Nvidia RTX DLSS: alles, was Sie wissen müssen

Nvidia verfügt über zwei herausragende Funktionen RTX 30-Serie Und RTX 40-Serie Grafikkarten: Raytracing und DLSS. Sowohl die PlayStation 5 als auch die Xbox Series Es ist ein wenig komplex, aber Sie können ein Spiel mit einer virtualisierten höheren Auflösung spielen und dabei mehr Details beibehalten Und höhere Bildraten, ohne Ihre Grafikkarte so stark zu belasten. Es bietet Ihnen das Beste aus allen Welten, indem es die Leistungsfähigkeit des maschinellen Lernens nutzt und mit der Einführung von DLSS 3, die Technologie ist jetzt noch leistungsfähiger.

Aber die Geschichte hat noch etwas mehr zu bieten. Hier finden Sie alles, was Sie über DLSS wissen müssen, wie es funktioniert und was es für Ihre PC-Spiele tun kann.

Was ist DLSS?

DLSS steht für Deep Learning Supersampling. Das „Supersampling“-Bit bezieht sich auf eine Anti-Aliasing-Methode, die die gezackten Kanten glättet, die in gerenderten Grafiken sichtbar sind. Im Gegensatz zu anderen Formen des Anti-Aliasing funktioniert SSAA (Supersampling-Anti-Aliasing) jedoch dadurch, dass das Bild mit einer viel höheren Auflösung gerendert wird und diese Daten verwendet werden, um die Lücken in der nativen Auflösung zu schließen.

Der „Deep Learning“-Teil ist Nvidias Geheimrezept. Mit der Kraft des maschinellen Lernens kann Nvidia KI-Modelle mit hochauflösenden Scans trainieren. Anschließend kann die Anti-Aliasing-Methode das KI-Modell verwenden, um die fehlenden Informationen zu ergänzen. Dies ist wichtig, da SSAA normalerweise erfordert, dass Sie das Bild mit höherer Auflösung lokal rendern. Nvidia erledigt dies offline, also außerhalb Ihres Computers, und bietet so die Vorteile des Supersamplings ohne Rechenaufwand.

Dies alles ist dank der Tensor-Kerne von Nvidia möglich, die nur in RTX-GPUs verfügbar sind (außerhalb von Rechenzentrumslösungen wie dem Nvidia A100). Obwohl GPUs der RTX 20-Serie über Tensor-Kerne verfügen, sind die RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 und 3090 mit Nvidias Tensor-Kernen der zweiten Generation ausgestattet, die eine höhere Leistung pro Kern bieten.

Nvidias neueste Grafikkarten aus der RTX-40-Serie bringen die Tensor-Kerne auf die vierte Generation. Dadurch wird der DLSS-Boost noch leistungsfähiger. Dank der neuen 8-Bit-Gleitkomma-Tensor-Engine konnte der Durchsatz der Kerne im Vergleich zur Vorgängergeneration um das Fünffache gesteigert werden.

Nvidia ist in diesem Bereich führend, obwohl AMD neu ist FidelityFX Super Resolution-Funktion könnte für starke Konkurrenz sorgen. Sogar Intel hat seine eigene Supersampling-Technologie namens Intel XeSS, oder Intel Xe Super Sampling. Mehr dazu später.

Was macht DLSS eigentlich?

DLSS ist das Ergebnis eines umfassenden Prozesses, bei dem Nvidias KI-Algorithmus trainiert wurde, um besser aussehende Spiele zu generieren. Nachdem das Spiel mit einer niedrigeren Auflösung gerendert wurde, leitet DLSS Informationen aus seiner Wissensdatenbank ab Hochauflösendes Bildtraining, um ein Bild zu erzeugen, das immer noch so aussieht, als wäre es mit einer höheren Geschwindigkeit ausgeführt worden Auflösung. Die Idee besteht darin, mit 1440p gerenderte Spiele so aussehen zu lassen, als würden sie in 4K laufen, oder 1080p-Spiele so, dass sie wie 1440p aussehen. DLSS 2.0 bietet die vierfache Auflösung, sodass Sie Spiele mit 1080p rendern und gleichzeitig in 4K ausgeben können.

Herkömmlichere Super-Resolution-Techniken können zu Artefakten und Fehlern im endgültigen Bild führen, aber DLSS ist darauf ausgelegt, diese Fehler auszugleichen, um ein noch besser aussehendes Bild zu erzeugen. Unter den richtigen Umständen kann es zu erheblichen Leistungssteigerungen führen, ohne das Erscheinungsbild eines Spiels zu beeinträchtigen; im Gegenteil, es kann das Spiel noch besser aussehen lassen.

Wo frühe DLSS-Spiele gefallen Final Fantasy XV lieferte bescheidene Verbesserungen der Bildrate von nur 5 Bildern pro Sekunde (fps) auf 15 fps, neuere Versionen verzeichneten weitaus größere Verbesserungen. Mit Spielen wie Liefere uns den Mond Und Wolfenstein: Youngbloodhat Nvidia eine neue KI-Engine für DLSS eingeführt, die angeblich die Bildqualität verbessert, insbesondere bei niedrigeren Auflösungen wie 1080p, und die Bildraten in einigen Fällen um über 50 % steigern kann.

Mit der neuesten Version von DLSS 3 könnten die Frameratengewinne dank der neuen Frame-Generierungsfunktion sogar noch deutlicher ausfallen. Bei früheren DLSS-Implementierungen sorgten die Tensor-Kerne nur dafür, dass Frames besser aussahen, aber jetzt können Frames nur mit KI gerendert werden. Wir werden DLSS 3 später ausführlicher besprechen.

Es gibt auch neue Modi zur Qualitätsanpassung, die DLSS-Benutzer vornehmen können, indem sie zwischen Leistung und Ausgewogen und hochwertig, wobei sich die Tensor-Kernleistung der RTX-GPU jeweils auf einen anderen Aspekt konzentriert DLSS.

Wie funktioniert DLSS?

DLSS zwingt ein Spiel dazu, mit einer niedrigeren Auflösung (normalerweise 1440p) zu rendern und nutzt dann seinen trainierten KI-Algorithmus, um daraus zu schließen, wie es aussehen würde, wenn es mit einer höheren Auflösung (normalerweise 4K) gerendert würde. Dies geschieht durch die Nutzung einiger Anti-Aliasing-Effekte (wahrscheinlich Nvidias eigener TAA) und einer automatischen Schärfung. Visuelle Artefakte, die bei höheren Auflösungen nicht vorhanden wären, werden ebenfalls ausgebügelt und sogar verwendet, um auf die Details zu schließen, die in einem Bild vorhanden sein sollten.

Als Eurogamer erklärt, der KI-Algorithmus ist darauf trainiert, bestimmte Spiele mit extrem hohen Auflösungen (angeblich 64-fach Supersampling) zu betrachten, und wird auf reduziert Etwas, das nur ein paar Megabyte groß war, bevor es zu den neuesten Nvidia-Treiberversionen hinzugefügt und für Gamer auf der ganzen Welt zugänglich gemacht wurde Welt. Ursprünglich musste Nvidia diesen Prozess von Spiel zu Spiel durchlaufen. Mit DLSS 2.0 stellt Nvidia eine allgemeine Lösung bereit, sodass das KI-Modell nicht mehr für jedes Spiel trainiert werden muss.

Tatsächlich ist DLSS eine Echtzeitversion von Nvidias Screenshot-verbessernde Ansel-Technologie. Es rendert das Bild mit einer niedrigeren Auflösung, um die Leistung zu steigern, und wendet dann verschiedene Effekte an, um einen relativ vergleichbaren Gesamteffekt wie bei einer Erhöhung der Auflösung zu erzielen.

Das Ergebnis kann gemischt sein, aber im Allgemeinen führt es zu höheren Bildraten ohne wesentliche Einbußen bei der visuellen Wiedergabetreue. Nvidia behauptet, dass sich die Bildraten bei Remedy Entertainment um bis zu 75 % verbessern können Kontrolle wenn sowohl DLSS als auch Raytracing verwendet werden. Es ist normalerweise weniger ausgeprägt und nicht jeder ist ein Fan des späteren Aussehens eines DLSS-Spiels, aber das Option ist sicherlich für diejenigen da, die ihre Spiele verschönern möchten, ohne die Kosten für den Betrieb mit einem höheren Preis zu tragen Auflösung.

In Death Stranding, Bei 1440p konnten wir im Vergleich zum nativen Rendering deutliche Verbesserungen feststellen. Im Leistungsmodus sind einige der feineren Details auf der Rückseite verloren gegangen, insbesondere auf dem Band. Der Qualitätsmodus behielt die meisten Details bei und glättete gleichzeitig einige der rauen Kanten des nativen Renderings. Unser Screenshot „DLSS aus“ zeigt die Qualität ohne Anti-Aliasing. Obwohl DLSS dieses Qualitätsniveau nicht aufrechterhält, ist es bei der Bekämpfung von Aliasing sehr effektiv und behält gleichzeitig die meisten Details bei.

Wir haben keine Überschärfung festgestellt Death Stranding, aber das ist etwas, was Ihnen bei der Verwendung von DLSS begegnen könnte.

Mit der Zeit besser

DLSS hat das Potenzial, Spielern, die bei Auflösungen über 1080p keine komfortablen Bildraten erreichen können, die Möglichkeit zu geben, dies mit Inferenz zu erreichen. DLSS ist sicherlich eines der leistungsstärksten Features der RTX-GPUs. Sie sind nicht so leistungsstark, wie wir vielleicht gehofft hätten, und die Raytracing-Effekte sind hübsch, haben aber tendenziell eine beträchtliche Wirkung Auswirkungen auf die Leistung, aber DLSS bietet uns das Beste aus beiden Welten: besser aussehende Spiele, die auch besser funktionieren.

Ursprünglich schien es, als wäre DLSS eine Nischenfunktion für Low-End-Grafikkarten, aber das ist nicht der Fall. Stattdessen hat DLSS Spiele wie ermöglicht Cyberpunk 2077 Und Kontrolle um die visuelle Wiedergabetreue auf High-End-Hardware zu verbessern, ohne die Spiele unspielbar zu machen. DLSS wertet Low-End-Hardware auf und bietet gleichzeitig einen Blick in die Zukunft für High-End-Hardware.

Nvidia hat gezeigt, dass die RTX 3090 Spiele wie dieses rendert Wolfenstein: YoungBlood bei 8K mit aktiviertem Raytracing und DLSS. Obwohl die breite Einführung von 8K noch in weiter Ferne liegt, werden 4K-Displays immer häufiger eingesetzt. Anstatt mit nativem 4K zu rendern und zu hoffen, dass die Geschwindigkeit zwischen 50 und 60 fps bleibt, können Gamer mit 1080p oder 1440p rendern und DLSS verwenden, um die fehlenden Informationen zu ergänzen. Das Ergebnis sind höhere Bildraten ohne spürbaren Verlust der Bildqualität.

Auch DLSS wird ständig verbessert und erhält regelmäßige Updates, um den KI-Algorithmus zu verbessern. Es ermöglicht nun eine intelligentere Nutzung von Bewegungsvektoren, was wesentlich dazu beiträgt, das Aussehen von Objekten zu verbessern, wenn sie sich bewegen. Das Update reduziert außerdem Geisterbilder, lässt Partikeleffekte klarer erscheinen und verbessert die zeitliche Stabilität. DLSS 2 ist mittlerweile weit verbreitet und wird seit September 2022 von 216 Spielen unterstützt.

Die Verbesserungen hören hier jedoch noch nicht auf. Tatsächlich wird es mit der Einführung von DLSS 3 noch viel interessanter.

DLSS 3 erfindet die Technologie neu, indem es Frames anstelle von Pixeln rendert

Am 20. September während seiner Keynote zur GTC 2022, Nvidia kündigte DLSS 3 an – die neueste Version der Technologie, die Besitzern von Grafikkarten der RTX 40-Serie zur Verfügung stehen wird. Im Gegensatz zu einigen der vorherigen, kleineren Updates sind die Änderungen an DLSS dieses Mal groß und haben das Potenzial, etwas zu bieten Eine enorme Leistungssteigerung durch die Hinzufügung von KI-generierten Frames, die unter Verwendung der echten Frames einer GPU erstellt werden rendert. Dies unterscheidet sich stark von DLSS und DLSS 2, die lediglich echte Frames durch KI-gestützte Hochskalierung nachbearbeitet haben.

Derzeit gibt es vier GPUs, die DLSS 3 unterstützen:

• RTX 4090
• RTX 4080
• RTX 4070 Ti
• RTX 4070

In unserem RTX 4090-TestWir haben festgestellt, dass DLSS 3 deutlich höhere Bildraten liefern konnte als DLSS 2. In Cyberpunk 2077 Bei 4K und maximaler Raytracing-Einstellung lieferte die Aktivierung von DLSS 3 fast 50 % mehr Frames als nur die Verwendung von DLSS 2; Im Vergleich zum Verzicht auf DLSS hatte DLSS 3 mehr als das Dreifache der Bildrate. In dieser Hinsicht liefert DLSS 3 genau das, was Nvidia versprochen hat.

Allerdings gibt es bei DLSS 3 einige technische Einschränkungen. Grundsätzlich fügt DLSS einen von der KI generierten Frame zwischen zwei realen Frames ein, und dieser AI-Frame wird basierend auf den Unterschieden zwischen den beiden realen Frames erstellt. Das bedeutet natürlich, dass die GPU Ihnen nicht den zweiten echten Frame anzeigen kann, bevor Sie den von der KI generierten Frame sehen, weshalb die Latenz bei DLSS 3 so viel höher ist. Dies ist der Grund, warum Nvidia Reflex Außerdem muss DLSS 3 aktiviert sein, damit es funktioniert.

Die andere große Einschränkung von DLSS 3 ist einfach auf KI-generierte Frames zurückzuführen, die Fehler und seltsame visuelle Fehler aufweisen. Bei unseren Tests haben wir festgestellt, dass es bei der Aktivierung von DLSS 3 zu einem allgemeinen Qualitätsabfall kam, der bei so hohen Bildratensteigerungen leicht zu übersehen ist, aber einige Qualitätsprobleme sind schwer zu ignorieren. Insbesondere UI- oder HUD-Elemente werden in den von der KI generierten Frames verstümmelt, vermutlich weil die KI auf 3D-Umgebungen ausgerichtet ist und nicht auf 2D-Text, der über dem Spiel selbst steht. Bei DLSS 2 tritt dieses Problem nicht auf, da die Benutzeroberfläche im Gegensatz zu DLSS 3 unabhängig von den 3D-Elementen gerendert wird.

Unten ist ein Screenshot von Cyberpunk 2077 Vergleich von DLSS 3, DLSS 2 und nativer Auflösung von links nach rechts. Wenn es um die Umgebung geht, sind beide Implementierungen von DLSS besser als die native, aber das ist möglich Sehen Sie auch, dass im DLSS 3-Screenshot links die Questmarkierung und der Text verzerrt sind unleserlich. Dies geschieht normalerweise in KI-generierten Frames in Spielen mit DLSS 3.

Einerseits steigert DLSS 3 die Frames noch weiter und hat normalerweise keine viel schlechtere visuelle Qualität als DLSS 2. Andererseits führt die Aktivierung von DLSS 3 zu einer sehr hohen Latenz im Verhältnis zur Bildrate und kann zu seltsamen visuellen Fehlern führen, insbesondere bei UI- und HUD-Elementen. Die Senkung der Latenz und die Reduzierung visueller Artefakte werden für Nvidia zweifellos eine Herausforderung sein, da dies grundlegende Kompromisse sind, die mit DLSS 3 einhergehen. Für eine Technologie der ersten Generation ist es jedoch ein guter erster Versuch, und hoffentlich kann Nvidia die Dinge mit zukünftigen Iterationen von DLSS 3 verbessern.

DLSS 3 hält langsam Einzug in weitere Spiele. Hier sind die Titel, die derzeit DLSS 3 unterstützen:

• Eine Pestgeschichte: Requiem
• Atomherz
• Helle Erinnerung: Unendlich
• Tschernobyl
• Klinge des Eroberers
• Cyberpunk 2077
• Liefere uns den Mars
• Zerstöre alle Menschen 2
• Sterbendes Licht 2
• F1 22
• FAUST: Geschmiedet in der Schattenfackel
• Hitman 3
• Hogwarts-Vermächtnis
• Ikarus
• Jurassic World Evolution 2
• Gerechtigkeit
• Loopmancer
• Plünderer
• Marvels Spider-Man Remastered
• Microsoft-Flugsimulator
• Mitternachtsgeisterjagd
• Mount and Blade 2 Bannerlord
• Naraka-Klingenspitze
• Portal RTX
• Herausreißen
• The Witcher 3 Wild Hunt
• Warhammer 40.000 Darktide

DLSS versus FSR versus RSR versus XeSS

AMD ist Nvidias größter Konkurrent, wenn es um Grafiktechnologie geht. Um mit DLSS zu konkurrieren, AMD veröffentlicht FidelityFX Super Resolution (FSR) im Jahr 2021. Obwohl es das gleiche Ziel erreicht, nämlich die Verbesserung der Grafik bei gleichzeitiger Erhöhung der Bildraten, funktioniert FSR ganz anders als DLSS. FSR rendert Frames mit einer niedrigeren Auflösung und verwendet dann einen Open-Source-Algorithmus zur räumlichen Hochskalierung Lassen Sie das Spiel so aussehen, als würde es mit einer höheren Auflösung laufen und den Bewegungsvektor nicht berücksichtigen Daten. DLSS verwendet einen KI-Algorithmus, um die gleichen Ergebnisse zu liefern, diese Technik wird jedoch nur von Nvidias eigenen RTX-GPUs unterstützt. FSR hingegen kann auf nahezu jeder GPU funktionieren.

Zusätzlich zu FSR verfügt AMD auch über Radeon Super Resolution (RSR), eine räumliche Hochskalierungstechnik, die KI nutzt. Obwohl dies ähnlich wie DLSS klingt, gibt es Unterschiede. RSR basiert auf dem gleichen Algorithmus wie FidelityFX Super Resolution (FSR) und ist eine treiberbasierte Funktion, die über die Adrenalin-Software von AMD bereitgestellt wird. RSR zielt darauf ab, die Lücke zu schließen, in der FSR nicht verfügbar ist, da letzteres direkt in bestimmte Spiele implementiert werden muss. Im Wesentlichen sollte RSR in fast jedem Spiel funktionieren, da es nicht von Entwicklern implementiert werden muss. Insbesondere ist FSR auf neueren Nvidia- und AMD-GPUs verfügbar, während RSR hingegen nur mit AMDs RDNA-Karten kompatibel ist, zu denen die Radeon RX 5000 und gehören RX 6000-Serie. Bald wird dieses Angebot um Folgendes erweitert RDNA 3 und seine GPUs der Radeon RX 7000-Serie.

Intel hat auch an einer eigenen Supersampling-Technologie namens gearbeitet Xe Super Sampling (XeSS), und im Gegensatz zu FSR oder DLSS stehen zwei verschiedene Versionen zur Verfügung. Die erste nutzt die XMX-Matrix-Matheeinheiten, die in der neuen Version vorhanden sind Arc Alchemist-GPUs; Diese XMX-Einheiten kümmern sich um die gesamte KI-Verarbeitung auf der Hardwareseite. Die andere Version nutzt die weithin akzeptierte Vier-Elemente-Vektor-Punktprodukt-Anweisung (DP4a). Dadurch wird die Abhängigkeit von Intels eigener Hardware beseitigt und XeSS kann auf Nvidia und AMD ausgeführt werden GPUs.

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