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Presentación de Ray Tracing: DXR probado en Nvidia Pascal

Durante la GDC de este año, Nvidia anunció que las tarjetas gráficas GTX obtendrán soporte básico de trazado de rayos a través de una actualización del controlador. Esto comenzó a suceder unas semanas más tarde con la GTX 1060 de 6 GB, la GPU GTX 1660 lanzada recientemente y tarjetas gráficas como Titan X, XP y V.

Anteriormente, necesitaba una tarjeta gráfica Nvidia Turing RTX para obtener los beneficios visuales del trazado de rayos, pero ahora puede acceder a la función con muchas otras GPU por una variedad de razones de las que hablaremos más adelante. Para esta prueba, tomamos la GPU Pascal más poderosa que tenemos disponible, la Nvidia Titan X, y la enfrentamos con la línea RTX de Nvidia en tres juegos que admiten el trazado de rayos hasta el momento.

Ahora, todos sabemos que el trazado de rayos en las GPU Pascal puede ser una mierda, así que no se sorprenda. Esto puede suceder si está utilizando una GPU que no tiene ninguna aceleración específica incorporada para gráficos de alto rendimiento. Pero queremos responder algunas preguntas interesantes sobre el trazado de rayos en Pascal.

La primera pregunta es ¿hasta qué punto se avergonzaría Pascal? ¿Es una tarjeta gráfica como la Titan X más rápida que la GPU RTX más lenta, la RTX 2060? Nvidia ha mostrado algunos puntos de referencia que pueden darnos algunos consejos, pero queríamos verificar esto con nuestros propios datos, especialmente observando no solo las velocidades de cuadro promedio, sino también los mínimos del 1% y el rendimiento promedio en las sesiones de juego fluctúa.

Otra pregunta es si aún puede obtener algún tipo de rendimiento aceptable de una tarjeta Pascal cuando realiza el trazado de rayos, aunque sepa que el rendimiento general no será excelente. Por ejemplo, ¿puede esta tarjeta ejecutar juegos a 1080p por encima de 30 FPS con una calidad de trazado de rayos aceptable? Esto permitirá a algunos jugadores experimentar realmente con el trazado de rayos sin verse obligados a ver una presentación de diapositivas.

Presentacion de Ray Tracing DXR probado en Nvidia Pascal

Utilizamos un banco de pruebas Core i9-9900K con 16 GB de memoria DDR4 para estos puntos de referencia. Todos los datos se recopilaron utilizando la última versión del juego con los últimos controladores instalados. Juegos como Battlefield V continúan optimizando su rendimiento de trazado de rayos, por lo que es fundamental utilizar los datos de referencia más recientes al realizar este tipo de pruebas. Cuando lleguemos a ellos, verá las áreas que hemos probado en cada juego.

Comencemos con Shadow of the Tomb Raider… el último juego que incluye trazado de rayos en forma de sombras. Antes de probar el juego, descubrimos que solo uno de los tres modos de trazado de rayos funcionaba, y ese era el modo Ultra. En nuestra opinión, el modo Alto produce una calidad visual peor que desactivar el trazado de rayos, y el Medio tiene un rango muy limitado de sombras con trazado de rayos. Entonces, para la prueba de hoy, nos quedaremos con el modo Ultra.

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Como era de esperar, el Titan X se encuentra entre el RTX 2070 y el RTX 2080 cuando el trazado de rayos está deshabilitado y todas las demás configuraciones están configuradas en el nivel más alto. Sin embargo, cuando se activa el trazado de rayos Ultra, el rendimiento de la Titan X cae inmediatamente por debajo del nivel de la RTX 2060. De hecho, fue un 10 % más lento cuando se observó la velocidad de fotogramas promedio, pero un 34 % más lento cuando se observaron los mínimos del 1 %.

Esto comienza a ilustrar uno de los problemas clave con el trazado de rayos en Pascal: la experiencia es muy inconsistente. Esto se debe a que existe una gran diferencia entre las capacidades de la tarjeta Titan X sin trazado de rayos y con trazado de rayos. Como resultado, el rendimiento de Titan X fluctúa enormemente a medida que te mueves por entornos con distintos recuentos de rayos, interacciones y grados de trazado de rayos. El rendimiento es bueno en áreas con muy poco trazado de rayos, pero cuando estás en un área con muchas sombras, la velocidad de fotogramas definitivamente disminuirá.

Como puede ver en el gráfico, el 1% de bajo rendimiento a 21 FPS no se puede reproducir, y esto es solo 1080p. Pero si solo te basas en el rendimiento promedio, 47 FPS suena bien, suena bien. Sin embargo, la experiencia real de jugar el juego está lejos de eso. Por supuesto, las GPU RTX, incluida la RTX 2060, también fluctuarán en la velocidad de fotogramas, pero el problema es menos pronunciado: la GPU no es tan rápida en áreas sin trazado de rayos y puede mantener mejores velocidades cuando el trazado de rayos está habilitado. La velocidad de fotogramas baja del 1% del RTX 2060 es un poco más de 30 FPS, lo que no es sorprendente, pero es una experiencia mucho mejor.

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Mover a 1440p y el Titan X empeora. Bajamos a un promedio de 30 FPS, que era solo un 1% bajo a 14 FPS, que era injugable. La brecha entre la RTX 2060 y la Titan X es un poco más estrecha aquí, ya que la 2060 también tiene problemas a 1440p, pero con la Titan cronometrando más de un 30 % más lento en las áreas más densas, la Pascal simplemente no puede seguir el ritmo.

Echemos un vistazo a un juego más positivo para Pascal, que es Battlefield V. Nuestra configuración recomendada aquí es usar reflejos bajos, no es tan efectivo como el modo alto o ultra, pero es un buen punto de partida, y la caída del rendimiento no es tan mala como solía ser en estos días.

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A 1080p, vimos una caída notable en el rendimiento de la Titan X, de 120 FPS con ray tracing deshabilitado a un promedio de 70 FPS con ray tracing. Una vez más, sin embargo, el mínimo del 1% fue golpeado, reducido a la mitad por el trazado de rayos bajo.

Quizás lo más interesante, a diferencia de Tomb Raider, en Battlefield V es que Pascal es más competitivo con el RTX 2060. En promedio, será un poco más rápido y en las áreas más densas, será un poco más lento. Estamos bastante cerca del rendimiento de la RTX 2080, que se acercó más a la Titan X con el trazado de rayos desactivado, pero con la implementación bastante ligera del trazado de rayos en modo bajo, la Titan X no se vio tan abrumada y funcionó bien aquí.

De hecho, se puede jugar a 46 FPS tan bajos como el 1%. El rendimiento aún fluctúa enormemente, pero al menos no cayó al nivel de las presentaciones de diapositivas regulares. Entonces, con un trazado de rayos bajo a 1080p y una tarjeta gráfica tan poderosa como una Titan X o 1080 Ti, puedes imaginar jugar sin sudar. ¿Alguien sacrificaría más de 100 FPS por este rendimiento a esta resolución? Probablemente no, pero al menos inténtalo.

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Las cosas no fueron muy bien a 1440p, con los mínimos del 1% del Titan X acercándose a 30 FPS, lo cual es inaceptable en un juego de disparos multijugador. También estamos comenzando a ver diferencias entre Titan X y RTX 2060: en promedio, Titan es más rápido, pero mucho más lento en las áreas donde nuestros puntos de referencia se ejecutaron más. Esto tiene sentido, ya que es necesario emitir más rayos a resoluciones más altas, y cualquier aumento en el trazado de rayos penalizará más a Pascal que a Turing RTX.

El último juego que vemos aquí es Metro Exodus, que utiliza iluminación global con trazado de rayos. Cuando probamos el juego por primera vez, usamos la herramienta de referencia, pero luego cambiamos a la ejecución en el juego y nos enfocamos en el modo Alto, que pensamos que se usaba mejor en el juego según nuestras exploraciones anteriores.

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No nos molestamos en probar 1440p en este título porque a 1080p ya estamos en un nivel en el que Titan X no se puede reproducir. Un promedio 1% más bajo de 30 FPS y 23 FPS no es bueno. Y en este juego, no hay un nivel de trazado de rayos por debajo de Highl, por lo que puedes descartar a Pascal por completo. La Titan X está un 30 % por detrás de la RTX 2060, lo que tiene sentido ya que la iluminación global es un efecto de trazado de rayos intensivo y la aceleración es muy útil.

La comparación de Titan X con RTX 2080 muestra que los núcleos RT brindan el doble o el triple de rendimiento con este efecto habilitado. En los juegos que usan múltiples efectos de trazado de rayos, podemos esperar una diferencia similar entre Pascal y Accelerated Turing: cuantos más efectos agregue, más útiles serán los núcleos RT.

Entonces, ¿qué nos dice esta encuesta en general?

  • No es necesario probar ninguna GPU GTX más lenta que Titan X. Dos de los tres juegos ya no se pueden jugar a 1080p con Titan.
  • Las únicas condiciones de prueba que se pueden usar de forma remota son Battlefield V a 1080p y trazado de rayos bajo, pero incluso entonces esperaría que la GTX 1080 apenas alcance los 30 FPS en las áreas más densas, con una caída adicional en el rendimiento.

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  • A menos que tenga una tarjeta GTX de primera línea y los efectos de trazado de rayos no sean demasiado intensos, Pascal no es lo suficientemente rápido como para brindar a los jugadores una experiencia de trazado de rayos utilizable. Pascal solo caerá más a medida que se lancen más juegos con trazado de rayos.
  • En el mejor de los casos, las capacidades de trazado de rayos de la Titan X coinciden con las de la RTX 2060, pero por lo general se retrasan un 30 % o más, especialmente cuando se analizan los datos bajos críticos del 1 %. Titan también ofrece una consistencia de frecuencia de cuadro más baja. Por lo general (sin DXR), la Titan X es al menos un 25 % más rápida que la RTX 2060 o más, aproximadamente en el ámbito de la RTX 2080.

Habiendo dicho eso, ¿los núcleos RT y otros elementos de la arquitectura de Turing ayudan a acelerar el trazado de rayos en comparación con Pascal? Esta es más una pregunta de tipo de interés, pero ahora tenemos algunos datos aproximados que pueden proporcionar algunas ideas.

La comparación principal tiene que ser entre Titan X y RTX 2080, que son razonablemente similares fuera del trazado de rayos; el RTX 2080 es más rápido, pero no tan rápido. Sin embargo, cuando se tiene en cuenta el trazado de rayos, el RTX 2080 es un 26 % más rápido en reflejos bajos en Battlefield V, más del 50 % más rápido en Shadow of the Tomb Raider y más del doble de rápido en Metro Exodus.

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Teniendo en cuenta que la TU104 (la GPU utilizada en la RTX 2080) tiene solo un 13 % más de transistores que la Titan X y la GTX 1080 Ti, diríamos que este nivel de aceleración es bastante impresionante y justifica los núcleos RT adicionales. Sí, al menos. para estos juegos y efectos. Nvidia no puede forzar el trazado de rayos metiendo más núcleos CUDA. Los datos muestran que el trazado de rayos acelerado con núcleos RT es más eficiente. Tampoco creemos que el nivel de aceleración sea decepcionante, y cuando se usa mucho el trazado de rayos, una mejora de más del doble es un buen comienzo para un diseño de primera generación.

Por supuesto, gastar espacio en núcleos dedicados para el trazado de rayos no mejorará el rendimiento en la gran mayoría de los juegos, pero hemos hablado interminablemente sobre la propuesta de valor del trazado de rayos y las tarjetas RTX…

Finalmente, tenemos que preguntarnos, ¿por qué Nvidia se molestó en probar y habilitar el trazado de rayos en Pascal? No funciona bien ni siquiera en GPU de gama alta, es poco probable que los juegos futuros mejoren y parece que la gente no lo usará aunque esté disponible.

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Tenemos dos teorías de por qué: la primera es para los desarrolladores. Digamos que tiene un estudio de desarrollo que ha invertido mucho en Pascal y tiene un montón de tarjetas como Titan X en sus máquinas de desarrollo. En lugar de obligar a los desarrolladores a actualizar a Turing para desarrollar juegos con ray tracing, permitir que las tarjetas Pascal hagan ray tracing (aunque lentamente) podría aumentar la adopción de ray tracing en los juegos. Los desarrolladores no necesitan 60 o incluso 30 FPS para probar el trazado de rayos en sus juegos, por lo que podría resultarles útil. Esto tiene muchos beneficios para Nvidia, ya que están interesados ​​en aumentar la adopción para vender más tarjetas RTX.

Segundo: marketing simple y antiguo para incentivar las actualizaciones de GPU RTX. En nuestra opinión, el trazado de rayos por sí solo no es suficiente para justificar la actualización, pero de todos modos funciona para muchos jugadores de Pascal.

Desbloquear funciones para más propietarios de GPU generalmente es algo bueno, y puede haber un juego con trazado de rayos que realmente funcione bien en Pascal. Pero como la mayoría de nuestros artículos sobre trazado de rayos hasta la fecha, todavía estamos en los primeros días de la tecnología, y solo será un factor importante en unas pocas generaciones.

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