Долгожданная технология FidelityFX Super Resolution (FSR), которая призвана стать альтернативой NVIDIA Deep Learning Super Sampling (DLSS), стартует сегодня. Мы смогли познакомиться с технологией заранее, а также получили некоторые подробности технической реализации. Драйвер, который активирует FSR в нескольких играх, тоже доступен, поэтому каждый может составить собственное впечатление, начиная с сегодняшнего дня.
Во многом AMD выбрала иной путь, нежели конкурент. Из FSR не планируется делать проприетарную технологию ни по аппаратной поддержке, ни по программной. То есть FSR является частью GPUOpen, каждый заинтересованный разработчик может использовать данную технологию. Привязки к каким-либо GPU нет. И видеокарты GeForce с поддержкой FSR стали для всех сюрпризом. Технология NVIDIA DLSS ограничена видеокартами GeForce RTX 20 и 30, но AMD FSR должна работать даже на APU с интегрированной графикой.
Причина разработки FSR та же, что и DLSS: некоторые игры требуют высокой производительности fps, а эффекты трассировки значительно увеличивают требования к производительности. Здесь как раз помогают такие технологии, как DLSS и теперь FSR. Впрочем, как показала первая реализация DLSS, с качеством картинки бывает не все гладко. Какой смысл добавлять в игру новые эффекты, которые будут размываться некачественным фильтром? С новой версией DLSS 2.0 NVIDIA добавила временной компонент к вычислениям, поэтому DLSS больше не приводит к падению качества картинки в режиме Quality.
AMD тоже подчеркивает данный момент, компания сравнила FSR в режиме качества и производительности с точечным и билинейным алгоритмами, которые чаще всего встречаются в играх и движках. AMD планировала достичь высокого уровня реконструкции геометрии, а также детализации текстур, чтобы приблизиться к родному рендерингу.
Чтобы получить прирост производительности, AMD уменьшает внутреннее разрешение рендеринга, поэтому видеокарта дает больше кадров в секунду при меньшем разрешении. Готовый кадр затем масштабируется до целевого разрешения, повышается резкость и детализация через FidelityFX, при этом теряется минимум нюансов. NVIDIA для DLSS тоже снижает разрешение рендеринга.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).
В таблице ниже приведены разные внутренние разрешения рендеринга в четырех режимах качества FSR при выходном разрешении 3.840 x 2.160 пикселей и 2.560 x 1.440 пикселей.
| 2160p | 1440p | |||
| Ultra Quality | 2.954 x 1.662 пикселей | 1,3x | 1.970 x 1.108 пикселей | 1,3x |
| Quality | 2.560 x 1440 пикселей | 1,5x | 1.706 x 960 пикселей | 1,5x |
| Balanced | 2.259 x 1.270 пикселей | 1,7x | 1.506 x 847 пикселей | 1,7x |
| Performance | 1.920 x 1.080 пикселей | 2,0x | 1.280 x 720 пикселей | 2,0x |
При высоких уровнях качества разрешение рендеринга снижается всего на 30% или 50%. В сбалансированном режиме мы получаем снижение на 70%, а в производительном рассчитывается лишь половина от родного разрешения, то есть четверть пикселей.
AMD использует только пространственный алгоритм, но не временной. То есть в качестве исходных материалов поступают кадры низкого разрешения с TAA, FXAA и MSAA. У того же NVIDIA DLSS добавляется еще и временной компонент (в расчете учитываются предыдущие кадры), что позволяет снизить число артефактов на движущихся объектах. Алгоритм сканирует кадр на наличие границ и кромок, после чего воссоздает их в варианте с высоким разрешением. FSR не имеет буферов кадров в родном разрешении. Но здесь AMD может внести улучшения в работу FSR в будущем.
Поскольку FSR опирается на вычисления шейдеров, нагрузка на процессор не увеличивается. Но сам алгоритм может увеличить требования к видеокарте. Впрочем, FSR все равно работает более экономично, чем родное разрешение.
AMD привела некоторые тесты. Они показывают прирост производительности FSR для Radeon RX 6900 XT, Radeon RX 6800 XT и Radeon RX 6700 XT.
Но AMD подчеркивает, что FSR лучше работает на старых видеокартах, поэтому технология более интересна для владельцев моделей возрастом 2-3 года. В качестве примера была взята Radeon RX 580, и в случае FSR частота кадров увеличилась на 50-80%.
Есть и демонстрация FSR на видеокартах GeForce. На той же GeForce GTX 1060 частота кадров после добавления FSR увеличилась на 50-80%. Поддерживаются следующие видеокарты:
- Radeon RX 6000 и 6000M
- Radeon RX 5000 и 5000M
- Radeon RX Vega
- Radeon RX 500
- Radeon RX 480, 470 и 460
- Ryzen 2000 и встроенная графика
- Ryzen 4000 и встроенная графика
- Ryzen 5000 и встроенная графика
- GeForce RTX 30
- GeForce RTX 20
- GeForce GTX 10 и 16
С сегодняшним анонсом FSR поддерживается следующими играми:
- Godfall
- Rift Breaker
- 22nd Century Racing Series
- Anno 1800
- Evil Genius 2 World Domination
- Terminator Resistance
- Kingshunt
В ближайшем будущем появится поддержка FSR в играх:
- Far Cry 6
- Resident Evil Village
- Forspoken
- Myst
- DOTA 2
- Baldurs Gate
- Farming Simulator 22
- Astergos
- Vampire Blood Hunt
AMD работает с многочисленными разработчиками игр и движков, чтобы вынести FSR в массы как можно быстрее. Пока что выбор игр не такой большой. NVIDIA на данный момент предлагает гораздо более широкую поддержку DLSS, и в ближайшие недели список игр увеличится.
Отличия между FSR и DLSS
С технологией FSR AMD все же берет иной подход, нежели NVIDIA с DLSS. NVIDIA использует проприетарную технологию, которая работает только на видеокартах GeForce RTX, AMD же продвигает открытую концепцию, FSR работает не только на видеокартах AMD, но и на GPU NVIDIA. Впрочем, реализация тоже разная. AMD использует только пространственное масштабирование без временных компонентов (таких как векторы движения на основе предыдущих кадров). Кроме того, AMD не опирается на искусственный интеллект, полагаясь на алгоритм FidelityFX Contrast Adaptive Sharpening (CAS) для восстановления деталей.
Кадр рассчитывается в низком разрешении, после чего масштабируется (Upscaling pass) и проходит через фильтр резкости (Sharpening pass) с задействованием сглаживания и Tone Mapping. На следующем этапе конвейера добавляются новые эффекты пост-обработки, затем кадр выводится на монитор. AMD для всех вычислений использует шейдеры видеокарты, по этой причине FSR работает и на видеокартах с NVIDIA GPU, а позднее, возможно, и на Intel GPU. AMD выбрала довольно классический подход масштабирования с FSR, что обеспечит максимально широкую аппаратную поддержку. FSR не использует данные из предыдущих кадров, а также не задействует нейросеть для вывода картинки в высоком разрешении. Но AMD все равно надеется получить примерно сравнимое качество картинки.
DLSS, с другой стороны, использует больше входных данных, чтобы получить кадр, по крайней мере, в сравнимом качестве. Хотя здесь все зависит от режима DLSS, конечно.
NVIDIA называет свою сеть глубокого обучения DLSS Convolutional Autoencoder. В качестве входных данных в сеть поступают данные с видеокарт NVIDIA (в низком разрешении по сравнению с целевым) и идеальные кадры. Они рассчитываются на суперкомпьютере NVIDIA с 64x суперсемплингом (64xAA). Что позволяет постоянно генерировать новые данные для тренировки, позволяющие NVIDIA непрерывно улучшать DLSS. И данные улучшения добавляются в игру с новыми версиями DLSS. Последняя версия DLSS 2.2 на сегодня используется в Rainbow Six: Siege. Для инференса в сеть глубокого обучения используются ядра Tensor на Ampere GPU. Для DLSS 1.9 NVIDIA также разработала версию с потоковыми процессорами, которая дала сравнимый хороший результат. Но NVIDIA уверена, что наилучшие результаты можно получить только с ядрами Tensor видеокарт GeForce RTX. Данные для тренировки сети глубокого обучения были получены с суперсемплингом 64x, поэтому кадр 2K с масштабированием до UHD может дать даже лучший результат, чем родное разрешение UHD.
В итоге алгоритм DLSS является специализированным и временным фильтром масштабирования. Результат не всегда сравним с прямым рендерингом в родном разрешении, но он приближается к нему в зависимости от информации в сети глубокого обучения и оптимизаций. С версии DLSS 2.0 добавилась временная компонента. Циклическая обработка кадров позволяет улучшить качество картинки. В частности, для первых версий DLSS проблемы представляли мелкие движущиеся объекты. И временная отдача позволила значительно улучшить качество.
Но перейдем к результатам. И мы начнем с качества картинки. FSR позволяет выставлять уровни качества Ultra Quality, Quality, Balanced и Performance.
Начнем с игры Anno 1800:
Anno 1800
Anno 1800: без FSR
Anno 1800: слева FSR Ultra Quality, справа Quality
Anno 1800: слева FSR Ultra Balanced, справа Performance
Anno 1800: без FSR
Anno 1800: слева FSR Ultra Quality, справа Performance
Разница между родным рендерингом и качеством FSR Ultra вряд ли заметна. Разве что на некоторые мелкие детали крыш домов теряются. С другой стороны, FSR Performance приводит к заметному падению детализации. Фильтр резкости здесь мало чем помогает.
The Riftbreaker
The Riftbreaker: без FSR
The Riftbreaker: слева FSR Ultra Quality, справа Quality
The Riftbreaker: слева FSR Ultra Balanced, справа Performance
The Riftbreaker: без FSR
The Riftbreaker: слева FSR Ultra Quality, справа Performance
В случае Riftbreaker мы не обнаружили существенных отличий по качеству между родным режимом и FSR Ultra. Однако кромки все же теряют качество, несмотря на фильтр резкости. Что еще сильнее заметно в режиме Performance.
Terminator Resistance
Terminator Resistance: без FSR
Terminator Resistance: слева FSR Ultra Quality, справа Quality
Terminator Resistance: слева FSR Ultra Balanced, справа Performance
Terminator Resistance: без FSR
Terminator Resistance: слева FSR Ultra Quality, справа Performance
На растительности, в данном случае на траве, снижение разрешения FSR заметно сильнее всего. Особенно в режиме FSR Performance. Впрочем, снижение качества можно обнаружить и в режиме Ultra Quality.
Мы записали видеоролик для сравнения родного разрешения UHD, режимов Ultra Quality и Performance:
Производительность разных режимов FSR
Снижение качества картинки после FSR - вопрос субъективный, здесь все зависит от восприятия геймера. Кроме того, скриншоты могут давать какую-то разницу, но во время движения на детали не обращаешь внимания. Посмотрим, какие отличия по производительности мы получим.
Для тестов мы использовали Intel Core i9-10900K на материнской плате MSI MAG Z490 Tomahawk вместе с 32 Гбайт DDR4-3200 RAM. Мы установили драйверы AMD Adrenalin 21.6.1 и GeForce 466.77. Что касается видеокарт, мы выбрали Founders Editions от NVIDIA и эталонные варианты AMD. Исключениями стали GeForce GTX 1650, GeForce 1660 Ti, GeForce RTX 3060, которые в нашей тестовой лаборатории присутствовали только в дизайнах ASUS и EVGA.
Anno 1800
3.840 x 2.160 пикселей (очень высокие)
The Riftbreaker
1.920 x 1.080 пикселей (очень высокие)
The Riftbreaker
2.560 x 1.440 пикселей (очень высокие)
The Riftbreaker
3.840 x 2.160 пикселей (очень высокие)
Terminator: Resistance
1.920 x 1.080 пикселей (очень высокие)
Terminator: Resistance
2.560 x 1.440 пикселей (очень высокие)
Terminator: Resistance
3.840 x 2.160 пикселей (очень высокие)
Официально AMD говорит о поддержке разрешения 1440p и выше в контексте FSR. Все же даже видеокарты начального уровня дают довольно высокую производительность в родном разрешении 1080p. Но мы все же протестировали две игры в 1080p. Масштабирование в таком разрешении уже не такое хорошее, поскольку мы упираемся в ограничение по CPU. В случае 1440p и 2160p мы получили увеличение производительности между 30% и 170%, в зависимости от режима FSR.
Схожий прирост производительности можно ожидать и в грядущих играх. AMD выбрала меньшее разрешение, в зависимости от режима, и прирост производительности оказывается практически линейно связан с этим разрешением. В случае NVIDIA DLSS ситуация отличается, прирост производительности после активации DLSS может быть существенно выше на высоких разрешениях и низких fps, поскольку используется метод реконструкции.
Позвольте взглянуть на производительность разных видеокарт от AMD и NVIDIA с поддержкой FSR и без таковой. Мы выбрали режим Quality FSR.
Anno 1800
3.840 x 2.160 пикселей (Very High, FSR: Quality)
Terminator: Resistance
1.920 x 1.080 пикселей (Epic, FSR: Quality)
Terminator: Resistance
2.560 x 1.440 пикселей (Epic, FSR: Quality)
Terminator: Resistance
3.840 x 2.160 пикселей (Epic, FSR: Quality)
The Riftbreaker
1.920 x 1.080 пикселей (Ultra, FSR: Quality)
The Riftbreaker
2.560 x 1.440 пикселей (Ultra, FSR: Quality)
The Riftbreaker
3.840 x 2.160 пикселей (Ultra, FSR: Quality)
С технической точки зрения все выглядит так, что AMD действительно догнала DLSS с новой технологией FSR. Если приносить в жертву качество картинки не хочется, то режимы Ultra Quality и Quality являются хорошим компромиссом - особенно на менее мощных видеокартах. Фильтр резкости в какой-то степени помогает восстановить детали, которые были потеряны при рендеринге в меньшем разрешении. По крайней мере, создается такое впечатление, поскольку данный метод все же не может восстановить детали, которые были физически потеряны в меньшем разрешении. Что особенно заметно в режимах Balanced и Performance. Поскольку прямое сравнение между FSR и DLSS провести пока не получается, остается полагаться на собственные ощущения. И по качеству картинки DLSS все же намного превосходит FSR. Честно говоря, возникают сомнения, может ли нынешняя реализация FSR превзойти по качеству технологию NVIDIA, которая для восстановления картинки использует искусственный интеллект.
А вот по приросту производительности мы можем подтвердить обещания AMD. На +60% рассчитывать можно не всегда, но 30% прирост fps может превратить игру в достаточно плавную для комфортного геймплея. AMD поддержала FSR и на видеокартах GeForce, поэтому на NVIDIA GPU тоже наблюдается прирост производительности.
Поскольку NVIDIA ограничила поддержку DLSS видеокартами GeForce RTX 2060/3060 и более мощными, AMD FSR становится привлекательной и для младших видеокарт NVIDIA. Интересный вариант для владельцев старых видеокарт, а также для тех, кому приходится довольствоваться встроенной графикой Ryzen APU в ноутбуках. В лагере AMD здесь можно отметить Radeon RX 6700M и 6600M, но и мобильные видеокарты GeForce тоже могут выиграть.
AMD также обещает улучшить FSR в будущем. Вполне логично, компания может использовать буферы, которые будут хранить геометрические данные в высоких разрешениях, что поможет при масштабировании геометрии. На ум приходят и другие варианты, когда в некоторых частях конвейера хранятся данные в более высоких разрешениях.
Большим преимуществом для AMD FSR можно назвать широкую аппаратную поддержку. Что касается не только собственных видеокарт AMD, начиная с Radeon RX 480, но также различных APU и даже продуктов конкурента NVIDIA. Нравится нам и подход AMD, которая позиционирует FSR как решение с открытым исходным кодом. Но вряд ли NVIDIA отвернет с взятого пути и сделает DLSS более открытым. Теоретически NVIDIA может сделать реализацию только на потоковых процессорах, но пока сложно сказать, будет ли результат таким же как по качеству, так и по производительности.
Одна из самых больших проблем FSR на сегодня заключается в программной поддержке. На момент выхода технологии доступно лишь несколько игр, только одна из которых претендует на роль AAA, да и то не первой свежести. В ближайшие месяцы AMD добавит более интересные хиты. С другой стороны, NVIDIA продолжает наращивать ассортимент игр с поддержкой DLSS. А именно DOOM: Eternal, Red Dead Redemption 2 и растущая поддержка со стороны игровых движков становятся значимым преимуществом DLSS. AMD пока находится в догоняющей роли. Кроме того, игровые разработчики вряд ли будут поддерживать обе технологии одновременно, поскольку тому будут препятствовать NVIDIA или AMD. Но это означает, что игры с поддержкой DLSS не получат FSR, и наоборот.
Пока слишком рано выносить окончательный вердикт. Оценка качества картинки слишком субъективна. Но владельцы видеокарт Radeon и GeForce могут сами посмотреть FSR в работе и составить впечатление. AMD утром уже представила драйвер Adrenalin 21.6.1. Однако для работы FSR потребуются патчи к соответствующим играм.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).