Vil NVIDIAs nye Maxwell-GPUer revolusjonere PC-spill?

Hvis du har holdt et øye med GPU-markedet, har du kanskje sett noen nye kort dukker opp, eller til og med hørt litt hype om noe som heter Maxwell. Maxwell er NVIDIAs nye GPU-arkitektur, og grunnlaget for de nyeste NVIDIA-kortene. Maxwell er en etterfølger til "Kepler" -arkitekturen som tidligere omfattte de kraftigste kortene på markedet (inkludert NVIDIAs høyt belønte Titan). Fire nye kort er ute basert på arkitekturen, inkludert GTX 750, GTX 750 Ti, GTX 970 og GTX 980.

Maxwell er en ganske betydelig avvik fra tidligere GPU-design på noen få interessante måter - og de nye kortene kommer med flere spennende nye funksjoner, inkludert VR-ytelse tweaks, og en svært effektiv form for ray tracing. I dag skal vi grave inn i hvordan Maxwell jobber, hvilke fordeler det gir, og hva fordelene betyr for PC-spillere som ønsker å oppgradere, er det for 4K gaming PC Gaming på 4K: Er det verdt pengene? PC Gaming på 4K: Er det verdt pengene? En oppløsningsrevolusjon er på vei. Ultra HD-fjernsyn og skjermer begynner endelig å falle til rimelige priser. Har Ultra HD modnet, eller er det fortsatt for mye penger for lite fordel? Les mer, virtuell virkelighet, eller bare et ønske om bedre Dota 2.

Det handler om effektivitet

Historisk sett har de fleste nye arkitekturer sammenfalt med en døkrymping. En dysekrymping er en forandring i måten at chips produseres som gjør at de kan bli etset mindre og mer nøyaktig, slik at flere av dem kan pakkes på en kvadratcentimeter silisium. I dette tilfellet er det ikke sant: Maxwell er gravert ved å bruke den samme 28 nanometeroppløsnings litografiprosessen som den tidligere Kepler-arkitekturen, selv om NVIDIA fortsetter å jobbe med sin nye 20 nanometerprosess. Fremskrittene til Maxwell har i stedet fokusert på prosessor effektivitet, ta signaler fra mobile prosessorer.

Her er (omtrent) hva som skjer:

Fra deres erfaring med å utvikle Kepler innså NVIDIA at ikke alle CUDA-kjernene (hundrevis av små parallelle prosessorer som gjør grafisk gjengivelse) under normal drift av kortet var aktive hele tiden - en signifikant del av dem var ledig til enhver tid klokke syklus. Men selv i tomgang brukte kjernene kraft og genererer varme, fordi de ikke egentlig kunne slås av individuelt. For å løse dette problemet, delte NVIDIA CUDA-kjernene opp i mange mindre blokker, hver med sin egen kommandoglogikk. Dette gjør at de enkelte kjernene helt kan slås av når de går tomgang, dobler enhetens ytelse per watt, og dramatisk reduserer varmeproduksjonen - et system som allerede er i bruk i NVIDIAs linje av mobile Tegra-prosessorer.

En konsekvens av dette er at den nedre enden 750 og 750Ti-sjetongene kan kjøres helt uten PCI-strøm, uten at det er behov for seks-pins strømforsyningskontakter, slik at de kan bli droppet inn i eksisterende forbruker-PCer uten behov for ekstra maskinvare oppgraderinger. Det betyr også at kortene kan kjøre ikke-krevende applikasjoner (low-end spill, videoavkodning, etc.) i stille, “no-fan” modus uten overoppheting, i mange tilfeller.

Kortene kan også overklokkes mye lenger ved hjelp av en enkel kjøleskum, uten at det trenger væskekjøling. Det er her hvor det meste av ytelsesforhøyelsen av denne generasjonen GPUer kommer fra, sammenlignet med sistnevnte. Selv om NVIDIA også hevder at arkitektoniske forbedringer av logisk maskinvare gir en 35% ytelsesforbedring per kjerne ved en gitt klokkefrekvens.

Forbedret ytelse

Som det viser seg, fungerer den siste runden av GPUer ganske bra, spesielt på en kostnadseffektiv basis. Lager GTX 980 (~ $ 550) og 970 (~ $ 350) sitter i posisjonene ett og tre av G3D Mark Benchmark, begge slår ut ~ $ 1300 Titan Black (en oppgradering til den godt mottatte The Most Interesting Hardware Of 2013 The Most Interessant maskinvare fra 2013 Les mer Titan) - og begge vil trolig overgå disse resultatene med en rettferdig margin ved hjelp av leverandørens overklokking.

De nedre ende-kortene gjør det bra for seg selv, med både 750 (~ 120 $) og 750 Ti (~ $ 130) toppet diagramene på pris / ytelsesforhold. Å kunne få et solidt mellomkort for under $ 150 er en stor avtale for å bringe folk inn i PC-spillfellen, spesielt når det kortet ikke krever en strømforsyningsoppgradering.

Nye funksjoner

Det handler ikke bare om benchmarks! Med Maxwell ruller NVIDIA ut noen nye funksjoner som er ganske spennende for PC Gaming. De tre store forbedringsområdene er anti-aliasing, ray tracing og støtte for virtuell virkelighet. Ikke alle disse funksjonene er ute ennå, men de er i gang, og mange av dem skal gjøre en stor forskjell i hvordan vi spiller spill.

MFAA

Anti-aliasing er et begrep for en samling teknikker som brukes til å eliminere gjenstander som er forårsaket av den diskrete naturen til datagrafikk. Hvis du gjør en piksel på kanten av et objekt, vil rasteralgoritmen enten rapportere at den er enten på eller utenfor kanten. Resultatet er en hard, skrå kant. Løsningen er å prøve hver piksel flere ganger med mindre forskyvninger. Som et resultat, på kanten av et objekt, ende noen prøver på kanten av objektet, og noen gjør ikke - dette gir en mye renere blanding mellom kantene på objekter og gjør også teksturerte overflater mer konsistente fra ramme til ramme. Til slutt koker de fleste typer anti-aliasing ned til å prøve noen piksler mer enn en gang.

MFAA er en relativt ny type anti-aliasing, som fremgår av observasjonen at de fleste piksler ganske enkelt ikke endrer så mye fra ramme til ramme. Sett på en annen måte, hvorfor gjør samme piksel mer enn en gang hvis du bare gjengis nesten samme piksel en ramme siden? MFAA lagrer den siste rammen som ble gjengitt, og fusjonerer den med den nåværende rammen, og slipper den nye informasjonen når den er tungt konflikt (fordi objektet er vesentlig flyttet). Dette gir et bedre visuelt resultat for en minimal ekstra beregningsutgift. Denne tilnærmingen fungerer best når spillrammene er høye, for å minimere deltaet mellom rammene.

Maxwell støtter nå MFAA, og tilbyr en høy ytelse anti-aliasing modus for å bidra til å øke linjen på den visuelle kvaliteten som er tilgjengelig for konsoller og low-end PCer.

Voxel Global Illumination

Et vanskelig problem i datagrafikk har å gjøre med hvordan lyset beveger seg fra en overflate til en annen. Støping av harde skygger er beregningsmessig rettferdig, men subtile effekter kan være vanskeligere å replikere. En effekt som mest moderne spill forsømmelse er bevegelse av lys fra overflate til overflate: farger bløder, gjenstander berører hverandre skape subtile skygger som jordet dem i verden. Disse skyggene kan bli bakt inn, men de vil ikke fungere for dynamiske eller reflekterende objekter, eller i nærheten av bevegelseslys.

Dessverre kan det være veldig dyrt å beregne disse effektene i sanntid. En tilnærming til dette problemet er å bruke en teknikk som kalles voxelization for å generere en forenklet versjon av scenen som kan analyseres effektivt av en algoritme. Denne forenklede versjonen kan gi realistisk real-time belysning for scenen raskt. Maxwell tilbyr maskinvare støtte for denne prosessen.

VR-spesifikk funksjonalitet

Virtual reality er en av de mest spennende spillteknologiene. Hvorfor Virtual Reality Technology vil blåse deg i 5 år Hvorfor Virtual Reality-teknologi vil blåse deg i 5 år Fremtiden for virtuell virkelighet inkluderer hodet, øye og uttrykkssporing, simulert berøring og mye mer. Disse fantastiske teknologiene vil være tilgjengelige for deg på 5 år eller mindre. Les mer, og NVIDIA har kunngjort en rekke VR-spesifikke funksjoner i arbeidene, inkludert lav latensmodus, en GPU per øye SLI-gjengivelse og asynkron tidsvariasjon. Den lave latensmodusen er avgjørende for at bildet i ansiktet ditt kan skifte seg flytende med bevegelsen av hodet ditt.

Per-eye-SLI lar deg bruke kraften til flere GPUer uten latens normalt innført ved SLI-prosessen.

Asynkron tidskjede, opprinnelig en av John Carmacks hjernebarn, er en teknikk som gjør det mulig å reprojisere en gjengitt ramme til et nytt perspektiv (ved hjelp av dybdekartet produsert av rendereren som grunnlag for transformasjonen). Med andre ord tillater asynkron tidskjeving brukeren å “se deg rundt” inne i en enkelt gjengitt ramme, selv om gjengivelsen ikke har fremstilt et nytt bilde ennå. Dette avkrefter hovedbevegelse fra gjengivelse, slik at den forblir væsken uavhengig av hvor lavt frameratet faller, kritisk for å unngå VR-sykdom under frameratdråper. Disse funksjonene er ikke tilgjengelig ennå, men NVIDIA sikrer oss at driverne er i arbeidene.

Et evolusjonært skudd - for nå

Den høyeste enden Maxwell GPU topper ytelseskartene - men ikke for mye. De fleste av fremgangene det viser seg, er mindre effektive forbedringer. Disse kan fortsatt være svært verdifulle, og kan gi høyytelsesspill i hendene på en bredere brukerbase. Utover det er de nye VR- og rendering-funksjonene veldig kule og verdt å snakke om. Når det er sagt, er hoppet i ytelse over det forrige toppmoderne, ikke så stort: ​​vi snakker ikke egentlig om å heve hva som er mulig, beregningsmessig. Det må vente på enten en stor leverandør overklokking, eller muligens (hvis vi er veldig heldige) en 20nm-versjon av Maxwell på et senere tidspunkt. Uansett er fremtiden for GPU-teknologien spennende, og det er stor interesse for akkurat hvor det går.

Bilder med NVIDIA

Utforsk mer om: Steam, Video Card.