Revolucionizují nové hry GPU Maxwell GPU NVIDIA PC hry?

Pokud sledujete trh GPU, možná jste viděli objevovat nové karty, nebo jste dokonce slyšeli nějaký humbuk o něčem zvaném Maxwell. Maxwell je nová architektura GPU NVIDIA a základ nejnovějších karet NVIDIA. Maxwell je nástupcem architektury „Kepler“, která dříve zahrnovala nejsilnější karty na trhu (včetně velmi chváleného Titanu NVIDIA). Na základě architektury jsou vydány čtyři nové karty, včetně GTX 750, GTX 750 Ti, GTX 970 a GTX 980.

Maxwell je docela významným odklonem od minulých návrhů GPU několika zajímavými způsoby - a nové karty přicházejí s několika vzrušujícími novými funkcemi, včetně vylepšení výkonu VR a vysoce účinnou formou trasování paprsků. Dnes se podíváme na to, jak Maxwell funguje, jaké výhody nabízí a jaké tyto výhody znamenají pro hráče PC, kteří se chtějí upgradovat, ať už jde o 4K hraní PC hraní ve 4K: Stojí to za peníze? PC hraní ve 4K: Stojí to za peníze? Revoluce v rozlišení je na cestě. Televizory a monitory Ultra HD konečně začínají klesat na rozumné ceny. Zraje Ultra HD, nebo je to stále příliš mnoho peněz na příliš malý užitek? , virtuální realita, nebo jen touha po lépe vypadající Dota 2.

Je to všechno o účinnosti

Historicky se většina nových architektur shodovala s smršťováním. Smršťovací forma je změna ve způsobu výroby čipů, která umožňuje jejich leptání menším a přesnějším způsobem, což umožňuje, aby bylo více z nich zabaleno na čtvereční centimetr křemíku. V tomto případě to není pravda: Maxwell je vyryto pomocí stejného litografického procesu s rozlišením 28 nanometrů jako předchozí Keplerova architektura, i když NVIDIA nadále pracuje na svém novém 20 nanometrovém procesu. Pokroky společnosti Maxwell se místo toho zaměřily na efektivitu procesorů a přebíraly narážky z mobilních procesorů.

Zde je (zhruba), co se děje:

Z jejich zkušeností s vývojem Kepleru si NVIDIA uvědomila, že během normálního provozu karty nebyly aktivní všechna jádra CUDA (stovky malých paralelních procesorů, které provádějí grafické vykreslování) - značná část z nich byla v daném okamžiku nečinná hodinový cyklus. Avšak i při nečinnosti jádra využívaly energii a generovaly teplo, protože nemohly být vypnuty jednotlivě. Abychom tento problém vyřešili, NVIDIA rozdělila jádra CUDA na mnoho menších bloků, každý s vlastní logikou příkazů. To umožňuje zcela vypnout jednotlivá jádra při volnoběhu, zdvojnásobit výkon zařízení na watt energie a dramaticky snížit výrobu tepla - schéma, které se již používá v řadě mobilních procesorů Tegra NVIDIA.

Jedním z důsledků je to, že spodní konce čipů 750 a 750Ti mohou být provozovány zcela mimo napájení PCI, aniž by bylo potřeba šestipinový konektor napájecího zdroje, což by jim umožnilo spadnout na stávající nízko koncová PC bez nutnosti dalšího hardwaru upgrady. Znamená to také, že karty mohou bezobslužně spouštět nenáročné aplikace (hry typu low-end, video dekódování atd.), “žádný fanoušek” režim bez přehřátí, v mnoha případech.

Karty lze také přetaktovat mnohem dále pomocí jednoduchého chladiče, aniž by bylo nutné chlazení kapalinou. Odtud pochází většina zvýšení výkonu této generace GPU ve srovnání s posledním - ačkoli NVIDIA také tvrdí, že architektonická vylepšení logického hardwaru nabízejí 35% zvýšení výkonu na jádro při dané hodinové frekvenci.

Zlepšený výkon

Ukázalo se, že poslední kolo GPU funguje velmi dobře, zejména z hlediska nákladů a výkonu. Akcie GTX 980 (~ 550 $) a 970 (~ 350 $) jsou umístěny na pozicích jedna a tři značky Benchmark G3D Mark, oba překonávají ~ 1300 $ Titan Black (upgrade na dobře přijatý nejzajímavější hardware roku 2013 Zajímavý hardware roku 2013 Titan) - a oba z nich pravděpodobně překonají tato skóre o přiměřenou marži pomocí přetaktování prodejcem.

Karty na dolních koncích se také dobře osvědčují, protože grafy 750 (~ $ 120) a 750 Ti (~ $ 130) překrývají grafy v poměru cena / výkon. Schopnost získat solidní, střední kartu za méně než 150 USD je velká věc, která přináší lidi do hraní počítačových her, zejména pokud tato karta nevyžaduje upgrade napájení..

Nové vlastnosti

Nejde jen o benchmarky! S programem Maxwell NVIDIA uvádí na trh některé nové funkce, které jsou pro PC Gaming velmi vzrušující. Tři velké oblasti vylepšení jsou vyhlazování, sledování paprsků a podpora virtuální reality. Dosud nejsou všechny tyto funkce k dispozici, ale jsou v přípravě a mnoho z nich bude mít velký vliv na to, jak hrajeme hry.

MFAA

Anti-aliasing je termín pro soubor technik používaných k odstranění artefaktů, které jsou způsobeny diskrétní povahou počítačové grafiky. Pokud se vykreslíte na pixel na okraji objektu, váš rastrový algoritmus buď nahlásí, že je na okraji nebo mimo ni. Výsledkem je tvrdá, zubatá hrana. Řešením je vzorkovat každý pixel několikrát s menšími odchylkami. Výsledkem je, že na okraji objektu končí některé vzorky na okraji objektu a jiné ne - to dává mnohem čistší prolnutí mezi hranami objektů a také způsobuje, že texturované povrchy vypadají konzistentněji od rámečku k rám. Nakonec se většina druhů vyhlazování scvrkne na vzorkování některých pixelů více než jednou.

MFAA je relativně nový druh anti-aliasingu, který vyplývá z pozorování, že většina pixelů prostě nemění tolik z jednoho snímku na druhý. Jinak řečeno, proč vykreslit stejný pixel více než jednou, pokud jste před jedním rámečkem vykreslili téměř stejný pixel? MFAA ukládá poslední vykreslený rámeček a sloučí jej s aktuálním rámečkem, čímž vyřadí nové informace, když je silně v konfliktu (protože se objekt podstatně přesunul). To poskytuje lepší vizuální výsledek pro minimální dodatečné výpočetní náklady. Tento přístup funguje nejlépe, když je hrací frekvence snímků vysoká, aby se minimalizovala delta mezi snímky.

Maxwell nyní podporuje MFAA a nabízí vysoce výkonný režim vyhlazování, který pomáhá zvýšit úroveň vizuální kvality dostupné pro konzole a počítače s nízkými konci.

Voxel Global Illumination

Obtížný problém v počítačové grafice souvisí s tím, jak se světlo pohybuje z jednoho povrchu na druhý. Obsazení tvrdých stínů je výpočetně jednoduché, ale replikace jemných efektů může být obtížnější. Jedním z účinků, které většina moderních her zanedbává, je pohyb světla z povrchu na povrch: krvácení barev, objekty, které se navzájem dotýkají, vytvářejí jemné stíny, které je zakrývají ve světě. Tyto stíny mohou být zapečeny, ale nebudou fungovat pro dynamické nebo reflexní objekty nebo poblíž pohybujících se světel.

Výpočet těchto efektů v reálném čase může být bohužel velmi drahý. Jedním přístupem k tomuto problému je použití techniky zvané voxelizace k vytvoření zjednodušené verze scény, kterou lze efektivně analyzovat pomocí algoritmu. Tato zjednodušená verze může rychle poskytnout realistické osvětlení v reálném čase. Maxwell nabízí hardwarovou podporu pro tento proces.

Specifická funkce VR

Virtuální realita je jednou z nejzajímavějších herních technologií. Proč technologie virtuální reality vyfukuje vaši mysl za 5 let Proč technologie virtuální reality vyfukuje vaši mysl za 5 let Budoucnost virtuální reality zahrnuje sledování hlavy, očí a výrazů, simulovaný dotek a mnoho více. Tyto úžasné technologie vám budou k dispozici do 5 let nebo méně. , a NVIDIA oznámila řadu VR specifických funkcí v dílech, včetně režimu s nízkou latencí, vykreslování SLI s jedním GPU na jedno oko a asynchronní časové deformace. Režim nízké latence je rozhodující pro to, aby se obraz před obličejem mohl plynule měnit pohybem hlavy.

Peri-SLI umožňuje využívat výkon více GPU bez latence, která je normálně zavedena procesem SLI.

Asynchronní časová deformace, původně jedno z mozkových dětí Johna Carmacka, je technika, která umožňuje re-projekci vykresleného snímku do nové perspektivy (pomocí hloubkové mapy vytvořené vykreslovačem jako základu pro transformaci). Jinými slovy, asynchronní časová deformace umožňuje uživateli “Rozhlédni se” uvnitř jednoho vykresleného snímku, i když vykreslení dosud nevytvořilo nový obrázek. Tím se odděluje pohyb hlavy od vykreslování, což umožňuje, aby zůstalo tekuté bez ohledu na to, jak nízko klesá snímková frekvence, což je rozhodující pro zamezení nemoci VR během snímkových kapek. Tyto funkce zatím nejsou k dispozici, ale NVIDIA nás ujišťuje, že ovladače jsou v práci.

Evoluční skok - prozatím

Nejvyšší konec Maxwell GPU má nejlepší výkonové diagramy - ale ne moc. Většina vylepšení, které ukazuje, jsou jemnější zlepšení účinnosti. Ty mohou být stále velmi cenné a mohou přinést vysoce výkonné hry do rukou širší uživatelské základny. Kromě toho jsou nové funkce VR a vykreslování velmi cool a stojí za to o nich mluvit. To znamená, že skok ve výkonu oproti předchozímu stavu techniky není tak velký: nemluvíme opravdu o zvýšení toho, co je možné, výpočetně. To bude muset počkat na přetaktování těžkých dodavatelů, nebo možná (pokud budeme mít velké štěstí) 20nm verzi Maxwellu později. Ať tak či onak, budoucnost technologie GPU je vzrušující a existuje velký zájem o to, kam přesně jde.

Snímky se svolením společnosti NVIDIA