных с искусственным интеллектом и глубинным обучением. При чем это не обязательно какие-то прикладные или научные задачи. Тензорные ядра могут использоваться и в компьютерных играх, например, NVIDIA применила данную технологию сглаживания кадров. Это решение получило название DLSS. С его помощью можно значительно улучшить качество изображения в играх, при этом не расходуя вычислительную мощность основных модулей графического процессора видеокарты.
Кроме этого, RTX имеют ряд более мелких изменений, которые также выгодно отличают их от видеокарт прошлых поколений. Например, видеокарты RTX получили:
Что лучше GTX или RTX
При выборе видеокарты может возникнуть вопрос, что лучше GTX или RTX. Ответ здесь достаточно очевиден, видеокарты RTX лучше GTX практически во всем и обладают уникальными возможностями, которые не доступны для GTX. Поэтому если есть возможность, то лучше покупать именно RTX.
Но, нужно учесть, что GeForce RTX 2060, которая является самой доступной во всей линейке RTX, справляется с трассировкой лучшей достаточно плохо. При включении этой функции FPS сильно проседает и играть становится не комфортно, даже в разрешении FullHD. Поэтому для полноценного игрового опыта с трассировкой лучей вам понадобиться GeForce RTX 2070 или даже более мощная видеокарта.
Создатель сайта comp-security.net, автор более 2000 статей о ремонте компьютеров, работе с программами, настройке операционных систем.
Задайте вопрос в комментариях под статьей или на странице «Задать вопрос» и вы обязательно получите ответ.
Технология NVIDIA RTX
На последней выставке Gamescom в 2018 году компания NVIDIA представила новую серию своей продукции под торговой маркой GeForce RTX. Графические адаптеры нового поколения обзавелись возможностью поддерживать одноименную технологию трассировки лучей в реальном времени. И сразу же среди геймеров и энтузиастов возникло множество споров о возможностях RTX в современных компьютерных играх. Что представляет из себя новая технология трассировки лучей от NVIDIA – разберёмся в этой статье.
Трассировка лучей являет собой особый способ имитации поведения света. Лучи света проецируются от экрана на окружающее пространство и либо отражаются, либо преломляются, либо останавливаются на поверхности. В результате мы видим или отражение на поверхности, или изменение цвета, или же появление тени. В настоящее время в компьютерных играх для имитации световых эффектов применяется метод растеризации, при котором используются созданные заранее отражения, карты теней, а глобальное затенение симулируется различными методами. При этом лучи света не имеют эффекта движения в реальном времени, и в результате картинка может выглядеть хоть красиво, но не иметь достаточной реалистичности. Применение технологии NVIDIA RTX позволяет вывести визуальную составляющую компьютерных игр на совершенно новый уровень, позволяя теням и отражениям практически не отличаться от их действия в реальности.
Демо-ролик технологии NVIDIA RTX
Сама по себе технология трассировки лучей не является новшеством. Данный алгоритм уже несколько лет активно используется архитекторами при создании интерактивных проектов зданий и интерьеров, делая картинку более реалистичной. Также эта технология широко применяется в кинематографе, являясь при этом делом достаточно ресурсозатратным. В случае создания спецэффектов в фильмах рендеринг происходит покадрово и занимает большое количество времени.
Компьютерные игры отличает от упомянутых выше вариантов использования трассировки лучей вариативный геймплей, где на формирование изображения у устройства есть лишь доли секунды. Соответственно просчитать все лучи в реальном времени достаточно сложно, и для этого требуется соответствующая мощность. В полной мере это сделать не под силу даже новой графической архитектуре Turing, но всё же компания NVIDIA делает первый шаг в этом направлении, используя RT-ядра в своих видеокартах. В результате появляется гибридный метод рендеринга, заключающийся в попеременной обработке визуальных эффектов — иногда используется растеризация, а иногда трассировка лучей. Это и есть основной принцип технологии NVIDIA RTX. Однако, важным моментом здесь является то, что поддержка такой попеременной обработки эффектов должна быть предусмотрена самими разработчиками игр.
Использование технологии RTX на примере игры Metro Exodus
Но трассировка лучей может быть полезна не только в визуальной составляющей компьютерных игр. Данную технологию можно использовать и для распространения звука, делая его также более реалистичным и глубоким. В играх появляется возможность отражать звуковые эффекты от действия на тех или иных поверхностях и предметах, что весьма сильно влияет на восприятие игры в лучшую сторону.
Также рассматриваемая технология прекрасно применима в построении искусственного интеллекта противников (ботов) в играх. Например, подобным методом можно производить расчет области зрения искусственного интеллекта, тем самым виртуальные противники или напарники будут лучше ориентироваться на локациях — видеть объекты, противников и возможные укрытия. Кроме прочего, новая технология позволяет рассчитывать точки столкновения тех или иных предметов, что способно изменить в лучшую сторону физику в играх. Однако, пока все эти улучшения находятся лишь в начале своего развития.
Как говорилось выше, использование трассировки лучей для всех объектов в компьютерных играх является очень затратным делом с точки зрения производительности. Поэтому, современная линейка видеокарт NVIDIA GeForce RTX в связи со сложностью технологии имеет достаточно высокую цену. Общее восприятие ситуации также подпортилось из-за многочисленных слухов касательно новых видеокарт. Люди, которые не особо разбираются в технологиях построения графики, принялись на различных интернет-площадках утверждать, что новый метод не более чем успешный маркетинг и не несет каких-либо значительных изменений по части визуальной составляющей компьютерных игр. Но, каждый имеет право на свою точку зрения.
Необходимо также сказать о том, что применение новой технологии в немалой степени зависит и от самих разработчиков компьютерных игр. Если проводить аналогию, то в умелых руках тот или иной инструмент может создать шедевр, а в неумелых руках может всё испортить. Также дела обстоят и с применением в компьютерной графике технологии NVIDIA RTX. С её помощью можно изобразить максимально реалистичный свет и тени в играх, а можно создать «глянцевую войну», как например это получилось в демо-ролике Battlefield V.
Демо-ролик технологии RTX на примере игры Battlefield V
В заключение отметим, что на наш субъективный взгляд новая технология от NVIDIA имеет достаточно большой потенциал в игровой индустрии и способна значительно улучшить не только визуальную составляющую в компьютерных играх, но также звук, элементы физики и поведения искусственного интеллекта. Будем надеяться, что уже в ближайшей обозримой перспективе видеокарты с технологией RTX станут доступны широкому кругу любителей компьютерных игр, а не только геймерам с «тугим» кошельком.
Технология RTX и новые видеокарты от Nvidia
C 20 сентября 2018 года в продаже появилась линейка видеокарт от Nvidia — GeForce RTX 20 Series с архитектурой Turing. Главной их особенностью, помимо улучшенной производительности, стала поддержка технологии трассировки лучей в реальном времени или ray tracing. Это стало возможным благодаря RT-ядрам, которые на аппаратном уровне ускоряют трассировку до десяти раз, если сравнивать с видеокартами прошлого поколения.
Так как технология относительно новая, далеко не все с ней знакомы. Сегодня мы решили рассказать о рейтрейсинге, видеокартах RTX и улучшении производительности. Делать это мы будем, используя нашу «белую сборку» с комплектующими от Corsair и видеокартой NVIDIA GeForce RTX 2060.
Трассировка лучей
Революционной технологию не назовешь, ведь рейтрейсинг успешно применялся до этого. От архитектурных проектов до кинематографа — благодаря трассировке лучей специалисты делали свои сцены реалистичнее.
Единственной проблемой до релиза RTX карт был тот факт, что рейтресинг требовал огромных вычислительных мощностей и его реализация в играх казалась нецелесообразной. При создании фильмов рендеринг происходит покадрово и может занимать дни и даже недели. В компьютерных играх сцены должны появляться перед нами в реальном времени, иначе получится в лучшем случае слайд-шоу.
Теперь ситуация изменилась и RT-ядра справляются с обработкой информации в разы быстрее. Например, они просчитывают лучи для визуализации отражений в Battlefield V и глобального освещения в Metro Exodus. Но, несмотря на существенный прорыв в технологиях, говорить о path-tracing пока рано, ведь вместо первичных лучей пока используется растеризация, а для теней, отражений, глобального освещения и фонового затенения используется трассировка лучей в реальном времени. И хотя компания Nvidia сделала большие шаги в этом направлении, даже благодаря видеокартам GeForce RTX нам доступен только гибридный метод рендеринга визуальных эффектов с растеризацией (переводом изображения из векторного формата в пиксели для вывода на дисплей), которая дополняется рейтрейсингом. Так, когда атрибуты геометрии трехмерной сцены растеризируются в «скриншоты», при помощи трассировки лучей берется нормаль (перпендикуляр в точке) и глубина пикселя из растровых слоев — по этим данным и рассчитывается, в каком направлении полетит луч.
Как работает рейтрейсинг?
Скрытые возможности трассировки лучей
Также, рейтрейсинг способен улучшить искусственный интеллект, от «затупов» которого порой рушатся даже лучшие игровые проекты. Например, можно рассчитывать области зрения ИИ, чтобы искусственные противники лучше ориентировались на локациях и использовали их по-максимуму (убегали в укрытия, определяли местонахождение противников, использовали особенности окружающей среды). А еще рейтрейсинг может улучшить физику в играх, рассчитывая коллизию разных предметов.
Вот только перечисленные вещи пока еще только начали развиваться, и полноценную их реализацию в компьютерных играх мы увидим только в будущем.
Оправдана ли цена?
Мы протестировали технологию, и вы уже видели несколько скриншотов-сравнений из Battlefield V. Можно заметить, что со включенным RTX картинка получается живее и реалистичнее. Кроме того, отражения на объектах в разы лучше и детализированнее. Вы можете возразить, что в сетевом шутере мало кто обращает внимание на подобные вещи и в основном игроки гонятся за высоким FPS, тренируют тактическое понимание на разных картах или прокачивают меткость. Однако, это лишь одна из первых игр, в которых реализован рейтрейсинг. А если речь будет о приключенческом тайтле или фэнтезийном мире вроде The Elder Scrolls VI? Там фотореалистичная графика нужна, и она очень сильно повлияет на атмосферу. Так что, технология явно перспективна для сотен будущих ААА-проектов.
Nvidia DLSS — Deep Learning Super Sampling
Особенность DLSS в возможности обучения для каждой отдельной игры. В этом преимущество и недостаток такой техники сглаживания. Если разработчики вложат достаточно сил для тренировки нейронной сети, результат окажется потрясающим и прирост FPS порадует геймеров. Сэкономив на этом, можно не надеяться на значительное улучшение картинки (да и FPS).
Важно понимать, что технология рассчитана в первую очередь на высокие разрешения — именно на них вы заметите наибольшее изменение производительности. Кроме того, на разрешениях уровня 2560×1440 и 3840х2160 качество изображения получится намного лучше, чем в привычном 1080p.
Если упростить вышесказанное до нескольких предложений, то благодаря DLSS производительность в играх существенно вырастет. Но в каждой из них результат будет зависеть от сознательности разработчиков. А еще от выставленного вами разрешения. Наконец-то можно будет гонять в любимые игрушки в 4K-разрешении со включенным сглаживанием при стабильных 60 FPS. Круто же!