Vil NVIDIAs nye Maxwell GPU'er revolutionere pc-spil?

Hvis du har holdt øje med GPU-markedet, har du måske set nogle nye kort dukke op eller endda hørt noget hype om noget, der hedder Maxwell. Maxwell er NVIDIAs nye GPU-arkitektur og grundlaget for de nyeste NVIDIA-kort. Maxwell er en efterfølger af 'Kepler'-arkitekturen, der tidligere omfattede markedets mest kraftfulde kort (inklusive NVIDIAs meget anerkendte Titan). Fire nye kort er ud baseret på arkitekturen, herunder GTX 750, GTX 750 Ti, GTX 970 og GTX 980.

Maxwell er en temmelig betydelig afgang fra tidligere GPU-design på et par interessante måder - og de nye kort leveres med flere spændende nye funktioner, herunder VR-præstationsjusteringer, og en meget effektiv form for strålesporing. I dag skal vi undersøge, hvordan Maxwell fungerer, hvilke fordele det tilbyder, og hvad disse fordele betyder for pc-spillere, der ønsker at opgradere, hvad enten det gælder 4K-gaming PC-spil på 4K: Er det værd at pengene? PC-spil på 4K: Er det værd at pengene? En opløsningsrevolution er på vej. Ultra HD-fjernsyn og skærme begynder omsider at falde til fornuftige priser. Er Ultra HD modnet, eller er det stadig for mange penge til for lidt fordel? , virtual reality eller bare et ønske om bedre udseende Dota 2.

Det handler om effektivitet

Historisk set er de fleste nye arkitekturer faldet sammen med en krympning. En matriskrympning er en ændring i den måde, hvorpå fliser fremstilles, der gør det muligt at ætses mindre og mere præcist, så flere af dem kan pakkes på en kvadratcentimeter silicium. I dette tilfælde er det ikke sandt: Maxwell er indgraveret ved hjælp af den samme lithografiproces på 28 nanometeropløsning som den tidligere Kepler-arkitektur, selvom NVIDIA fortsætter med at arbejde på deres nye 20 nanometerproces. Fremskridtene med Maxwell har i stedet fokuseret på processoreffektivitet og taget signaler fra mobile processorer.

Her er (omtrent) hvad der foregår:

Fra deres erfaring med at udvikle Kepler, indså NVIDIA, at under normal drift af kortet, ikke alle CUDA-kerner (de hundreder af små parallelle processorer, der udfører grafisk gengivelse) var aktive hele tiden - en betydelig del af dem var uvirksomme overhovedet ur cyklus. Selv tomgang brugte kernerne imidlertid strøm og genererende varme, fordi de faktisk ikke kunne slukkes individuelt. For at hjælpe med at løse dette problem opdeler NVIDIA CUDA-kernerne i mange mindre blokke, hver med sin egen kommandologik. Dette gør det muligt at slukke for individuelle kerner helt, når de er i tomgang, fordobling af enhedens ydelse pr. Watt strøm og dramatisk nedskæring af dens varmeproduktion - et skema, der allerede er i brug i NVIDIA's linje med mobile Tegra-processorer.

En konsekvens af dette er, at den nedre ende 750 og 750Ti-chips kan køres helt fra PCI-strøm uden behov for seks-polede strømforsyningskonnektorer, hvilket tillader, at de falder ind i eksisterende low-end forbruger-pc'er uden behov for yderligere hardware opgraderinger. Det betyder også, at kortene kan stille ikke-krævende applikationer (low-end-spil, videodekodning osv.) I lydløs tilstand, “no-fan” tilstand uden overophedning, i mange tilfælde.

Kortene kan også overklokkes meget længere ved hjælp af en enkel køleplade uden behov for væskekøling. Det er her, det meste af ydeevnen i denne generation af GPU'er kommer fra, sammenlignet med den sidste - selvom NVIDIA også hævder at arkitektoniske forbedringer af logisk hardware tilbyder et 35% ydeevne boost pr. Kerne ved en given urfrekvens.

Forbedret ydelse

Som det viser sig, fungerer den seneste runde af GPU'er temmelig godt, især på en omkostningseffektiv basis. Bestanden GTX 980 (~ $ 550) og 970 (~ $ 350) sidder i position en og tre af G3D Mark Benchmark, som begge slår ~ 1300 $ Titan Black (en opgradering til den vel modtaget Den mest interessante hardware fra 2013 Den mest Interessant hardware fra 2013 af Titan) - og begge af dem vil sandsynligvis overskride disse scoringer med en rimelig margin ved hjælp af sælgerens overklokering.

De nedre ende-kort klarer sig også godt for sig selv med både 750 (~ $ 120) og 750 Ti (~ $ 130) på toppen af ​​kortene i forhold til pris / ydelse. At være i stand til at få et solidt mellemtone-kort til under $ 150 er en stor aftale for at bringe folk ind i pc-spilfolden, især når dette kort ikke kræver en opgradering af strømforsyningen.

Nye funktioner

Det handler ikke alt om benchmarks! Med Maxwell udruller NVIDIA nogle nye funktioner, der er temmelig spændende til pc-spil. De tre store forbedringsområder er anti-aliasing, strålesporing og støtte til virtual reality. Ikke alle disse funktioner er ude endnu, men de er i pipeline, og mange af dem vil gøre en stor forskel i, hvordan vi spiller spil.

MFAA

Anti-aliasing er en betegnelse for en samling af teknikker, der bruges til at eliminere artefakter, der er forårsaget af computerens grafiske diskrete karakter. Hvis du gengiver til en pixel på kanten af ​​et objekt, vil din rasteralgoritme enten rapportere, at den enten er på eller uden for kanten. Resultatet er en hård, tagget kant. Løsningen er at prøve hver pixel flere gange med mindre forskydninger. Som et resultat, ved kanten af ​​et objekt, ender nogle prøver på kanten af ​​objektet, og nogle gør det ikke - dette giver en meget renere blanding mellem kanternes objekter og får også strukturerede overflader til at se mere ensartede fra ramme til ramme ramme. I sidste ende koges de fleste former for anti-aliasing ned for at prøve nogle pixels mere end én gang.

MFAA er en relativt ny type anti-aliasing, som fremgår af observationen, at de fleste pixels simpelthen ikke ændrer så meget fra ramme til ramme. Sagt på en anden måde, hvorfor gengive den samme pixel mere end én gang, hvis du lige gengav næsten den samme pixel for en ramme siden? MFAA gemmer den sidste ramme, der blev gengivet, og smelter den sammen med den nuværende ramme og slipper den nye information, når den er stærkt i konflikt (fordi objektet har bevæget sig væsentligt). Dette giver et bedre visuelt resultat for en minimal yderligere beregningsomkostning. Denne fremgangsmåde fungerer bedst, når hastigheden af ​​spilrammerne er høje for at minimere deltaet mellem rammer.

Maxwell understøtter nu MFAA, der tilbyder en højtydende anti-aliasing-tilstand, der hjælper med at hæve søjlen på den visuelle kvalitet, der er tilgængelig for konsoller og pc'er.

Voxel Global Illumination

Et vanskeligt problem inden for computergrafik har at gøre med, hvordan lys bevæger sig fra en overflade til en anden. At støbe hårde skygger er beregningsmæssigt ligetil, men subtile effekter kan være sværere at replikere. En effekt, som de fleste moderne spil forsømmer, er bevægelsen af ​​lys fra overflade til overflade: farver bløder, genstande, der berører hinanden, skaber subtile skygger, der grundlæggende dem i verden. Disse skygger kan bages i, men de fungerer ikke til dynamiske eller reflekterende genstande eller i nærheden af ​​bevægelige lys.

Desværre kan beregning af disse effekter i realtid være meget dyrt. En tilgang til dette problem er at bruge en teknik kaldet voxelization til at generere en forenklet version af scenen, der effektivt kan analyseres af en algoritme. Denne forenklede version kan give realistisk realtidsbelysning for scenen hurtigt. Maxwell tilbyder hardwaresupport til denne proces.

VR-specifik funktion

Virtual reality er en af ​​de mest spændende spilteknologier Hvorfor Virtual Reality Technology blæser dit sind om 5 år Hvorfor Virtual Reality Technology vil sprænge dit sind om 5 år Fremtiden for virtual reality inkluderer hoved-, øje- og udtryksporing, simuleret touch og meget mere. Disse fantastiske teknologier vil være tilgængelige for dig om 5 år eller mindre. , og NVIDIA har annonceret en række VR-specifikke funktioner i værkerne, herunder tilstand med lav latens, en-GPU-per-øje SLI-gengivelse og asynkron tidsvarp. Lav latensfunktion er afgørende for, at billedet foran dit ansigt kan ændre sig flydende med bevægelse af dit hoved.

Per-eye-SLI giver dig mulighed for at bruge kraften i flere GPU'er uden den latenstid, der normalt introduceres af SLI-processen.

Asynkron tidsvarp, oprindeligt en af ​​John Carmacks hjernebørn, er en teknik, der tillader omprojektion på førerniveau af en gengivet ramme til et nyt perspektiv (ved hjælp af dybdekortet, der er produceret af rendereren, som grundlag for transformationen). Med andre ord tillader brugeren asynkron tidsvarp “kig omkring” inde i en enkelt gengivet ramme, selvom renderen ikke har produceret et nyt billede endnu. Dette afkobler hovedbevægelsen fra gengivelse, så det forbliver flydende uanset hvor lavt de nedrammede dråber er kritiske for at undgå VR-sygdom under indrammede dråber. Disse funktioner er endnu ikke tilgængelige, men NVIDIA forsikrer os om, at driverne er i værkerne.

Et evolutionært spring - for nu

Den højeste ende Maxwell GPU topper præstationskortene - men ikke meget. De fleste af de fremskridt, det viser frem, er subtile effektivitetsforbedringer. Disse kan stadig være meget værdifulde og kan bringe højtydende spil i hænderne på en bredere brugerbase. Derudover er de nye VR- og gengivelsesfunktioner meget seje og værd at tale om. Når det er sagt, er springet i præstationer i forhold til den tidligere moderne teknik ikke så stort: ​​Vi taler ikke rigtig om at løfte det, der er muligt, beregningsmæssigt. Det bliver nødt til at vente på enten overlevering af tunge leverandører, eller muligvis (hvis vi er meget heldige) en 20nm version af Maxwell på et senere tidspunkt. Uanset hvad er fremtiden for GPU-teknologi spændende, og der er en masse interesse i nøjagtigt, hvor det skal hen.

Billeder med tilladelse fra NVIDIA