Nvidia RTX DLSS: alt du trenger å vite

Nvidia har to fremstående funksjoner RTX 30-serien og RTX 40-serien grafikkort: ray tracing og DLSS. PlayStation 5 og Xbox Series X har begge gjort en god jobb med å introdusere folk flest til ray tracing, men DLSS er fortsatt litt tåkete. Det er litt komplisert, men det lar deg spille et spill med en virtualisert høyere oppløsning, og opprettholde større detaljer og høyere bildefrekvens uten å belaste grafikkortet ditt så mye. Det gir deg det beste fra alle verdener ved å utnytte kraften til maskinlæring, og med introduksjonen av DLSS 3, teknologien ble bare enda kraftigere.

Men det er litt mer i historien enn det. Her er alt du trenger å vite om DLSS, hvordan det fungerer og hva det kan gjøre for PC-spillene dine.

Hva er DLSS?

DLSS står for deep learning supersampling. "Supersampling"-biten refererer til en anti-aliasing-metode som jevner ut de taggete kantene som vises på gjengitt grafikk. I forhold til andre former for anti-aliasing fungerer SSAA (supersampling anti-aliasing) ved å gjengi bildet med en mye høyere oppløsning og bruke disse dataene til å fylle ut hullene med den opprinnelige oppløsningen.

"Dyp læring"-delen er Nvidias hemmelige saus. Ved å bruke kraften til maskinlæring kan Nvidia trene AI-modeller med høyoppløselige skanninger. Deretter kan anti-aliasing-metoden bruke AI-modellen til å fylle ut den manglende informasjonen. Dette er viktig, siden SSAA vanligvis krever at du gjengir bildet med høyere oppløsning lokalt. Nvidia gjør det offline, borte fra datamaskinen, og gir fordelene med supersampling uten datakostnader.

Alt dette er mulig takket være Nvidias Tensor-kjerner, som kun er tilgjengelig i RTX GPUer (utenfor datasenterløsninger, som f.eks. Nvidia A100). Selv om GPU-er i RTX 20-serien har Tensor-kjerner inni, kommer RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 og 3090 med Nvidias andregenerasjons Tensor-kjerner, som tilbyr større ytelse per kjerne.

Nvidias nyeste grafikkort fra RTX 40-serien bringer Tensor-kjernene opp til sin fjerde generasjon. Dette gjør DLSS-boosten enda kraftigere. Takket være den nye 8-bits flytepunkt-tensormotoren, har kjernenes gjennomstrømning økt med så mye som fem ganger sammenlignet med forrige generasjon.

Nvidia leder satsingen på dette området, selv om AMD er nytt FidelityFX Super Resolution-funksjon kan gi hard konkurranse. Selv Intel har sin egen supersampling-teknologi kalt Intel XeSS, eller Intel Xe Super Sampling. Mer om det senere.

Hva gjør DLSS egentlig?

DLSS er resultatet av en uttømmende prosess med å lære Nvidias AI-algoritme for å generere spill som ser bedre ut. Etter å ha gjengitt spillet med en lavere oppløsning, utleder DLSS informasjon fra sin kunnskapsbase om superoppløsningsbildetrening for å generere et bilde som fortsatt ser ut som det kjørte på et høyere nivå Vedtak. Ideen er å få spill gjengitt i 1440p til å se ut som om de kjører på 4K eller 1080p spill for å se ut som 1440p. DLSS 2.0 tilbyr fire ganger så høy oppløsning, slik at du kan gjengi spill i 1080p mens du sender dem ut i 4K.

Mer tradisjonelle superoppløsningsteknikker kan føre til artefakter og feil i det eventuelle bildet, men DLSS er designet for å jobbe med disse feilene for å generere et enda bedre utseende. Under de riktige omstendighetene kan den levere betydelige ytelsesøkninger uten å påvirke utseendet og følelsen til et spill; tvert imot kan det få spillet til å se enda bedre ut.

Hvor tidlige DLSS-spill liker Final Fantasy XV leverte beskjedne bildefrekvensforbedringer på bare 5 bilder per sekund (fps) til 15 fps, nyere utgivelser har sett langt større forbedringer. Med spill som Lever oss månen og Wolfenstein: Youngblood, introduserte Nvidia en ny AI-motor for DLSS, som vi blir fortalt forbedrer bildekvaliteten, spesielt ved lavere oppløsninger som 1080p, og kan øke bildefrekvensen i noen tilfeller med over 50 %.

Med den siste iterasjonen av DLSS 3, kan økningen i bildefrekvensen bli enda mer betydelig takket være den nye rammegenerasjonsfunksjonen. Tidligere implementeringer av DLSS hadde nettopp Tensor-kjernene til å få rammer til å se bedre ut, men nå kan rammer gjengis med kun AI. Vi vil diskutere DLSS 3 mer detaljert senere.

Det er også nye kvalitetsjusteringsmoduser som DLSS-brukere kan lage, og velge mellom ytelse, Balansert og kvalitet, som hver fokuserer RTX GPUs Tensor-kjernehestekrefter på et annet aspekt av DLSS.

Hvordan fungerer DLSS?

DLSS tvinger et spill til å gjengi med en lavere oppløsning (vanligvis 1440p) og bruker deretter den trente AI-algoritmen til å utlede hvordan det ville sett ut hvis det ble gjengitt med en høyere (vanligvis 4K). Den gjør dette ved å bruke noen anti-aliasing-effekter (sannsynligvis Nvidias egen TAA) og noe automatisert skjerping. Visuelle artefakter som ikke ville være tilstede ved høyere oppløsninger, strykes også ut og brukes til og med for å utlede detaljene som bør være til stede i et bilde.

Som Eurogamer forklarer, AI-algoritmen er opplært til å se på visse spill med ekstremt høye oppløsninger (antatt 64x supersampling) og er destillert ned til noe som bare er noen få megabyte i størrelse før det ble lagt til de nyeste Nvidia-driverutgivelsene og gjort tilgjengelig for spillere over hele verden. Opprinnelig måtte Nvidia gå gjennom denne prosessen på spill-for-spill-basis. I DLSS 2.0 gir Nvidia en generell løsning, slik at AI-modellen ikke lenger trenger å trenes for hvert spill.

Faktisk er DLSS en sanntidsversjon av Nvidias skjermbildeforbedrende Ansel-teknologi. Den gjengir bildet med en lavere oppløsning for å gi et ytelsesløft, og bruker deretter ulike effekter for å levere en relativt sammenlignbar totaleffekt for å øke oppløsningen.

Resultatet kan være en blandet pose, men generelt fører det til høyere bildefrekvenser uten et betydelig tap i visuell troskap. Nvidia hevder bildefrekvenser kan forbedres med så mye som 75 % i Remedy Entertainment Kontroll når du bruker både DLSS og ray tracing. Det er vanligvis mindre uttalt enn det, og ikke alle er fan av det eventuelle utseendet til et DLSS-spill, men alternativet er absolutt der for de som ønsker å forskjønne spillene sine uten kostnadene ved å kjøre på en høyere Vedtak.

I Death Stranding, vi så betydelige forbedringer ved 1440p i forhold til innebygd gjengivelse. Ytelsesmodus mistet noen av de finere detaljene på bakpakken, spesielt i tapen. Kvalitetsmodus beholdt mesteparten av detaljene mens den jevnet ut noen av de grove kantene på den opprinnelige gjengivelsen. Vårt "DLSS off"-skjermbilde viser kvaliteten uten anti-aliasing. Selv om DLSS ikke opprettholder det kvalitetsnivået, er det veldig effektivt når det gjelder å bekjempe aliasing samtidig som det opprettholder det meste av detaljene.

Vi så ingen oversliping Death Stranding, men det er noe du kan støte på mens du bruker DLSS.

Bedre over tid

DLSS har potensialet til å gi spillere som ikke helt kan nå komfortable bildefrekvenser ved oppløsninger over 1080p muligheten til å gjøre det med slutninger. DLSS er absolutt en av de kraftigste funksjonene til RTX GPUene. De er ikke så kraftige som vi kanskje hadde håpet, og strålesporingseffektene er pene, men har en tendens til å ha en betydelig innvirkning på ytelsen, men DLSS gir oss det beste fra begge verdener: flottere spill som også gir bedre resultater.

Opprinnelig virket det som om DLSS ville være en nisjefunksjon for low-end grafikkort, men det er ikke tilfelle. I stedet har DLSS aktivert spill som Cyberpunk 2077 og Kontroll å pushe visuell tro på avansert maskinvare uten å gjøre spillene uspillbare. DLSS løfter avansert maskinvare samtidig som den gir et glimt inn i fremtiden for avansert maskinvare.

Nvidia har vist RTX 3090-gjengivelsesspill som Wolfenstein: YoungBlood ved 8K med ray tracing og DLSS slått på. Selv om bred bruk av 8K fortsatt er langt unna, blir 4K-skjermer stadig mer vanlig. I stedet for å rendere ved opprinnelig 4K og håpe på å holde seg rundt 50 fps til 60 fps, kan spillere rendere i 1080p eller 1440p og bruke DLSS for å fylle ut den manglende informasjonen. Resultatet er høyere bildefrekvenser uten merkbart tap i bildekvalitet.

DLSS forbedres også hele tiden, og den mottar jevnlige oppdateringer i et forsøk på å forbedre AI-algoritmen. Det lar den nå gjøre smartere bruk av bevegelsesvektorer, noe som i hovedsak bidrar til å forbedre hvordan objekter ser ut når de beveger seg. Oppdateringen reduserer også ghosting, får partikkeleffekter til å se klarere ut og forbedrer tidsstabiliteten. DLSS 2 er nå ganske bredt adoptert, og 216 spill støtter det fra september 2022.

Forbedringene stopper imidlertid ikke der. Faktisk er ting i ferd med å bli mye mer interessant med introduksjonen av DLSS 3.

DLSS 3 gjenoppfinner teknologien ved å gjengi rammer i stedet for piksler

Den 20. september under sin GTC 2022 keynote, kunngjorde Nvidia DLSS 3 — den siste iterasjonen av teknologien som vil være tilgjengelig for eierne av RTX 40-seriens grafikkort. I motsetning til noen av de tidligere, mindre oppdateringene, er endringene til DLSS store denne gangen, og de har potensiale til å tilby en enorm økning i ytelse med tillegg av AI-genererte rammer, som er laget med de ekte rammene som en GPU gjengir. Dette er veldig forskjellig fra DLSS og DLSS 2, som nettopp endret ekte rammer med AI-drevet oppskalering.

Det er for øyeblikket fire GPUer som støtter DLSS 3:

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

I vår RTX 4090-anmeldelse, fant vi at DLSS 3 var i stand til å levere betydelig høyere bildefrekvenser enn DLSS 2. I Cyberpunk 2077 ved 4K med ray tracing satt til maks, ga DLSS 3 nesten 50 % flere bilder enn bare bruk av DLSS 2; sammenlignet med å ikke bruke DLSS i det hele tatt, hadde DLSS 3 over tre ganger så høy bildefrekvens. I dette aspektet leverer DLSS 3 nøyaktig slik Nvidia lovet.

Det er imidlertid noen tekniske begrensninger med DLSS 3. I utgangspunktet setter DLSS inn en AI-generert ramme mellom to virkelige rammer, og den AI-rammen er tegnet opp basert på forskjellene mellom de to ekte rammene. Naturligvis betyr dette at GPUen ikke kan vise deg den andre virkelige rammen før du ser den AI-genererte rammen, og det er grunnen til at latensen er så mye høyere med DLSS 3. Dette er grunnen Nvidia refleks må også være aktivert for at DLSS 3 skal fungere.

Den andre store begrensningen til DLSS 3 er ganske enkelt ned til AI-genererte rammer som har feil og rare visuelle feil. I vår testing fant vi at det var en generell kvalitetsreduksjon ved aktivering av DLSS 3, som er lett å overse når bildefrekvensøkningen er så høy, men noen kvalitetsproblemer er vanskelig å ignorere. Spesielt UI- eller HUD-elementer blir forvansket i de AI-genererte rammene, antagelig fordi AI er rettet mot 3D-miljøer og ikke 2D-tekst som er på toppen av selve spillet. DLSS 2 har ikke dette problemet fordi brukergrensesnittet gjengis uavhengig av 3D-elementene, i motsetning til DLSS 3.

Nedenfor er et skjermbilde fra Cyberpunk 2077 sammenligne DLSS 3, DLSS 2 og native oppløsning fra venstre til høyre. Når det kommer til miljøet, er begge implementeringene av DLSS bedre enn den opprinnelige, men du kan se også at i DLSS 3-skjermbildet til venstre er oppdragsmarkøren forvrengt, og teksten er uleselig. Dette er vanligvis det som skjer i AI-genererte rammer i spill som har DLSS 3.

På den ene siden skyver DLSS 3 frames enda høyere og har vanligvis ikke mye dårligere visuell kvalitet enn DLSS 2. Men på den annen side fører aktivering av DLSS 3 til at latensen blir veldig høy i forhold til bildefrekvensen og kan introdusere rare visuelle feil, spesielt på UI- og HUD-elementer. Å senke ventetiden og redusere visuelle artefakter vil utvilsomt være utfordrende for Nvidia siden dette er grunnleggende avveininger som følger med DLSS 3. For en førstegenerasjonsteknologi er det imidlertid et godt første forsøk, og forhåpentligvis vil Nvidia kunne forbedre ting med fremtidige iterasjoner av DLSS 3.

DLSS 3 er sakte på vei inn i flere spill. Her er titlene som for øyeblikket støtter DLSS 3:

• A Plague Tale: Requiem
• Atomisk hjerte
• Lyst minne: Uendelig
• Tsjernobylitt
• Conqueror's Blade
• Cyberpunk 2077
• Lever oss Mars
• Ødelegg alle mennesker 2
• Dying Light 2
• F1 22
• NEVE: Smidd i Shadow Torch
• Hitman 3
• Galtvorts arv
• Ikaros
• Jurassic World Evolution 2
• Rettferdighet
• Loopmancer
• Marauders
• Marvels Spider-Man remasteret
• Microsoft Flight Simulator
• Midnight Ghost Hunt
• Mount and Blade 2 Bannerlord
• Naraka Bladepoiint
• Portal RTX
• Rive ut
• The Witcher 3 Wild Hunt
• Warhammer 40 000 Darktide

DLSS versus FSR versus RSR versus XeSS

AMD er Nvidias største konkurrent når det kommer til grafikkteknologi. For å konkurrere med DLSS, AMD utgitt FidelityFX Super Resolution (FSR) i 2021. Selv om den oppnår det samme målet om å forbedre det visuelle og samtidig øke bildefrekvensen, fungerer FSR ganske annerledes enn DLSS. FSR gjengir rammer med en lavere oppløsning og bruker deretter en romlig oppskaleringsalgoritme med åpen kildekode for å få spillet til å se ut som det kjører med høyere oppløsning og ikke tar med bevegelsesvektor data. DLSS bruker en AI-algoritme for å levere de samme resultatene, men denne teknikken støttes kun av Nvidias egne RTX GPUer. FSR, på den annen side, kan fungere på omtrent hvilken som helst GPU.

I tillegg til FSR har AMD også Radeon Super Resolution (RSR), som er en romlig oppskaleringsteknikk som benytter seg av AI. Selv om dette høres ut som DLSS, er det forskjeller. RSR er bygget med samme algoritme som FidelityFX Super Resolution (FSR) og er en driverbasert funksjon som leveres via AMDs Adrenalin-programvare. RSR har som mål å fylle gapet der FSR ikke er tilgjengelig, da sistnevnte må implementeres rett inn i spesifikke spill. I hovedsak bør RSR fungere i nesten alle spill, siden det ikke krever at utviklere implementerer det. Spesielt er FSR tilgjengelig på tvers av nyere Nvidia og AMD GPUer, og RSR, på den annen side, er kun kompatibel med AMDs RDNA-kort, som inkluderer Radeon RX 5000 og RX 6000-serien. Snart vil det utvalget utvides til å omfatte RDNA 3 og dens Radeon RX 7000-serie GPUer.

Intel har også jobbet med sin egen supersampling-teknologi kalt Xe Super Sampling (XeSS), og i motsetning til med FSR eller DLSS, er det to forskjellige versjoner tilgjengelig. Den første bruker XMX matrisematematikkenheter, som er til stede i den nye Arc Alchemist GPUer; disse XMX-enhetene tar seg av all AI-behandlingen på maskinvareenden. Den andre versjonen bruker den allment aksepterte instruksjonen for vektorpunktprodukt med fire elementer (DP4a), fjerner dermed avhengigheten fra Intels egen maskinvare og lar XeSS fungere på Nvidia og AMD GPUer.

Redaktørenes anbefalinger

• Har Nvidia nettopp fikset RTX 4090s smeltende strømkontakter?
• RTX 4060 Ti 16GB lanseres 18. juli midt i desperate priskutt
• Hva er RAM? Her er alt du trenger å vite
• Hva er GDDR7? Alt du trenger å vite om neste generasjons VRAM
• Jeg testet Nvidias nye RTX 4060 mot RX 7600 - og den er ikke pen