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Seite 2: Geforce RTX 2000 - Turing-Architektur im Vergleich zu Pascal, Raytracing und DLSS

Raytracing

Raytracing mit Turing Die gesamten Berechnungen für Raytcing werden den zuständigen RT-Kernen übergeben. Die herkömmlichen Shader können sich anderen Dingen widmen.

Raytracing mit Pascal Da keine speziellen Recheneinheiten verfügbar sind, müssen die Shader die Arbeit stemmen. Das geschieht per Software-Emulation mit tausenden zu verarbeitenden Befehlen.

Wie auf den schematischen Abbildungen zum TU102-Grafikchip und den Streaming Multiprozessoren zu sehen ist, belegen die RT- und Tensor-Kerne eine relativ große Fläche, umso verständlicher ist auch der Fokus Nvidias, Raytracing und das aus dem professionellen Bereich genutzte Deep Learning in Spielen nach und nach zu etablieren. Doch was genau ist Raytracing und wie funktioniert die neue Kantenglättung DLSS?

Raytracing ist eine alternative Rendertechnik zur herkömmlichen Rasterisierung, sie ermöglicht unter anderem die physikalisch korrekte Darstellung von Licht, Schatten und Reflektionen. Die Technik ist nicht neu, aber soll 2018 einen zweiten Frühling erleben: Auf der GDC im Frühjahr hat Microsoft Raytracing-Support für DirectX 12 angekündigt und auch Nvidia ergänzt die eigene Effekt-Bibliothek Gameworks mit Raytracing-Features.

Was ist Raytracing?

Die RT-Kerne in den Turing-Chips beschleunigen die Rendertechnik hardwareseitig und das verspricht eine immense Leistungssteigerung verglichen mit der GTX-1000-Serie. Dabei gibt Nvidia die Raytracing-Leistung in Giga Rays pro Sekunde (GR/s) an. Während eine RTX 2080 laut Nvidia 8,0 GR/s verarbeiten soll, bringe es eine GTX 1080 nur auf 0,89 GR/s.

Ein immenser Unterschied auf dem Papier, doch wie sich die Leistung in Spielen mit Raytracing-Support wirklich verhält, werden erst unter realen Bedingungen durchgeführte Tests, also Spiele-Benchmarks zeigen müssen. Das bislang einzige Spiel, das Raytracing zu einem bereits bekannten Termin anbieten wird, ist Battlefield 5, das am 20. November erscheint. Shadow of the Tomb Raider soll Raytracing dagegen erst per Patch nachgeliefert bekommen, Termin ist dafür aber noch keiner öffentlich.

Durch die Hardwarebeschleunigung von Raytracing ist eine RTX 2080 Ti in diesem Sektor rund zehn Mal schneller als eine GTX 1080 Ti. Durch die Hardwarebeschleunigung von Raytracing ist eine RTX 2080 Ti in diesem Sektor rund zehn Mal schneller als eine GTX 1080 Ti.

Allerdings sind bisher gezeigte Raytracing-Demos sehr rechenintensiv, sodass auf den bislang gezeigten Live Demos selbst mit dem Topmodell RTX 2080 Ti nur in Full-HD-Auflösung flüssige Bildraten möglich waren.

Der Leistungshunger ist Nvidia bewusst, weshalb man auf einen hybriden Ansatz setzt. Dazu wird weiterhin auf Rasterisierung gesetzt, wo es am effektivsten ist, und Raytracing kommt nur dort zum Einsatz, wo es optisch den größten Unterschied macht wie etwa bei Licht und Schatten.

Entwickler können sich zudem entscheiden, ob und wie sie Raytracing nutzen, das eigene Spiel muss also nicht zwingend alle Möglichkeiten umsetzen. Wer im Detail erfahren will, wie Raytracing funktioniert, erfährt in unserem Hardware-Special »Was ist Raytracing?« mehr dazu.

Geforce RTX 2080 und Raytracing - Was bringt Nvidias neue Grafikkarten-Generation uns Spielern? 12:29 Geforce RTX 2080 und Raytracing - Was bringt Nvidias neue Grafikkarten-Generation uns Spielern?

Deep Learning Super Sampling (DLSS)

Beim Deep Learning Super Sampling werden per Schlussfolgerung störende Kanten geglättet. Hierfür wird ein neurales Netzwerk genutzt. Beim Deep Learning Super Sampling werden per Schlussfolgerung störende Kanten geglättet. Hierfür wird ein neurales Netzwerk genutzt.

Eine weitere Neuheit der Turing-Grafikkarten sind die Tensor-Kerne, die für Spieler unter anderem eine neue Kantenglättung namens Deep Learning Super Sampling (DLSS) bereitstellen. Dazu nutzt DLSS ein neuronales Netzwerk, um Merkmale einer gerenderten Spielszene zu analysieren und Details aus mehreren Einzelbildern zu kombinieren. Die Kanten werden somit durch Schlussfolgerungen geglättet, ein qualitativ hochwertigeres Bild soll entstehen.

DLSS glättet laut Nvidia besser beispielsweise TAA und soll auf RTX-Modellen sogar Leistung einsparen. Die neue Kantenglättung muss allerdings (wie auch Raytracing) von den Entwicklerstudios erst einmal unterstützt und in der Praxis von uns getestet werden, bis finale Aussagen zur Optik und Leistung gemacht werden können.

Im Vergleich zwischen einer RTX 2080 Ti und einer GTX 1080 Ti soll die ohnehin höhere Leistung der Turing-Karte mit TAA durch DLSS nochmal gesteigert werden. Im Vergleich zwischen einer RTX 2080 Ti und einer GTX 1080 Ti soll die ohnehin höhere Leistung der Turing-Karte mit TAA durch DLSS nochmal gesteigert werden.

Apropos Raytracing: Die Tensor-Kerne helfen hier ebenfalls mit. Denn um die Bildraten hoch zu halten, fällt die Lichtstrahlsimulation noch relativ rudimentär aus, das dadurch zum Rauschen neigende Bild wird durch den Einsatz von KI-Algorithmen aufgebessert, die wiederum auf den Tensor-Kernen laufen.

DLSS auf einer RTX 2080 Ti soll besser glätten und performanter sein als TAA auf einer GTX 1080 Ti. DLSS auf einer RTX 2080 Ti soll besser glätten und performanter sein als TAA auf einer GTX 1080 Ti.

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