Nvidia je s prvo generacijo grafičnih kartic RTX leta 2018 svetu predstavila povsem novo funkcijo, ki naj bi spremenila pokrajino iger na srečo, kakršno poznamo. Prva generacija grafičnih kartic serije RTX 2000 je temeljila na novi Turingovi arhitekturi in prinesla podporo za sledenje žarkom v realnem času v igrah. Ray Tracing je že obstajal na področju profesionalne 3D animacije in sintetičnih polj, vendar je Nvidia namesto tradicionalne rastrizacije, ki naj bi spreminjala igro, prinesla podporo za upodabljanje iger v realnem času z uporabo tehnologije Ray Tracing. Rasterizacija je tradicionalna tehnika, s katero se upodabljajo igre, medtem ko Ray Tracing s pomočjo zapletenih izračunov natančno prikaže, kako bi svetloba delovala in se obnašala v igralnem okolju, kot bi se v resničnem življenju. Več o sledenju in rasterizaciji žarkov lahko izveste več v tem vsebinskem delu .
Ray Traced Reflections je lahko najbolj prijetna aplikacija Ray Tracing v igrah - Slika: Nvidia
Leta 2018 AMD ni imel odgovora za Nvidijino serijo grafičnih kartic RTX in njihovo funkcionalnost Ray Tracing. Rdeča ekipa preprosto ni bila pripravljena na inovativno predstavitev Nvidie, kar je njihovo vrhunsko ponudbo v primerjavi s Team Green postavilo v znatno slabši položaj. AMD RX 5700 XT je bila fantastična grafična kartica po ceni 399 dolarjev, ki se je kosala z zmogljivostjo 499 dolarjev RTX 2070 Super. Največji problem za AMD pa je bilo dejstvo, da je konkurenca ponujala tehnologijo, ki je niso imeli. To skupaj z raznolikim naborom funkcij, podporo DLSS, stabilnimi gonilniki in splošno vrhunsko zmogljivostjo ponuja ponudbam Nvidia znatno prednost, ko gre za generacijo Turing vs RDNA.
Serija AMD RX 6000 s sledenjem žarkov
Hitro naprej do leta 2020 in AMD je boj končno pripeljal do najboljših ponudb Nvidije. AMD ne samo, da je v igrah predstavil podporo za sledenje žarkom v realnem času, temveč je izdal tudi 3 grafične kartice, ki so izjemno konkurenčne vrhunskim grafičnim karticam Nvidia. AMD RX 6800, RX 6800 XT in RX 6900 XT se medsebojno spopadajo z Nvidia RTX 3070, RTX 3080 in RTX 3090. AMD je končno spet konkurenčen na samem vrhu paketa izdelkov, kar je obetavna novica tudi za potrošnike.
Raytracing je ena ključnih lastnosti, ki jo je AMD predstavil to generacijo - Slika: AMD
Vendar tudi za AMD stvari niso povsem pozitivne. Čeprav je AMD v igrah uvedel podporo za sledenje žarkom v realnem času, je njihov nastop Ray Tracing dobil mlačen sprejem tako s strani pregledovalcev kot tudi splošnih potrošnikov. Razumljivo je, ker je to prvi poskus AMD-ja pri Ray Tracingu, zato bi bilo nekoliko krivično pričakovati, da bodo v prvem poskusu ponudili najboljše Ray Tracing rezultate. Vendar postavlja vprašanja o tem, kako deluje AMD-jeva izvedba sledenja žarkov v primerjavi z Nvidijino implementacijo, ki smo jo videli pri arhitekturi Turing in zdaj Ampere.
Nvidijin paket RTX Technologies
Glavni razlog, da se AMD-ov poskus v primerjavi z Nvidijo zdi neverjeten, je ta, da je AMD v bistvu igral dohitevanje Nvidie in je imel bolj ali manj le dve leti časa, da je razvil in izpopolnil njihovo izvajanje Ray Tracinga. Nvidia pa je to tehnologijo razvijala že dlje, saj ni imela nikogar, s katerim bi se lahko pomerila na samem vrhu izdelka. Nvidia ni zagotovila le Ray Tracing podpore pred AMD-jem, ampak je imela tudi boljši podporni ekosistem, zgrajen okoli tehnologije.
Nvidia je zasnovala svojo serijo grafičnih kartic RTX 2000 z glavnim poudarkom Ray Tracing. To je razvidno skozi celotno zasnovo arhitekture Turinga. Nvidia ni samo pomnožila števila jeder CUDA, temveč je dodala tudi posebna namenska jedra za sledenje žark, znana kot 'jedra RT', ki obravnavajo večino izračunov, ki so potrebni za sledenje žarkom. Nvidia je razvila tudi tehnologijo, imenovano 'Deep Learning Super Sampling or DLSS', ki je fantastična tehnologija, ki uporablja globoko učenje in umetno inteligenco za izvajanje nalog nadgradnje in obnove ter kompenzira izgubo zmogljivosti sistema Ray Tracing. Nvidia je na karticah serije GeForce predstavila tudi namenska »jedra tenzorja«, ki so zasnovana kot pomoč pri globokem učenju in nalogah umetne inteligence, kot je DLSS. Poleg tega je Nvidia sodelovala tudi z igralnimi studii za optimizacijo prihajajočih iger Ray Tracing za namensko strojno opremo Nvidia, tako da je mogoče povečati zmogljivost.
Pri sledenju žarkov se svetloba v igri obnaša kot v resničnem življenju - Slika: Nvidia
Nvidijina jedra RT
RT ali Ray Tracing Core so Nvidijina namenska jedra strojne opreme, ki so posebej zasnovana za obdelavo računske delovne obremenitve, povezane s sledenjem žarkov v realnem času v igrah. Obstoječa jedra za Ray Tracing razbremeni veliko delovne obremenitve iz jeder CUDA, ki so namenjena standardnemu upodabljanju v igrah, tako da nasičenost izkoriščenosti jedra ne vpliva preveč na zmogljivost. RT Cores žrtvujejo vsestranskost in uvajajo strojno opremo s posebno arhitekturo za posebne izračune ali algoritme za doseganje hitrejših hitrosti.
Pogostejša algoritma za pospeševanje sledenja žarkov, ki sta splošno znana, sta BVH in Ray Packet Tracing, shematski diagram arhitekture Turinga pa omenja tudi transverzalo BVH (Bounding Volume Hierarchy). RT Core je zasnovan za prepoznavanje in pospeševanje ukazov, ki se nanašajo na upodabljanje Ray Traced v igrah.
Razloženo jedro RT - Slika: Nvidia
Po besedah nekdanjega Nvidijinega starejšega arhitekta grafičnega procesorja Yuba Zhanga:
»[Prevedeno] Jedro RT v bistvu doda namenski cevovod (ASIC) SM za izračun presečišča žarka in trikotnika. Lahko dostopa do BVH in konfigurira nekatere medpomnilnike L0, da zmanjša zamudo dostopa do podatkov BVH in trikotnika. Zahtevo poda SM. Navodilo je izdano, rezultat pa vrnjen v lokalni register SM. Prepletena navodila in druga aritmetična ali pomnilniška IO navodila so lahko sočasna. Ker gre za logiko vezja, specifično za ASIC, se lahko zmogljivost / mm2 poveča za red velikosti v primerjavi z uporabo kode senčnika za izračun presečišča. Čeprav sem zapustil NV, sem sodeloval pri oblikovanju arhitekture Turinga. Bil sem odgovoren za barvanje s spremenljivo hitrostjo. Veseli me, da zdaj vidim izdajo. '
Nvidia v beli knjigi o arhitekturi Turinga tudi navaja, da jedra RT delujejo skupaj z naprednim filtriranjem denoisinga, zelo učinkovito strukturo pospeševanja BVH, ki jo je razvila NVIDIA Research, in API-ji, združljivimi z RTX, za doseganje sledenja žarkov v realnem času na enem grafičnem procesorju Turing. RT Cores avtonomno prečkajo BVH in s pospeševanjem preskusov prečnega preskusa in preskusov preseka žarkov / trikotnikov razbremenijo SM in mu omogočijo, da obdeluje drugo točko, slikovno piko in izračuna senčenje. Funkcije, kot sta gradnja in vgradnja BVH, upravlja voznik, generiranje in senčenje žarkov pa aplikacija upravlja z novimi tipi senčnikov. To osvobodi enote SM za druga grafična in računska dela.
AMD-jevi pospeševalniki žarkov
AMD se je na dirko Ray Tracing prijavil s svojo serijo RX 6000 in s tem v arhitekturno zasnovo RDNA 2 predstavil tudi nekaj ključnih elementov, ki pomagajo pri tej funkciji. Za izboljšanje zmogljivosti sledenja žarkov AMD-jevih grafičnih procesorjev RDNA 2 je AMD v svojo osrednjo zasnovo računalniške enote vključil komponento Ray Accelerator. Ti pospeševalniki žarkov naj bi povečali učinkovitost standardnih računalniških enot pri računskih obremenitvah, povezanih s sledenjem žarkov.
Mehanizem delovanja pospeševalnikov žarkov je še vedno razmeroma nejasen, vendar je AMD dal nekaj vpogleda v to, kako naj bi ti elementi delovali. Po navedbah AMD imajo ti pospeševalniki žarkov izrecno namen prehoditi strukturo hierarhije omejene prostornine (BVH) in učinkovito določiti presečišča med žarki in škatlami (in sčasoma trikotniki). Zasnova v celoti podpira DirectX Ray Tracing (Microsoftov DXR), ki je industrijski standard za računalniške igre. Poleg tega AMD uporablja računalniški denoiser za čiščenje zrcalnih učinkov prizorov s sledenjem žarkov, namesto da bi se zanašal na namensko izdelano strojno opremo. To bo verjetno dodatno pritiskalo na zmožnosti mešane natančnosti novih računalniških enot.
Razloženi pospeševalniki žarkov - Slika: AMD
Pospeševalniki žarkov lahko obdelujejo tudi štirje omejeni križišči poljubnega polja ali en trikotnik na sekundo, kar je veliko hitreje kot upodabljanje scene Ray Traced brez namenske strojne opreme. AMD-jev pristop ima veliko prednost, saj lahko RT-pospeševalniki RDNA 2 komunicirajo s predpomnilnikom kartice Infinity. V predpomnilnik je mogoče hkrati shraniti veliko število struktur z omejenimi količinami, tako da je mogoče nekaj obremenitve odstraniti s celic za upravljanje podatkov in branje pomnilnika.
Ključna razlika
Največja razlika, ki je takoj očitna med primerjavo jeder RT in pospeševalnikov žarkov, je v tem, da oba oba svoje funkcije opravljata dokaj podobno, vendar sta jedri RT namenjeni ločeni strojni jedri z edinstveno funkcijo, medtem ko so pospeševalniki žarkov del standardna struktura računalniške enote v arhitekturi RDNA 2. Ne samo to, Nvidijina jedra RT so že druga generacija z Amperejem z veliko tehničnimi in arhitekturnimi izboljšavami. Zaradi tega je Nvidijina izvedba RT Core bistveno učinkovitejša in zmogljivejša metoda sledenja žarkov kot implementacija AMD-ja s pospeševalniki žarkov.
Ker je v vsako računalniško enoto vgrajen en sam pospeševalnik žarkov, AMD RX 6900 XT dobi 80 žarkov, 6800 XT 72 žarkov in RX 6800 60 žarkov. Te številke niso neposredno primerljive z Nvidijinimi številkami RT Core, saj gre za namenska jedra, zgrajena z eno samo funkcijo. RTX 3090 dobi 82 2ndGen RT jeder, RTX 3080 dobi 60 2ndGen RT Cores in RTX 3070 dobita 46 2ndJedra Gen RT. Nvidia ima na vseh teh karticah tudi ločena jedra Tensor, ki pomagajo pri strojnem učenju in aplikacijah umetne inteligence, kot je DLSS, o čemer lahko izveste več v tem članku .
V vsako računalniško enoto v RDNA 2 je vgrajen en pospeševalnik žarkov - Slika: AMD
Optimizacija prihodnosti
V tem trenutku je težko reči, kakšno prihodnost prinaša Ray Tracing za Nvidijo in AMD, vendar lahko z analizo trenutnih razmer nekaj ugibamo. V času pisanja je Nvidia v primerjavi z AMD-jevo ponudbo imela precej pomembno prednost pri uspešnosti Ray Tracing. Medtem ko je AMD za RT začel impresiven začetek, za Nvidijo še vedno zaostajajo 2 leti v smislu raziskav, razvoja, podpore in optimizacije. Nvidia je leta 2020 zaklenila večino naslovov Ray Tracing, da bi Nvidijino namensko strojno opremo bolje uporabila kot tisto, kar je sestavila AMD. To skupaj z dejstvom, da so Nvidijina jedra RT bolj zrela in zmogljivejša od AMD-jevih pospeševalnikov žarkov, postavlja AMD v slabši položaj, ko gre za trenutno stanje sledenja Ray-a.
Vendar se AMD tu vsekakor ne ustavi. AMD je že napovedal, da se ukvarja z AMD-jevo alternativo DLSS, ki je velika pomoč pri izboljšanju zmogljivosti Ray Tracing. AMD sodeluje tudi z igralnimi studii za optimizacijo prihajajočih iger za njihovo strojno opremo, kar se kaže v naslovih, kot sta GodFall in Dirt 5, kjer AMD-jeve kartice RX 6000 presenetljivo dobro delujejo. Zato lahko pričakujemo, da se bo AMD-jeva podpora za sledenje Rayu s prihodnjimi naslovi in razvojem prihodnjih tehnologij, kot je DLSS Alternative, izboljševala.
Glede na to je Nvidijin RTX Suite v času pisanja le premočan, da bi ga lahko prezrli vsi, ki iščejo resno zmogljivost Ray Tracing. Naše standardno priporočilo bo nova serija grafičnih kartic RTX 3000 podjetja Nvidia prek AMD-jeve serije RX 6000 za vse, ki menijo, da je Tracing Ray pomemben dejavnik pri odločitvi za nakup. To bi se lahko in bi se moralo spremeniti z AMD-jevo prihodnjo ponudbo, pa tudi z izboljšanjem gonilnikov in optimizacijo iger s časom.
Prihajajoče igre, ki podpirajo RTX in DLSS - Slika: Nvidia
Končne besede
AMD je končno skočil na sceno Ray Tracing z uvedbo svoje grafične kartice RX 6000, ki temelji na arhitekturi RDNA 2. Čeprav Nvidijine kartice serije RTX 3000 ne premagajo neposrednih meril Ray Tracing, ponudba AMD zagotavlja izjemno konkurenčno rastrizacijsko zmogljivost in impresivno vrednost, ki bo morda všeč igralcem, ki jim Ray Tracing ni tako mar. Vendar je AMD na dobri poti, da izboljša hitrost Ray Tracing z nekaj ključnimi koraki v hitrem zaporedju.
Pristop, ki sta ga Nvidia in AMD uporabila za sledenje žarkom, je precej podoben, vendar obe podjetji za to uporabljata različne tehnike strojne opreme. Prvo testiranje je pokazalo, da Nvidijina namenska jedra RT presegajo AMD-jeve pospeševalnike žarkov, ki so vgrajeni v same računalniške enote. Končnega uporabnika to morda ne bo veliko skrbelo, je pa pomembno, da ga upoštevamo v prihodnosti, saj se razvijalci iger zdaj soočajo z odločitvijo, da svoje funkcije RT optimizirajo za enega od obeh pristopov.
![[FIX] Fire Stick se ne povezuje z Wi-Fi](https://jf-balio.pt/img/how-tos/87/fire-stick-not-connecting-wi-fi.jpg)
