Premiera najnowszych kart graficznych AMD Radeon RX 6000 pozwoliła AMD na bardziej wyrównaną walkę z Nvidią, ponieważ wraz z nowymi kartami zadebiutowały dwie nowe techniki, pierwszy raz dostępne w kartach czerwonych, czyli AMD FidelityFX Super Resolution, w skrócie FSR, oraz pojawiło się wsparcie dla ray tracingu. W tym tekście skupimy się na AMD FSR i jak ono wypada w porównaniu z konkurencyjną techniką Nvidia DLSS.
AMD FSR i NVIDIA DLSS to techniki, które dzielą tę samą ideę, dzięki nim mamy otrzymać lepszą wydajność gier, poprzez renderowanie ich w niższej rozdzielczości i późniejsze upskalowanie ich do rozdzielczości natywnej bez utraty jakości obrazu. Założenie to jest na swój sposób proste, w końcu wykorzystywane jest z dużym powodzeniem od dłuższego czasu przez producentów konsol do gier. Ale odchodząc trochę dalej, najnowsze telewizory dokonują podobnej obróbki sygnału dla kanałów telewizyjnych, które nie są nadawane w jakości 4K tylko 1080p, to układ scalony odpowiada za upskalowanie kiepskiego sygnału 1080p do 4K.
Na podobne rozwiązanie wpadli dwaj najwięksi producenci kart graficznych NVIDIA, jak i AMD. Z taką małą różnicą, że Nvidia na ten pomysł wpadła pierwsza przy okazji premiery kart graficznych z rodziny Turing w 2018 roku, AMD nad swoją wersję upskalera musiało trochę dłużej popracować i zaprezentowało ją nam w tym roku przy okazji premiery najnowszych kart graficznych AMD Radeon RX 6000 wykorzystujących architekturę Navi2.
NVIDIA swoją technikę upskalowania rozdzielczości Deep Learning Super Sampling w skrócie DLSS oparła o wyspecjalizowane rdzenie Tensor, które poprzez uczenie maszynowe rekonstruują obraz wynikowy. Aktualnie mamy do czynienia w wersją DLSS 2.3, która została usprawniona na wiele sposobów. Najważniejsze dla nas jest to, że największej poprawie uległa stabilność temporalna poszczególnych klatek animacji, i dla różnych efektów na ekranie DLSS używa różnej precyzji obliczeń. Skutkuje to eliminacją niepożądanych efektów, smużenia za zjawiskami cząsteczkowymi, czy migotaniem krawędzi obiektów lub bardzo wąskich obiektów.
AMD FidelityFX Super Resolution, by osiągnąć swój cel nie korzysta z żadnych specjalnych rdzeni, jest to algorytm Open Source, przez co możemy korzystać z dobrodziejstw AMD FSR na prawie każdej nowoczesnej karcie graficznej, w tym Nvidii. Algorytm ten działa na w miarę prostym założeniu. Do obróbki brana jest pojedyncza klatka animacji po zastosowaniu wygładzania krawędzi (AA), a następnie powiększeniu jej do wynikowej rozdzielczości bez polegania na danych historii klatki, czy kierunku poruszania się obiektów na scenie.
Jak podaje AMD, sercem całego procesu jest wyjątkowy algorytm, który wykrywa i rekonstruuje krawędzie obiektów z klatki źródłowej. Dzięki tej detekcji można zrekonstruować obraz źródłowy w wyższej rozdzielczości „Super Resolution”.
Tyle tematem wstępu i teorii odnośnie obydwu technik. Przejdźmy do sedna tego artykułu, czyli do porównania jakości obrazu i wydajności. Ponieważ to jest najbardziej interesujące dla gracza.
AMD FSR, NVIDIA DLSS — platforma testowa i metodologia
Do testów użyłem dwóch kart graficznych o zbliżonej wydajności.
Algorytm AMD FSR był testowany przy użyciu karty graficznej ROG Strix LC RX6800 XT. Jest to najwydajniejszy AMD Radeon RX 6800 XT na rynku, dodatkowo jest chłodzony cieczą, przez co rdzeń karty graficznej pracuje w wyjątkowo komfortowych warunkach, bo w trakcie testów osiągał maksymalną temperaturę 56 °C, przy czym karta pozostawała bezgłośna. Moim zdaniem jest to bardzo udana konstrukcja i z miłą chęcią mogę polecić ją każdemu, kto chce by w jego komputerze zagościła karta graficzna AMD.
Technikę DLSS testowaliśmy przy użyciu karty graficznej Gainward GeForce RTX 3080 Phoenix GS. Model ten jest wyjątkowo udaną kartą od Tajwańskiego producenta. Bez najmniejszych problemów znosi moje testy, a co najważniejsze ma bardzo wysoką wydajność i bardzo skuteczny układ chłodzenia.
Pozostałe komponenty, które zastosowałem to:
- procesor: Intel Core i5-12600K,
- chłodzenie CPU AiO: beQuiet PureLoop 360
- płyta główna: ROG Strix Z690 I Gaming,
- RAM: DDR5 32 GB G-Skill Trident Z 5600 MHz,
- SSD: XPG 1TB Legend,
- Zasilacz: beQuiet Pure Power 11 FM 650W,
Po kilku wstępnych testach z różnymi tytułami do testów jakości obrazu i wydajności zdecydowałem się użyć gry Horizon Zero Dawn, która swój debiut miała niedawno pecetach, a co najważniejsze wspiera obie techniki rekonstrukcji obrazu AMD FSR i NVIDIA DLSS. Dodatkowo jest to tytuł, który domyślnie był projektowany pod konsolę Playstation 4, która w swoim wnętrzu ma układ graficzny AMD. Dlatego uznałem, że to może być mały plusik dla nowej techniki AMD.
AMD FSR, NVIDIA DLSS — wydajność
Postanowiłem rozpocząć porównanie obydwu technik od przyrostu wydajności jakie one zapewniają. Testy wykonałem dla trzech najpopularniejszych rozdzielczości:
- 4K – 3840 × 2160 pikseli
- 1440p – 2560 × 1440 pikseli
- 1080p – 1920 × 1080 pikseli
Rozdzielczość 4K
Rozdzielczość 4K jest wyzwaniem dla większości kart graficznych i płynne wyświetlanie animacji z szybkością 60 klatek na sekundę dla większości kart graficznych jest nieosiągalne. Tu z pomocą przychodzą obie omawiane techniki upskalowania obrazu. Obydwie techniki wykazują zbliżone wzrosty wydajności w zależności od wybranego trybu upskalowania i tak tryb AMD FSR Standardowa wydajność oferuje praktycznie dwukrotny wzrost wydajności względem natywnego trybu 4K, po stronie zielonych sytuacja jest prawie identyczna, tryb DLSS Ultra wydajność oferuje prawie dwukrotny wzrost wydajności, względem natywnej rozdzielczości 4K. Takie wzrosty wydajności robią wrażenie, ponieważ w końcu będzie można wykorzystać szybkie monitory 4K, które oferują odświeżanie 144 Hz.
Rozdzielczość 1440p
W niższej rozdzielczości 1440p trend jest identyczny jak w przypadku rozdzielczości 4K.
Rozdzielczość 1080p
Rozdzielczość FullHD w przypadku testowanych kart graficznych nie stanowi wyzwania, ale jak widać na wykresie nawet one przyspieszają po włączeniu technik upskalowania.
AMD FSR, NVIDIA DLSS — jakość obrazu
Na poniższych porównaniach grafiki przyjrzymy się fragmentowi grafiki, który zaznaczyłem czerwoną ramką na zdjęciu referencyjnym. Poniższe porównania oglądamy w trzykrotnym powiększeniu, ponieważ wtedy najlepiej widać różnice pomiędzy poszczególnymi presetami AMD FSR i NVIDIA DLSS.
Zdecydowałem się właśnie ten fragment grafiki dlatego, że zawiera wszystkie istotne elementy, z którymi tego typu algorytmy mogą mieć problemy, czyli duża zmienność jasności, niewielkie detale na ciemnym tle, niewielkie detale na jasnym tle, wystarczy się przyjrzeć kępce trawy obok drzewa, gałęzie drzew.
Rozdzielczość 4K
Pierwsze porównanie jakości obrazu wykonałem dla topowej rozdzielczości 4K. Spodziewałem się pewnych rozbieżności dla obydwu algorytmów, ale biorąc pod uwagę to, że w trybach najwyższej wydajności dla obydwu technik AMD FSR i NVIDIA DLSS obraz będzie renderowany w rozdzielczości 1920 × 1080 pikseli, a później upskalowany do 4K, nie spodziewałem się znaczących różnic. Bardziej mylić się nie mogłem. Zacznę od techniki NVIDII. DLSS z graczami jest od 2018 roku i przeszedł już trzy bardzo znaczne aktualizacje, które spowodowały, że obraz generowany z jego pomocą jest bliski oryginałowi. Moje porównanie jakości obrazu to potwierdza. Co zasługuje na pochwałę, to zastosowanie profilu Standardowa Jakość, praktycznie nie pogarsza jakości wyświetlanego obrazu, a można nawet odnieść wrażenie, że jest lepiej, niż w przypadku natywnego obrazu 4K. Widoczną degradację obrazu zauważymy dopiero w trybie wydajność, a pogłębia się w ostatnim trybie.
AMD FSR, już użycie pierwszego trybu Ultra Jakość, zdradza widocznie gorszą jakość obrazu. Kępka trawy obok drzewa, szybko traci na rozdzielczości, ale nadal rozróżniamy pojedyncze źdźbła trawy. Z każdym kolejnym trybem FSR, który poprawia wydajność, pogorszeniu ulega jakość wyświetlanego obrazu, by trybie AMD FSR Standardowa Wydajność, prezentować się już wyraźnie gorzej. Kępa trawy wygląda jak dziwny budyń, wrzosy za kępą są co najwyżej kolorową plamą. Pień drzewa na pierwszym planie prezentuje się jakby został wycięty ze zdjęcia i nieumiejętnie wklejony.
Rozdzielczość 1440p
Obniżenie rozdzielczości do 2560 × 1440 pikseli pogłębiło tylko różnicę pomiędzy dwiema technikami. Obraz prezentowany przez AMD FSR znacząco odbiega od tego, co prezentuje NVIDIA DLSS. Nie trzeba się nawet przypatrywać poszczególnym zrzutom ekranu, by zobaczyć różnicę. Boję się co zobaczę po obniżeniu rozdzielczości do 1920 × 1080 pikseli.
Rozdzielczość 1080p
Najpopularniejsza rozdzielczość 1920 × 1080 pikseli obnażyła wszystkie niedoskonałości algorytmu AMD FSR, mówiąc najprościej, używanie go w tej rozdzielczości, to zbrodnia przeciwko sobie. Poza bardzo marnej jakości obrazem dochodzi jeszcze jeden artefakt, migotanie obiektów i krawędzi. W grze jak Horizon Zero Dawn, gdzie w oprawie graficznej dużą rolę gra roślinność włączenie techniki AMD FSR, powoduje po prostu ból głowy. Obiekty cały czas drgają, odnosi się wrażenie, że część tego, co widzimy na ekranie została doczepiona przypadkiem.
W przypadku NVIDIA DLSS dopiero dwa ostatnie tryby powodują utratę jakości obrazu. Przy czym nawet tryb DLSS – Ultra Wydajność, prezentuje się lepiej niż AMD FSR – Ultra Jakość. Tym optymistycznym akcentem chciałbym zakończyć to porównanie.
AMD FSR, NVIDIA DLSS — podsumowanie
Bezpośrednie porównania to to, czego producenci starają się najbardziej unikać, ponieważ wtedy może się okazać, że jakaś zachwalana przez nich funkcja, czy właśnie technika polegnie w porównaniu z konkurencją, ale nie będę się tu wyzłośliwiał nad AMD FidelityFX Super Resolution, z prostego powodu. Jak swój debiut miała konkurencyjna technika NVIDIA DLSS, to też nie było zachwytów, gracze nie zostawili na niej suchej nitki, w Battlefield 1, gdzie ta technika pojawiła się po raz pierwszy, obraz był nieostry, a detale były zamazane, w Metro Exodus, sytuacja była podobna, tych przykładów mogę mnożyć wiele. Dlatego z jednej strony cieszę się, że AMD zaprezentowało swoją wersję techniki rekonstrukcji obrazu z niższej rozdzielczości, ponieważ teraz w końcu będą mogli ją dopracować. Na horyzoncie, już powoli pojawia się trzeci gracz, ze swoim sposobem na rekonstrukcję obrazu, co zaprezentuje Intel i jego XeSS, dowiemy się już w nieodległej przyszłości.
