AI 技术的加速魔法 NVIDIA DLSS 技术解构AI

作者: 时间:2020-06-06O宅生活756人已围观

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DLSS 技术基于 NVIDIA 的神经图像架构。

至于 DLSS 如何作最佳的绘图优化,秘密在于 NVIDIA 背后的 NeuralGraphics Framework 的超级电脑,正如 NVIDIA 在《Metro Exodus Reviewer’s Guide》指出︰「我们的超级电脑会不睡不休(Our supercomputer never sleeps)」,会持续改进效果并适时发布。NVIDIA 已搜集了过千张以极高画质渲染的 Ground Truth 图档作为参考之用,提供在现实世界难以提供的 64×Super Sampling 反锯齿取样的超高游戏画质,并拥有人类的在原始像素中分辨出是狗、猫及鸟之能力。

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从 NVIDIA 公布的资料推算所指以极高画质渲染的 Ground Truth 应该是 64× 超级採样渲染的效果。

Turing 架构为 DLSS 所作的改变

为了提供 DLSS 功能,NVIDIA 除了在 Turing 架构上改进其 CUDA 及 CuDNN Libraries 功能,也新增专门的 Tensor Cores,用于处理新增低精度的 INT4 Matrix 及 INT8 Matrix 运作,这也是 DLSS 能够为游戏加速的秘密,但也使 NVIDIA DLSS 变成一项非标準的功能,目前仅限于 NVIDIA RTX 系列提供。

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Tensor Cores 的运算方式。

DLSS 技术的限制

NVIDIA 宣称使用 DLSS 后,最多可为《Battlefield V》游戏带来最多 40% 效能的增长,但也承认 DLSS 不会适用于所有场合。在《Battlefield V DLSS Reviewer’s Guide》中,NVIDIA 即表示 DLSS 对于大部分 GPU 在 Maximum Load 有用,如果本身 FPS 已经很高的话,那幺 DLSS 的加速作用会大大降低,这点是用家需要注意之处。以 2 月 13 日《Battlefield V》游戏的更新为例,会因为显示卡的型号、解像度而适度开放 DLSS 功能,而且开启 DXR(即 Ray-Tracing)更是使用 DLSS 的先决条件,极不合理。

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以 2 月 13 日《Battlefield V》游戏的更新为例,会因为显示卡的型号、解像度而适度开放 DLSS 功能。

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遇到不合适的解像度,即使已开启 DXR 也不能使用 DLSS 功能。

早期的 DLSS Final Fantasy XV Benchmark

为甚幺说 Ray-Tracing 与 DLSS 没有绝对关係呢?现在先让我们看看第一款支援 DLSS 的测试程式《Final Fantasy XV Benchmark》。《Final Fantasy XV》并未支援 Ray Tracing,所以没有相关选项,但在 1.2 版中,可于「Custom Settings」使用 NVIDIA DLSS 功能。

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《Final Fantasy XV Benchmark》在 1.2 版中支援 NVIDIA DLSS 测试。

3DMark NVIDIA DLSS 特性测试

应 NVIDIA 要求,3DMark 在 2 月 4 日发布用于 NVIDIA DLSS 的测试更新,可视为《3DMark Port Royal》支援 DLSS 功能的测试版本。与《3DMark Port Royal》属于标準 Benchmark 不同,NVIDIA DLSS 属于特性测试,不属于 3D Mark 正常的得分。测试分为两个部分,首先是 DLSS Off 的测试作为基準得分,其次是 DLSS On 的测试供用家比较前后之分别。

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NVIDIA DLSS 特性测试可Custom设定解像度。

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得分会分为 DLSS Off 及 DLSS On 两个部分。

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《Battlefield V》游戏 DLSS 更新

《Battlefield V》自 2 月 13 日开始提供 DLSS 功能的更新,在 NVIDIA Control Panel 不会出现 DLSS 项目的设定,需在游戏的 Video 设定中进行。为了统一起见,今次测试统一採用「DRX Reflections Quality: Ultra」及「Graphics Preset for Other Settings: Ultra」之设定,测试场景设定为单人故事模式的五个不同景场。

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分析1:4K 表现较 1,080p 好

NVIDIA 表示 DLSS 对于高解像度、最大 GPU 负载时最为有效,因此笔者测试了 GeForce RTX 2080 Ti@3,840×2,160 及 GeForce RTX 2060@1,920×1,080 等显示卡组合,以便测试其分别所在。NVIDIA 所言非虚,DLSS 在 GeForce RTX 2080Ti@4K 的效能增长较高,在要求最高的《Under No Flag-1942: North Africa》中,从 23fps 增至 44fps,相当于 91% 的增幅。比较 GeForce RTX 2060@1,080p 从 47fps 增至 63fps,增长幅度仅为 34% 左右。

分析2:DLSS 未能弥补 Ray-Tracing 效能损失

测试的另一重点是 DLSS 是否如 NVIDIA 在 CES 2019 的 Keynote 中所说,可几乎弥补 Ray-Tracing 功能所造成的损失。这里的结果却显示,虽然 DLSS 可带来效能的提升,但若要百分百弥补 Ray-Tracing所造成的效能损失是不可能的。

画质比较

测试一:比较两图,可见 DLSS 适度降低了次要景物的细致度。

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测试二:在《Under No Flag-1942: North Africa》场景中,于流水的细节中可见 DLSS On 降低了细緻度。

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测试二:在《TIRAILLEUR-1944: Provence》场景中,士兵的细节度在 DLSS On 时较差,但由于土兵正高速不断转移中,所以对游戏整体画质影响不大。

AI 技术的加速魔法 NVIDIA DLSS 技术解构AI AI 技术的加速魔法 NVIDIA DLSS 技术解构AI 有待成熟

NVIDIA DLSS 的原意是好的,但新的技术往往需要一段时间才能成熟,目前 DLSS 在游戏的应用仅属起步阶段,而且设定限制较多,严格来说是个未成熟的功能。另外,本文的画质测试是在撷取图像后慢慢比较才能观察到分别,在游戏进行中基本上是难以察觉得到,这点读者们需要注的。

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