Nvidia RTX DLSS: tout ce que vous devez savoir

Nvidia a deux fonctionnalités remarquables sur son Série RTX 30 et Série RTX 40 cartes graphiques: ray tracing et DLSS. La PlayStation 5 et la Xbox Series X ont toutes deux fait du bon travail pour initier la plupart des gens au lancer de rayons, mais DLSS est encore un peu nébuleux. C'est un peu complexe, mais cela vous permet de jouer à un jeu à une résolution plus élevée virtualisée, en conservant plus de détails et des fréquences d'images plus élevées sans surcharger autant votre carte graphique. Il vous offre le meilleur de tous les mondes en exploitant la puissance de l'apprentissage automatique et avec l'introduction de DSLS 3, la technologie est devenue encore plus puissante.

Mais il y a un peu plus dans l'histoire que cela. Voici tout ce que vous devez savoir sur DLSS, son fonctionnement et ce qu'il peut faire pour vos jeux PC.

Qu'est-ce que le DLSS ?

DLSS est synonyme de suréchantillonnage d'apprentissage en profondeur. Le bit de « suréchantillonnage » fait référence à une méthode d'anticrénelage qui lisse les bords irréguliers qui apparaissent sur les graphiques rendus. Par rapport à d'autres formes d'anti-aliasing, cependant, SSAA (supersampling anti-aliasing) fonctionne en rendant l'image à une résolution beaucoup plus élevée et en utilisant ces données pour combler les lacunes à la résolution native.

La partie "apprentissage profond" est la sauce secrète de Nvidia. En utilisant la puissance de l'apprentissage automatique, Nvidia peut former des modèles d'IA avec des analyses haute résolution. Ensuite, la méthode d'anticrénelage peut utiliser le modèle d'IA pour compléter les informations manquantes. Ceci est important, car SSAA vous oblige généralement à rendre l'image à haute résolution localement. Nvidia le fait hors ligne, loin de votre ordinateur, offrant les avantages du suréchantillonnage sans les frais informatiques.

Tout cela est possible grâce aux cœurs Tensor de Nvidia, qui ne sont disponibles que dans les GPU RTX (en dehors des solutions de centre de données, telles que le Nvidia A100). Bien que les GPU de la série RTX 20 aient des cœurs Tensor à l'intérieur, les RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 et 3090 sont livrés avec les cœurs Tensor de deuxième génération de Nvidia, qui offrent de meilleures performances par cœur.

Les dernières cartes graphiques Nvidia de la gamme RTX série 40 portent les cœurs Tensor à leur quatrième génération. Cela rend le boost DLSS encore plus puissant. Grâce au nouveau moteur tenseur à virgule flottante 8 bits, le débit des cœurs a été multiplié par cinq par rapport à la génération précédente.

Nvidia mène la charge dans ce domaine, bien que le nouveau Fonction de super résolution FidelityFX pourrait fournir une concurrence féroce. Même Intel a sa propre technologie de suréchantillonnage appelée Intel® XeSS, ou Intel Xe Super Sampling. Plus sur cela plus tard.

Que fait réellement le DLSS ?

DLSS est le résultat d'un processus exhaustif d'enseignement de l'algorithme d'IA de Nvidia pour générer des jeux plus beaux. Après avoir rendu le jeu à une résolution inférieure, DLSS déduit des informations de sa base de connaissances de formation d'image super-résolution pour générer une image qui semble toujours fonctionner à un niveau supérieur résolution. L'idée est de faire en sorte que les jeux rendus à 1440p ressemblent à des jeux 4K ou 1080p pour ressembler à 1440p. DLSS 2.0 offre quatre fois la résolution, vous permettant de rendre des jeux en 1080p tout en les produisant en 4K.

Des techniques de super-résolution plus traditionnelles peuvent entraîner des artefacts et des bogues dans l'image finale, mais DLSS est conçu pour fonctionner avec ces erreurs afin de générer une image encore plus belle. Dans les bonnes circonstances, il peut offrir des améliorations substantielles des performances sans affecter l'apparence d'un jeu; au contraire, cela peut rendre le jeu encore meilleur.

Où les premiers jeux DLSS comme Final Fantasy XV a fourni des améliorations modestes de la fréquence d'images de seulement 5 images par seconde (fps) à 15 fps, les versions plus récentes ont vu des améliorations bien plus importantes. Avec des jeux comme Livre-nous la Lune et Wolfenstein: Youngblood, Nvidia a introduit un nouveau moteur d'intelligence artificielle pour DLSS, dont on nous dit qu'il améliore la qualité d'image, en particulier à des résolutions inférieures comme 1080p, et peut augmenter les fréquences d'images dans certains cas de plus de 50 %.

Avec la dernière itération de DLSS 3, les gains de fréquence d'images pourraient être encore plus importants grâce à la nouvelle fonctionnalité de génération d'images. Les implémentations précédentes de DLSS avaient juste les cœurs Tensor pour améliorer l'apparence des images, mais maintenant les images peuvent être rendues en utilisant uniquement l'IA. Nous discuterons plus en détail de DLSS 3 plus tard.

Il existe également de nouveaux modes de réglage de la qualité que les utilisateurs DLSS peuvent créer, en choisissant entre Performance, Équilibré et de qualité, chacun concentrant la puissance du noyau Tensor du GPU RTX sur un aspect différent de DLSS.

Comment fonctionne le DLSS ?

DLSS force un jeu à s'afficher à une résolution inférieure (généralement 1440p), puis utilise son algorithme d'IA formé pour déduire à quoi il ressemblerait s'il était rendu à une résolution supérieure (généralement 4K). Pour ce faire, il utilise des effets anti-aliasing (probablement le propre TAA de Nvidia) et une netteté automatisée. Les artefacts visuels qui ne seraient pas présents à des résolutions plus élevées sont également aplanis et même utilisés pour déduire les détails qui devraient être présents dans une image.

Comme Eurogamer s'explique, l'algorithme d'IA est formé pour regarder certains jeux à des résolutions extrêmement élevées (soi-disant un suréchantillonnage 64x) et est distillé jusqu'à quelque chose de seulement quelques mégaoctets avant d'être ajouté aux dernières versions de pilotes Nvidia et rendu accessible aux joueurs du monde entier monde. À l'origine, Nvidia devait suivre ce processus jeu par jeu. Dans DLSS 2.0, Nvidia fournit une solution générale, de sorte que le modèle d'IA n'a plus besoin d'être entraîné pour chaque jeu.

En effet, DLSS est une version temps réel de La technologie Ansel d'amélioration des captures d'écran de Nvidia. Il rend l'image à une résolution inférieure pour améliorer les performances, puis applique divers effets pour fournir un effet global relativement comparable à l'augmentation de la résolution.

Le résultat peut être mitigé, mais en général, cela conduit à des fréquences d'images plus élevées sans perte substantielle de fidélité visuelle. Nvidia affirme que les fréquences d'images peuvent s'améliorer jusqu'à 75% dans Remedy Entertainment Contrôle lorsque vous utilisez à la fois DLSS et le lancer de rayons. C'est généralement moins prononcé que cela, et tout le monde n'est pas fan du look éventuel d'un jeu DLSS, mais le l'option est certainement là pour ceux qui veulent embellir leurs jeux sans le coût de fonctionnement à un niveau plus élevé résolution.

Dans Échouement de la mort, nous avons constaté des améliorations significatives à 1440p par rapport au rendu natif. Le mode Performance a perdu certains des détails les plus fins sur l'emballage arrière, en particulier dans la bande. Le mode Qualité a conservé la plupart des détails tout en lissant certains des bords rugueux du rendu natif. Notre capture d'écran "DLSS off" montre la qualité sans aucun anti-aliasing. Bien que DLSS ne maintienne pas ce niveau de qualité, il est très efficace pour lutter contre le crénelage tout en conservant la plupart des détails.

Nous n'avons pas vu de sur-affûtage dans Échouement de la mort, mais c'est quelque chose que vous pourriez rencontrer en utilisant DLSS.

Mieux avec le temps

DLSS a le potentiel de donner aux joueurs qui ne peuvent pas tout à fait atteindre des fréquences d'images confortables à des résolutions supérieures à 1080p la possibilité de le faire avec inférence. Le DLSS est certainement l'une des fonctionnalités les plus puissantes des GPU RTX. Ils ne sont pas aussi puissants que nous aurions pu l'espérer, et les effets de lancer de rayons sont jolis mais ont tendance à avoir un effet considérable. impact sur les performances, mais DLSS nous offre le meilleur des deux mondes: des jeux plus beaux qui fonctionnent aussi mieux.

À l'origine, il semblait que DLSS serait une fonctionnalité de niche pour les cartes graphiques bas de gamme, mais ce n'est pas le cas. Au lieu de cela, DLSS a activé des jeux comme Cyberpunk 2077 et Contrôle pour pousser la fidélité visuelle sur du matériel haut de gamme sans rendre les jeux injouables. DLSS élève le matériel bas de gamme tout en offrant un aperçu de l'avenir du matériel haut de gamme.

Nvidia a montré les jeux de rendu RTX 3090 comme Wolfenstein: YoungBlood à 8K avec lancer de rayons et DLSS activés. Bien que l'adoption à grande échelle du 8K soit encore loin, les écrans 4K deviennent de plus en plus courants. Au lieu d'effectuer un rendu en 4K natif et d'espérer s'en tenir à environ 50 ips à 60 ips, les joueurs peuvent effectuer un rendu en 1080p ou 1440p et utiliser DLSS pour remplir les informations manquantes. Le résultat est des fréquences d'images plus élevées sans perte notable de qualité d'image.

DLSS s'améliore également constamment et reçoit des mises à jour régulières dans le but d'améliorer l'algorithme d'IA. Cela lui permet désormais d'utiliser plus intelligemment les vecteurs de mouvement, ce qui contribue essentiellement à améliorer l'apparence des objets lorsqu'ils se déplacent. La mise à jour réduit également les images fantômes, rend les effets de particules plus clairs et améliore la stabilité temporelle. DLSS 2 est maintenant assez largement adopté et 216 jeux le prennent en charge en septembre 2022.

Les améliorations ne s'arrêtent pas là, cependant. En fait, les choses sont sur le point de devenir beaucoup plus intéressantes avec l'introduction de DLSS 3.

DLSS 3 réinvente la technologie en rendant des images au lieu de pixels

Le 20 septembre, lors de sa keynote GTC 2022, Nvidia a annoncé DLSS 3 - la dernière itération de la technologie qui sera disponible pour les propriétaires de cartes graphiques RTX série 40. Contrairement à certaines des mises à jour précédentes plus petites, les changements apportés à DLSS sont importants cette fois-ci et ils ont le potentiel d'offrir une énorme augmentation des performances avec l'ajout de cadres générés par l'IA, qui sont créés à l'aide des cadres réels qu'un GPU rend. Ceci est très différent de DLSS et DLSS 2, qui viennent de retoucher de vraies images avec une mise à l'échelle alimentée par l'IA.

Il existe actuellement quatre GPU prenant en charge DLSS 3 :

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

Dans notre revue RTX 4090, nous avons constaté que DLSS 3 était capable de fournir des fréquences d'images nettement plus élevées que DLSS 2. Dans Cyberpunk 2077 à 4K avec le lancer de rayons réglé au maximum, l'activation de DLSS 3 a produit près de 50 % d'images en plus que la simple utilisation de DLSS 2; comparé à ne pas utiliser DLSS du tout, DLSS 3 avait plus de trois fois la fréquence d'images. Dans cet aspect, DLSS 3 offre exactement ce que Nvidia a promis.

Cependant, il existe certaines limitations techniques avec DLSS 3. Fondamentalement, DLSS insère une trame générée par l'IA entre deux trames réelles, et cette trame AI est établie en fonction des différences entre les deux trames réelles. Naturellement, cela signifie que le GPU ne peut pas vous montrer la deuxième image réelle avant de voir l'image générée par l'IA, c'est pourquoi la latence est tellement plus élevée avec DLSS 3. C'est la raison pourquoi Nvidia Reflex doit également être activé pour que DLSS 3 fonctionne.

L'autre limitation majeure de DLSS 3 est simplement due aux images générées par l'IA comportant des erreurs et des bogues visuels étranges. Lors de nos tests, nous avons constaté qu'il y avait une diminution générale de la qualité lors de l'activation de DLSS 3, ce qui est facile à ignorer lorsque les gains de fréquence d'images sont si élevés, mais certains problèmes de qualité sont difficiles à ignorer. Les éléments de l'interface utilisateur ou du HUD, en particulier, sont brouillés dans les images générées par l'IA, probablement parce que l'IA est orientée vers les environnements 3D et non vers le texte 2D qui se trouve au-dessus du jeu lui-même. DLSS 2 n'a pas ce problème car l'interface utilisateur est rendue indépendamment des éléments 3D, contrairement à DLSS 3.

Ci-dessous une capture d'écran de Cyberpunk 2077 comparant DLSS 3, DLSS 2 et la résolution native de gauche à droite. En ce qui concerne l'environnement, les deux implémentations de DLSS sont meilleures que la native, mais vous pouvez voyez également que dans la capture d'écran DLSS 3 à gauche, le marqueur de quête est déformé et le texte est illisible. C'est généralement ce qui se passe dans les images générées par l'IA dans les jeux dotés de DLSS 3.

D'une part, DLSS 3 pousse les images encore plus haut et n'a généralement pas une qualité visuelle bien pire que DLSS 2. Mais d'un autre côté, l'activation de DLSS 3 entraîne une latence très élevée par rapport à la fréquence d'images et peut introduire des bugs visuels étranges, en particulier sur les éléments de l'interface utilisateur et du HUD. Réduire la latence et réduire les artefacts visuels sera sans aucun doute un défi pour Nvidia, car ce sont des compromis fondamentaux qui accompagnent DLSS 3. Pour une technologie de première génération, cependant, c'est un bon premier essai, et j'espère que Nvidia pourra améliorer les choses avec les futures itérations de DLSS 3.

DLSS 3 fait lentement son chemin dans plus de jeux. Voici les titres qui prennent actuellement en charge DLSS 3 :

• Un conte de peste: Requiem
• Coeur atomique
• Mémoire lumineuse: infinie
• Tchernobylite
• Lame du conquérant
• Cyberpunk 2077
• Délivre-nous Mars
• Détruire tous les humains 2
• Lumière mourante 2
• F1 22
• FIST: forgé dans la torche de l'ombre
• Tueur à gages 3
• Héritage de Poudlard
• Icare
• Jurassic World Évolution 2
• Justice
• Bouclemancien
• Maraudeurs
• Marvel's Spider-Man remasterisé
• Simulateur de vol Microsoft
• Chasse aux fantômes de minuit
• Mount and Blade 2 Bannerlord
• Pointe de lame de Naraka
• Portail RTX
• Arracher
• La chasse sauvage du sorceleur 3
• Warhammer 40,000 Darktide

DLSS contre FSR contre RSR contre XeSS

AMD est le plus grand concurrent de Nvidia en matière de technologie graphique. Pour concurrencer le DLSS, AMD publié FidelityFX Super Résolution (FSR) en 2021. Bien qu'il atteigne le même objectif d'amélioration des visuels tout en augmentant les fréquences d'images, le FSR fonctionne assez différemment du DLSS. FSR rend les images à une résolution inférieure, puis utilise un algorithme de mise à l'échelle spatiale open source pour donner l'impression que le jeu fonctionne à une résolution plus élevée et ne tient pas compte du vecteur de mouvement données. DLSS utilise un algorithme d'intelligence artificielle pour fournir les mêmes résultats, mais cette technique n'est prise en charge que par les propres GPU RTX de Nvidia. FSR, d'autre part, peut fonctionner sur à peu près n'importe quel GPU.

En plus de FSR, AMD propose également Radeon Super Resolution (RSR), qui est une technique de mise à l'échelle spatiale qui utilise l'IA. Bien que cela ressemble à DLSS, il existe des différences. RSR est construit en utilisant le même algorithme que FidelityFX Super Resolution (FSR) et est une fonctionnalité basée sur un pilote qui est fournie via le logiciel Adrenalin d'AMD. RSR vise à combler le vide là où FSR n'est pas disponible, car ce dernier doit être implémenté directement dans des jeux spécifiques. Essentiellement, RSR devrait fonctionner dans presque tous les jeux, car il ne nécessite pas que les développeurs l'implémentent. Notamment, FSR est disponible sur les nouveaux GPU Nvidia et AMD, et RSR, d'autre part, n'est compatible qu'avec les cartes RDNA d'AMD, qui incluent la Radeon RX 5000 et Série RX 6000. Bientôt, cette gamme sera élargie pour inclure RDNA 3 et ses GPU Radeon RX série 7000.

Intel a également travaillé sur sa propre technologie de suréchantillonnage appelée Super échantillonnage Xe (XeSS), et contrairement à FSR ou DLSS, il existe deux versions différentes disponibles. Le premier utilise les unités mathématiques matricielles XMX, qui sont présentes dans son nouveau GPU Arc Alchemist; ces unités XMX prennent en charge tout le traitement de l'IA côté matériel. L'autre version utilise l'instruction largement acceptée du produit scalaire vectoriel à quatre éléments (DP4a), supprimant ainsi la dépendance du propre matériel d'Intel et permettant à XeSS de fonctionner sur Nvidia et AMD GPU.

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