Что такое видеоплата nvidia

Что такое видеокарта

Видеокарта является одним из наиболее важных компонентов компьютера. Основная задача видеокарты — это работа с графикой и видео. Имеются видеокарты в настольных компьютерах, ноутбуках, игровых приставках, таких как Xbox, и даже в смартфонах и планшетах. Видеокарты также могут называться «графический чип», «графический ускоритель», «видеоадаптер» и другими подобными наименованиями. Отвечает графический чип за отображение «картинки» на экране электронного устройства, преобразование или сжатие видео в различные форматы, просмотр телевизионных каналов и прочее. В этой статье мы поговорим про видеокарты для стационарных компьютеров и ноутбуков.Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidiaПри покупке видеокарты наиболее важно обратить внимание на характеристики и параметры GPU (графического процессора) и объема видеопамяти. Существует два основных производителя видеокарт: NVIDIA и AMD (бывшая ATI). Одни из самых популярных и распространенных карт от AMD носят название Radeon. Наиболее популярные видеокарты от NVIDIA называются GeForce. Другие производители, выпускающие видеокарты, для своих моделей используют чипы этих двух компаний-гигантов компьютерной индустрии. Видеокарты имеют встроенную память. Чем выше пропускная способность памяти, тем быстрее осуществляется доступ к данным. Во всех современных видеокартах есть также 3D-ускорители, которые используются для построения 3D-изображений. Частота обновления, которое измеряется в герцах, означает, сколько раз в секунду изображение на экране перерисовывается. Если показатели частоты обновления экрана низки, то экран начинает мерцать, что крайне отрицательно сказывается на здоровье глаз пользователя.

DirectX используется в мультимедийных программах. Windows XP использует DirectX 9, в то время как Windows Vista использует DirectX 10, хотя интерфейс Aero для своего функционирования не требует его поддержки. В Windows 7 используется DirectX 11.

Графика может быть 2D или 3D. 2D-графика используется в обычных программах, таких как Microsoft Word и веб-браузерах, наподобие Microsoft Internet Explorer. Интегрированная в материнскую плату видеокарта, обычно используется для бюджетных компьютеров, работающих, например, в офисах и не использующих таких мощных графических программ, как Adobe Photoshop. Если планируется работать с мощными графическими программами, программами для моделирования и другими приложениями, интенсивно работающими с графикой, возможностей интегрированного видеоадаптера будет недостаточно.

Если вы планируете играть в игры, интенсивно использующие графический 3D-эффект, например, Quake, то вам будет необходима видеокарта высокого класса, или даже, возможно, потребуется двойная видеокарта. Двойная видеокарта состоит из двух одинаковых видеокарт, соединенных между собой специальным интерфейсом. Интерфейс может быть SLI (Scalable Link Interface) для NVIDIA карт и Crossfire для видеокарт ATI. Двойная видеокарта может использоваться также в дизайнерских студиях, в которых используется мощное программное обеспечение для работы с 3D графикой.

Для подключения видеокарты к материнской плате используется 3 типа слотов: PCI, AGP, PCI-E. Первые два типа слотов в настоящее время считаются устаревшими. Наиболее старый интерфейс PCI, используется как для подключения видеокарты, так и для подключения других устройств, например, звуковой или сетевой карты. В настоящее время практически не используется, так как шина PCI, является довольно медленной и не соответствует требованиям современных видеокарт. Пришедший на смену PCI, интерфейс AGP, является более быстрым, но в настоящее время также устарел. В современных компьютерах для подключения видеокарты к материнской плате используется интерфейс PCI Express. В то время как большинству карт необходим всего один канал для подключения к компьютеру, видеокартам нужно 16 каналов для подключения. Уже выпущено несколько версий PCI Express и в ближайшем будущем данный интерфейс будет преобладать на абсолютном большинстве компьютеров, его не планируется заменять на какой – либо другой тип интерфейса.

Источник

Профессиональные видеокарты против игровых — зачем нужна Nvidia Quadro?

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Содержание

Содержание

Компании Nvidia и AMD выпускают не только геймерские и офисные видеокарты. Та же линейка Nvidia Tesla используется в суперкомпьютерах и мощных вычислительных системах, ориентированных на научные расчеты. А мы поговорим о профессиональных видеокартах для массовых пользователей — линейке Nvidia Quadro и аналогичных.

Зачем нужны профессиональные видеокарты

Все видеокарты выполняют общую задачу — отрисовывают на дисплее кадры, которые до этого подготавливает процессор. Графический чип получает исчерпывающую информацию о сцене: состав и расположение объектов относительно зрителя, цвет, уровень освещения, видимость и так далее. Пару десятилетий назад в играх была пиксельная графика, но сейчас для создания 3D- сцен используются объекты из множества полигонов.

Полигон — это плоскость в трехмерном пространстве. Как правило, в играх используются треугольные полигоны, на основе которых создают уже полноценные 3D-модели. Чем выше число этих треугольников, тем большую детализацию имеет выводимое изображение.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Именно поэтому в старых играх персонажи имеют угловатые формы — вычислительные мощности того времени позволяли оперировать лишь небольшим числом полигонов. По мере совершенствования видеокарт количество полигонов у моделей росло, персонажи становились более реалистичными, резкие углы сглаживались. Это можно хорошо заметить на примере различных ремастеров, например, Crash Bandicoot.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

В среднем на одного персонажа приходится от 15 до 45 тысяч таких треугольников. Одним из рекордсменов в этой области является Нейтан Дрейк из Uncharted 4: A Thief’s End. В его модели более 80 тысяч полигонов.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

А теперь представьте, что на экране несколько персонажей и еще различные объекты окружения. Игровым видеокартам приходится обрабатывать положение пары сотен тысяч полигонов, не говоря о наложении других эффектов.

Если говорить об игровой видеокарте, то ее задача — расположение всех полигонов в пространстве, прорисовка текстур, затенение, создание динамического освещения и сглаживание. В итоге мы видим на экране финальный кадр со всеми эффектами.

Профессиональные видеокарты чаще нужны для САПР, бизнес-приложений, визуализации, инженерных расчетах. Если вы занимаетесь моделированием и работаете в таких программах, как КОМПАС-3D, T-FLEX CAD, SOLIDWORKS, Autodesk 3ds Max и аналогичных, то предпочтительней именно профессиональная видеокарта.

Помимо этого, видеокарты NVIDIA Quadro используются при создании различных спецэффектов в фильмах.

Профессиональная видеокарта делает по сути тоже самое, что и игровая, но с небольшими нюансами. В узкоспециализированных 3D- моделях не нужно накладывать различные эффекты, которые делают графику фотореалистичной. При проектировании и разработке крайне важна точность, поскольку на основе созданных моделей обычно делают реальные вещи. Соответственно, число полигонов может в несколько раз превышать описанные ранее числа — до нескольких миллионов на сцену.

В чем отличия профессиональных и игровых видеокарт

Теперь давайте разберемся, чем конкретно профессиональные видеокарты отличаются от геймерских.

Больший объем видеопамяти. Для обработки огромного числа полигонов нужно много памяти. Для сравнения, видеокарта NVIDIA Quadro P6000 2016 года имеет 24 ГБ памяти. Если взять топовую геймерскую видеокарту на аналогичной архитектуре GTX 1080 Ti начала 2017-го, то у нее всего 11 ГБ памяти. Тенденция сохраняется и с текущим поколением: игровая RTX 3090 оснащается 24 ГБ, в то время ка профессиональная NVIDIA Quadro RTX 8000 имеет целых 48 ГБ.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Жесткая стандартизация. В геймерсих видеокартах существует нереференсные улучшенные модели от сторонних компаний — Asus, MSI, Palit и других. Профессиональные видеокарты выпускаются строго под контролем разработчиков и обычно не имеют нереференсных моделей. Это позволяет исключить ситуации, когда вмешательство вендора привело к неработоспособности устройства.

Использование ECC-памяти. Как мы сказали ранее, в профессиональных видеокартах определяющее значение имеет точность, и ошибки при расчетах недопустимы. В связи с этим используется специальная ECC-память, которая способна распознавать и исправлять спонтанные ошибки в битах. Однако память с коррекцией работает немного медленнее в сравнении с non-ECC, которая стоит на игровых видеокартах. Тесты энтузиастов показывают, что разница скорости между ECC и non-ECC в различных задачах не превышает 2 %.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Аппаратная поддержка OpenGL. Это программный интерфейс, используемый при написании различных приложений с 2D/3D графикой. Аппаратная поддержка ощутимо ускоряет вычисления, но ее реализация повышает стоимость продукта.

Специализированные драйверы и BIOS. Для профессиональной видеокарты нужен специальный драйвер. Он предлагает немного больше настроек, например, в панели Nvidia Control пользователи Quadro могут установить сглаживание граней объектов вплоть до 64Х, в то время как GeForce предлагает только 8X. Также спецдрайвер предоставляет более широкие возможности управления рабочими столами и их конфигурациями.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

В установочный пакет драйверов для Quadro входит особое ПО — NVIDIA WMI (Windows Management Instrumentation) и специальный инструмент NVIDIA SMI для мониторинга. Для игровых GeForce GTX/RTX в стандартном пакете этого нет.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

BIOS в Quadro разрабатывают непосредственно инженеры компании, а не специалисты сторонних брендов.

Сертификация от разработчиков ПО. В профессиональных моделях крайне важна корректная работа в узкоспециализированных программах без багов и зависаний, поэтому разработчики ПО проводят отдельную сертификацию.

Более длительный жизненный цикл. Обновление линеек геймерских видеокарт происходит в среднем один раз в 1,5-2 года. Профессиональные модели обновляются реже — раз в 2–4 года.

Специфика портов. В профессиональных моделях вы редко встретите HDMI и, тем более, VGA. В Nvidia Quadro последнего поколения используются порты DP1.4, а также Virtuallink. В более старых моделях присутствует DVI порт.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Цена. Рекомендованная цена Quadro RTX 8000 — 9 999 долларов. За топовую геймерскую RTX 3090 придется отдать 1499 доллара, что существенно дешевле.

Профессиональные карты имеют аппаратные и программные особенности, направленные на повышение производительности сугубо в специализированных приложениях для работы с 3D и 2D графикой, а также на общую стабильность и надежность.

Можно ли играть на профессиональных видеокартах?

Технически профессиональные модели имеют все то же, что и игровые: ядра CUDA, блоки растеризации, текстурные блоки, а новые Quadro RTX по аналогии с геймерскими RTX имеют и тензорные ядра. Именно поэтому вы без проблем сможете запустить игру на Quadro или аналогичных с комфортным FPS.

Проблема в том, что Quadro не ориентированы на отрисовку графических эффектов, которые актуальны для видеоигр. Именно поэтому при относительно равных параметрах профессиональные ускорители выдают меньший FPS. На этом сказывается и ориентация драйверов — для Quadro и аналогичных они просто не подогнаны под игры.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Несмотря на то, что профессиональные видеокарты могут показать неплохой результат в играх, с учетом их стоимости покупка будет актуальной только для узкоспециализированных задач.

Источник

Как работает видеокарта NVIDIA? Разбор

Мы привыкли воспринимать видеокарты как дополнение к основному процессору. А бывают даже интегрированные видюхи. Но на самом деле. Видеокарта — это компьютер в компьютере, который выполняет намного больше операций, чем остальные компоненты системы. Смотрите сами:

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Вот например характеристики GeForce RTX 3090:

Но раз видюхи такие производительные, зачем нам вообще центральный процессор? И в чем всё-таки отличия CPU от GPU?

А чем видеокарты отличаются между собой? Как такая бандура помещается в ноутбук? И главное выясним, можно ли в играть в Cyberpunk 2077 на ноутбуке на ультра-настройках. Поговорим об этом и о многом другом в большом разборе!

Сейчас видеокарты много чего умеют делать и часто делают некоторые задачи куда быстрее и эффективнее CPU? Но к такому положению вещей мы пришли не сразу. Первые видеокарты было бы справедливо назвать ASIC-ками (Application-Specific Integrated Circuit), то есть интегральными схемами специального назначения. Что это значит?

Центральный процессор — это универсальный чип. Он может выполнять совершенно разного рода задачи. Всё потому, что каждое ядро центрального процессора — это много разных блоков, каждый из которых умеет делать свой тип вычислений.

Это удобно, потому как на центральном процессоре мы можем сделать любое вычисление. И в принципе, один огромный ЦП может заменить собой вообще все остальные чипы. Но естественно, это будет неэффективно. Поэтому для специфических задач на помощь центральному процессору часто приходят сопроцессоры или ASIC-ки то есть отдельные чипы, заточенные под эффективное решение какой-то конкретной задачи.

Так в середине 90-х такой конкретной задачей стало ускорение первых 3D-игр вроде Quake!

Первые видеокарты

Без ускорения Quake выглядел достаточно постредсвенно. Всё очень пиксельное и тормозное.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Но стоило прикупить себе волшебный 3D-акселератор. Подключить его к вашей основной 2D-видеокарте снаружи коротким VGA кабелем. Да-да, раньше это делалось так. И Quake превращался в нечто запредельное. Игра становилась, плавной, красочной, а главное работала в высоком для того времени разрешении и соответственно никаких пикселей.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Тогда это воспринималось практически как магия. Но за счет чего происходило такое кардинальное улучшение картинки? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте разберемся как работает видеокарта поэтапно.

Как работает видеокарта?

Этап 1. Растеризация.

Трёхмерный объект изначально векторный. Он состоит из треугольников, которые можно описать вершинами. То есть, по сути, объект — это набор вершин, со своими координатами в трехмерном пространстве.

Но ваш экран двумерный, да ещё и состоит из пикселей. Так как нам отобразить векторный 3D объект в двухмерном пространстве? Правильно — спроецировать его!

Мы переносим координаты вершин на плоскую поверхность соединяем их при помощи уравнений прямых на плоскости и заполняем пикселями плоскости треугольников. На этом этапе мы получаем двухмерную проекцию объекта на экране.

Этап 2. Текстурирование

Дальше нам нужно как-то раскрасить модельку. Поэтому на растрированный объект по текстурным координатам натягивается текстура.

Но просто натянуть текстуру недостаточно, ее нужно как-то сгладить. Иначе при приближении к объекту вы просто будите видеть сетку текселей. Прям как в первых 3D-играх типа DOOM. Поэтому дальше к текстуре применяются различные алгоритмы фильтрации.

На первых видеокартах применялась билинейная интерполяция. Её вы и видели на примере с Quake. Всё, что она делает — это линейно интерполирует промежуточные цвета между четырьмя текселями, а полученное значение становится цветом пикселя на экране.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Такую интерполяцию активно используют используют и сейчас. Но в дополнении к ней также делают трилинейную интерполяцию — это еще более продвинутая версия сглаживания, но используют её только на стыках разных уровней детализации текстур, чтобы их замаскировать.

А вот чтобы вернуть четкости текстурам под углами к камере используют анизотропную интерполяцию. Чем выше её коэффициент тем четче получается картинка, так как для получения цвета каждого пикселя делается до 16 выборок. Особенно это заметно на поверхностях, находящихся под острым углом к камере. То есть, к примеру, на полу.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Окей, теперь мы получили цветное изображение. Но этого всё ещё недостаточно, потому как в сцене нет освещения. Поэтому переходим к следующему этапу с интригующим названием пиксельный шейдер или затенение пикселей.

Этап 3. Пиксельный шейдер.

Вообще шейдер — это штука, которая позволяет программисту что-то делать с вершинами, треугольниками и пикселями на программном уровне. В случае Пиксельных Шейдеров — это даёт разработчикам разработчиком возможность динамически менять цвет каждого пикселя экрана по программе.

Кстати, впервые поддержка простых шейдеров появились в 2001 году, когда появилась NVIDIA GeForce 3. До этого освещение тоже делалось, но аппаратными средствами и разработчики особо не могли влиять на результат. Так вот сегодня это самый ресурсоемкий этап, на котором для каждого пикселя нужно просчитать как он отражает, рассеивает и пропускает свет. Как ложатся тени по поверхности модели и прочее. То есть иными словами рассчитывается финальный цвет пикселя.

Каждый объект сцены описывается при помощи нескольких текстур:

Этап 4. Сохранение

После кучи вычислений при помощи информации из всех вышеперечисленных текстур наступает последний этап. Мы получили финальный цвет пикселя и сохраняем его в видеопамять. А после обработки всей сцены мы уже можем выводить картинку на экран.

Мощность

Все эти вычисления нужно проводить очень быстро и главное параллельно. Например, чтобы вывести 60 раз в секунду 4К-изображение нужно посчитать цвет примерно полумиллиарда пикселей. А если мы хотим 120 FPS — то целый миллиард. Именно поэтому видеокарты отличаются по структуре от центрального процессора.

Центральный процессор заточен под последовательное, но очень быстрое выполнение множества разнообразных вычислений. Поэтому ядер в центральном процессоре мало, но зато они умеют быстро щелкать любые задачи. А вот в GPU вычислительных блоков тысячи, они не умеют максимально быстро выполнять задачи с небольшим количеством данных последовательно как процессор, но очень быстро делают параллельные вычисления с большим количеством данных. Например, NVIDIA GeForce RTX 3090 в пике может делать до 38 триллионов операций с плавающей точкой в секунду.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Так как видеокартам нужно постоянно загружать и выгружать огромное количество данных в память, то у них используется и свой тип памяти — GDDR. У неё выше задержки, чем в обычной DDR, поэтому такую память не имеет смысла использовать в качестве оперативной. Но у GDDR существенно выше ширина канала и пропускная способность, которая уже сейчас доходит до 1 ТБ в секунду.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Это позволяет видеокартам обрабатывать сотни миллиардов пикселей в секунду.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Вся эта мощь нужна только для того чтобы в игры играть? На самом деле — нет. Видеокарты уже давно используется для профессиональных задач.

Но стало это возможно только в 2006 году, когда вышла карточка GeForce 8800, в которой впервые появились ядра CUDA — Compute Unified Device Architecture. Это унифицированные ядра, которые впервые позволяли использовать видеокарту не только для игр, но и для любых массивных параллельных вычислений: типа рендеринга видео, симуляции воды, дыма, ну или майнинга крипты, если вдруг это еще актуально.

А в 2018 году, произошла другая революция — появилась архитектура Turing, а вместе с ней новые типы ядер и, конечно же, технологии трассировки лучей. Поговорим сначала о ней.

Трассировка лучей

Что такое трассировка лучей? Несмотря, на то что видеокарты за годы своей эволюции обросли поддержкой кучи эффектов. Игры действительно стали выглядеть впечатляюще круто. Но всё равно, остались выглядеть как игры. Почему?

Дело в том, что до появления технологии трассировки лучей, в играх не было настоящего глобального освещения. Оно рассчитывалось для каждого объекта по отдельности, причем поочередно. Соответственно, мы не могли рассчитать как объекты влияют друг на друга, как преломляется и отражается свет между разными объектами. А всё глобальное освещение сцены просто заранее «запекалось» в текстуру в графическом редакторе игры. Есть еще зонды и куча других техник, которые позволяют получить грубую имитацию глобального освещения с кучей недостатков — протеканием света сквозь объекты, повышенными требованиями к объему видеопамяти, отсутствием физики, так как если изменится положение объектов в сцене, то и освещение придется заново считать, а с использованием заранее подготовленных ресурсов — это невозможно.

А вот трассировка лучей впервые позволила, построить освещение по законам природы и сняла кучу ограничений. Ну практически. Как это работает?

Вместо того, чтобы поочередно считать освещение для каждого объекта Сначала выводится вся трехмерная сцена и упаковывается в BVH коробки для ускорения трассировки. После чего из камеры в упакованную 3D-сцену запускается луч и мы смотрим с какой поверхностью он пересечется. А дальше от этой точки строится по одному лучу до каждого источника освещения. Так мы понимаем где свет, а где тень.

А если луч попал на отражающий объект, то строится еще один отраженный луч и так мы можем считать переотражения. Чем больше переотражений мы считаем, тем сложнее просчет, но реалистичнее результат.

Всё практически как в жизни, но для экономии ресурсов, лучи запускаются не от источника света а из камеры. Иначе бы пришлось просчитывать много лучей, которые не попадают в поле зрения игрока, то есть делать бесполезные, отнимающие ресурсы GPU вычисления.

Новые ядра

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Для реализации трассировки лучей, помимо ядер CUDA пришлось придумать ядра нового типа. Это RT-ядра, что собственно и значит ядра трассировки лучей и тензорные ядра.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

RT-ядра выполняют тот самый поиск пересечений между лучом и полигонами сцены. И делают это очень эффективно для благодаря алгоритму BVH — Bounding Volume Hierarchy.

Суть алгоритма: Каждый полигон вкладывается в несколько коробок разного размера, как в матрешку. И вместо того, чтобы проверять пересечения с каждым полигоном сцены, коих миллионы, сначала проверяется попал ли луч в небольшое количесчтво коробок, в которые упакованы треугольники сцены, На последнем уровне BVH матрешки содержится коробка с несколькими треугольниками сцены. Коробок намного меньше, чем треугольников, поэтому на тестирование сцены уходит намного меньше времени, чем если бы мы перебирали каждый треугольник сцены.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Тензорные ядра — это вообще необычная вещь для видеокарты. Такие ядра используется для операций матричного перемножения. То есть могут умножать много чисел одновременно. Это очень полезно для обучения глубоких нейронных сетей. Поэтому как правило, нейросети сейчас обучают и используют именно на видеокартах.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Но и в играх тензорные ядра имеют высокий вес. Во-первых, очищение рейтрейснутой картинки от шума в профессиональных пакетах с поддержкой OptiX.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Но в первую очередь, для реализации фирменной технологии DLSS — Deep Learning Super Sampling. Это технология сглаживания и апскейлинга картинки при помощи нейросетей. Например, у вас 4K-монитор, но видеокарта не тянет 4К на ультрах. Что в этом случае делает DLSS. Картинка рендерится в более низком разрешении 1440P или 1080P, а потом несколько соседних кадров объединяются нейросетью в новый кадр более высокого разрешенияи. Да так, что часто выглядит даже лучше чем в нативном разрешении. При этом мы получаем огромный прирост фреймрейта.

Многовато технологий! В таком можно и запутаться, поэтому чтобы упорядочить мысли давайте пройдёмся по этапам того как работает видеокарта.

Чем отличаются видеокарты?

Окей, кажется с принципом работы видеокарты разобрались. Теперь давайте поговорим почему одни видеокарты работают быстрее, а другие медленнее.

Во-первых, на скорость и возможности видеокарты влияет поколение. Например, до появления серии GeForce RTX 20-серии вообще не было трассировки лучей и прочих плюшек. Но если говорить о производительности в рамках одного поколения, то нас интересуют 4 параметра:

Допустим, сравним 20-ю серию.

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Дизайн

Но причем тут дизайн?

Дело в том, что NVIDIA производит только чипы и показывает референсный дизайн видеокарты. А дальше каждый производитель сам решает какую систему охлаждения поставить и в каком размере сделать видеокарту. Соответственно, чем лучше охлаждение, тем выше будет частота работы, и больше производительность.

Но также под дизайном имеется ввиду формфактор. Дело в том что большие видеокарты, например, просто физически не влезут в ноутбук. А если даже влезут, энергопотребление в них будет запредельным. Поэтому существуют мобильные модификации видеокарт, которые просто распаиваются на материнской плате. Мобильные модификации карточек отличаются сниженными частотами и энергопотреблением.

Существуют две разновидности мобильных дизайнов:

RTX 2080 SuperRTX 2080 Super Mobile (Max-P)RTX 2080 Super Max-Q
CUDA ядра307230723072
Частота яда1650 МГц1365 МГц975 МГц
Частота в режиме Boost1815 МГц1560 МГц1230 МГц
Энергопотребление (TDP)250 Вт150 Вт80 Вт

Проверим на практике

Производительность игровых лэптопов приблизилась к десктопной. Но ноутбуки более удобны в силу форм-фактора. GeForce GTX — это ок, нормальный начальный уровень. RTX — оптимальный выбор для любителей игр. Кроме того, RTX GPU — это еще и ускорение более 50 рабочих приложений. Рптимальный выбор для работы и игр. Но хватит теории. Давайте проверим на практике, чем отличаются по производительности разные карточки.

У нас есть 3 ноутбука. Вот с таким железом.

ASUS ROG Zephyrus G15
Ryzen 7 4800HS
NVIDIA GeForce GTX 1650 Ti 4ГБ

ASUS ROG Zephyrus G14
Ryzen 9 4900HS
NVIDIA GeForce RTX 2060 Max-Q 6ГБ

ASUS ROG Zephirus DUO
Intel Core i9-10980HK
GeForce RTX 2080 SUPER Max-Q 8ГБ

Во всех трёх вариантах установлены разные процессоры, но они все мощные, поэтому не должны сильно повлиять на результат тестов. По крайней мере бутылочным горлышком они точно не будут.

GTX 1650 Ti MobileRTX 2060 Max-QRTX 2080 Super Max-Q
CUDA ядра102419203072
Частота ядра1350 МГц975 МГц975 МГц
Частота в режиме Boost1485 МГц1185 МГц1230 МГц
Тензорные ядра240384
RT-ядра3048
Объем видеопамяти4 ГБ6 ГБ8 ГБ
Энергопотребление (TDP)65 Вт50 Вт80 Вт

И, для начала, немного синтетических тестов. Судя по тесту 3DMark Time Spy, 2080 Super в дизайне Max-Q опережает 2060 на 25%, а 1650 Ti на 51%. А значит мы ожидаем, что 2080 будет выдавать примерно в 2 раза больший фреймрейт. Посмотрим так ли это на практике.

Тест Cyberpunk 2077

Мы всё проверяли на Cyberpunk 2077 с версией 1.04 на не самой загруженной сцене, в закрытой локации. Тем не менее с наличием экшэна. Все ноутбуки работали в режиме производительности турбо.

Итак, в Cyberpunk 2077 есть 6 стандартных пресетов графики: низкие, средние, высокие, впечатляющие. И еще две настройки с трассировкой лучей: это впечатляющие настройки + среднее качество трассировки или ультра качество. В пресетах с трассировкой сразу же включен DLSS в режиме Авто. Это стоит учитывать.

Итак, на что способны наши видеокарты?

Во-первых, 1650 Ti показала себя очень неплохо, потому, что выдала супер играбельный фреймрейт на высоких настройках графики — стабильные 30+ FPS с редкими просадками до 25. А уж совсем играбельными оказались средние настройки — это уже 35-40 FPS.

Full HD, стандартные настройки

49 FPS

63 FPS

В этой карточке нет тензорных и RT-ядер, поэтому трассировка не поддерживается. GeForce GTX — это графика начального уровня. Но на удивление тут работает технология DLSS. Она дает не очень большой прирост, примерно +4 FPS. Но этого вполне достаточно чтобы комфортно играть на высоких настройках в разрешении FHD. Считаю, это победа.

GTX 1650 Ti Mobile FHD

Настройки графикиGTX 1650 Ti MobileRTX 2060 Max-QRTX 2080 Super Max-Q
Впечатляющее + RT: ультра + DLSS Auto
Впечатляющее + RT: средне + DLSS Auto
Впечатляющее

43 FPS

32 FPS

40 FPS

38 FPS

На 2060 можно играть вообще на всех настройках. На ультрах с рей трейсингом получаем стабильные 30 кадров. А на средних настройках уже больше 60 FPS без просадок.

А при включении DLSS мы получаем огромный прирост. Тут стабильные 60 кадров на впечатляющих настройках, но без трассировки лучей.

Настройки графики 1080PGTX 1650 Ti Mobile
Впечатляющее + RT: ультра + DLSS Auto
Впечатляющее + RT: средне + DLSS Auto
Впечатляющее
Впечатляющее + DLSS Качество
Впечатляющее + DLSS Ультрапроизводительность
Высокое + DLSS Сбалансированное
Среднее + DLSS Сбалансированное

8 FPS

47 FPS

60 FPS

RTX 2080 вообще особо не напрягается в разрешении FHD и выдает 60 FPS почти на максимальных настройках, а если отключить трассировку лучей и того выше. RTX 2080 и даже если отключить DLSS vs получаем играбельный фремрейт в районе 40 FPS на среднем качестве трассировки лучей.

RTX 2080 Super Max-Q FHD

Настройки графикиRTX 2080 Super Max-Q
Впечатляющее + RT: ультра (без DLSS)
Впечатляющее + RT: ультра + DLSS Auto
Впечатляющее + RT: средне + DLSS Auto
Впечатляющее

8 FPS

47 FPS

60 FPS

Поэтому для такой мощной карточки мы также запустили игру в 4K-разрешении и вот тут DLSS выступил во всейкрасе. Потому как без него мы получили слайдшоу меньше 10 FPS. А вот с DLSS 60 стабильных кадров на средних настройках трассировки. Отсюда делаем вывод что без DLSS в 4К-разрешении вообще играть нельзя.

RTX 2080 Super Max-Q 4K

Настройки графикиRTX 2080 Super Max-Q
Впечатляющее + RT: ультра (без DLSS)
Впечатляющее + RT: ультра + DLSS Auto
Впечатляющее + RT: средне + DLSS Auto
Впечатляющее

8 FPS

47 FPS

60 FPS

Итоги

Что такое видеоплата nvidia. Смотреть фото Что такое видеоплата nvidia. Смотреть картинку Что такое видеоплата nvidia. Картинка про Что такое видеоплата nvidia. Фото Что такое видеоплата nvidia

Что в итоге? Несколько выводов. Во-первых Cyberpunk 2077 для ПК вполне играбелен даже на ноутбуках на железе позапрошлого поколения. Во-вторых, DLSS очень крутая технология. Раньше нам приходилось понижать разрешение или отрубать эффекты, чтобы поднять фреймрейт. Теперь же можно просто поменять режим DLSS и радоваться.

А сегодняшний тест мы подготовили в том числе благодаря магазину Ситилинк. Главные преимущества Ситилинк – приятные цены и широкий ассортимент. Выбирайте свой ноутбук мечты на базе Nvidia на Ситилинк.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Настройки графикиRTX 2080 Super Max-Q
Впечатляющее + RT: ультра (без DLSS)
Впечатляющее + RT: ультра + DLSS Auto
Впечатляющее + RT: средне + DLSS Auto
Впечатляющее