Zullen de nieuwe Maxwell GPU's van NVIDIA een revolutie in pc-gaming bewerkstelligen?

Als je de GPU-markt in de gaten hebt gehouden, heb je misschien een aantal nieuwe kaarten zien opduiken of zelfs een hype horen over iets dat Maxwell heet. Maxwell is de nieuwe GPU-architectuur van NVIDIA en de basis van de nieuwste NVIDIA-kaarten. Maxwell is een opvolger van de 'Kepler'-architectuur die eerder de krachtigste kaarten op de markt omvatte (waaronder de veelgeprezen Titan van NVIDIA). Vier nieuwe kaarten zijn gebaseerd op de architectuur, inclusief de GTX 750, de GTX 750 Ti, de GTX 970 en de GTX 980.

Maxwell is een vrij belangrijke afwijking van eerdere GPU-ontwerpen op een paar interessante manieren - en de nieuwe kaarten worden geleverd met een aantal opwindende nieuwe functies, waaronder aanpassingen aan de VR-prestaties en een zeer efficiënte vorm van ray tracing. Vandaag zullen we ingaan op hoe Maxwell werkt, welke voordelen het biedt, en wat die voordelen betekenen voor pc-gamers die een upgrade willen uitvoeren, zij het voor 4K gaming PC Gaming om 4K: Is It Worth The Money? PC Gaming om 4K: Is het het geld waard? Een resolutiesrevolutie is onderweg. Ultra HD-televisies en monitoren beginnen eindelijk te dalen tot redelijke prijzen. Is Ultra HD gerijpt of is het nog steeds teveel geld voor te weinig voordeel? Read More, virtual reality, of gewoon een verlangen naar een beter uitziende Dota 2.

Alles draait om efficiëntie

Historisch gezien zijn de meeste nieuwe architecturen samengevallen met een matrijskrimp. Een matrijskrimp is een verandering in de manier waarop chips worden gemaakt, waardoor ze kleiner en preciezer kunnen worden geëtst, waardoor meer van hen op een vierkante centimeter silicium kunnen worden verpakt. In dit geval is dat niet waar: Maxwell is gegraveerd met hetzelfde lithografisch proces van 28 nanometer als de vorige Kepler-architectuur, hoewel NVIDIA blijft werken aan hun nieuwe 20 nanometer-proces. De vooruitgang van Maxwell heeft zich in plaats daarvan gericht op de efficiëntie van de processor, waarbij signalen worden overgenomen van mobiele processors.

Hier is (ongeveer) wat er gaande is:

Vanuit hun ervaring met de ontwikkeling van Kepler, realiseerde NVIDIA zich dat tijdens de normale werking van de kaart niet alle CUDA-kernen (de honderden kleine parallelle processoren die de grafische weergave weergeven) altijd actief waren - een aanzienlijk deel ervan was inactief op een gegeven moment klokcyclus. Maar zelfs in rust gebruikten de kernen energie en genereerden ze warmte, omdat ze niet echt individueel konden worden uitgeschakeld. Om dit probleem op te lossen, verdeelde NVIDIA de CUDA-kernen in veel kleinere blokken, elk met zijn eigen logica. Hierdoor kunnen afzonderlijke kernen volledig worden uitgeschakeld wanneer ze niet worden gebruikt, waardoor de prestaties van het apparaat per watt worden verdubbeld en de warmteproductie drastisch wordt verlaagd - een schema dat al in de lijn van mobiele Tegra-processors van NVIDIA wordt gebruikt.

Eén gevolg hiervan is dat de onderste 750 en 750Ti chips volledig van PCI-stroom kunnen worden uitgevoerd, zonder de noodzaak van zes-pins voedingsconnectoren, waardoor ze kunnen worden neergelaten in bestaande low-end consumenten-pc's zonder dat er extra hardware nodig is upgrades. Het betekent ook dat de kaarten niet-veeleisende applicaties (low-end games, video-decodering, enz.) In stilte kunnen uitvoeren, “no-fan” modus zonder oververhitting, in veel gevallen.

De kaarten kunnen ook veel verder worden overklokt met behulp van een eenvoudig koellichaam, zonder dat vloeistofkoeling nodig is. Dat is waar de meeste prestatieverbetering van deze generatie GPU's vandaan zal komen, vergeleken met de vorige - hoewel NVIDIA ook beweert dat architecturale verbeteringen aan logische hardware een prestatieverbetering van 35% per kern per klokklok bieden.

Verbeterde prestatie

Het blijkt dat de nieuwste GPU-ronde behoorlijk goed presteert, vooral op basis van kosten. De stock GTX 980 (~ $ 550) en 970 (~ $ 350) zitten op positie één en drie van de G3D Mark Benchmark, beide verslaan de ~ $ 1300 Titan Black (een upgrade naar de goed ontvangen The Most Interesting Hardware van 2013 The Most Interessante hardware van 2013 Read More Titan) - en beide zullen deze scores waarschijnlijk met een redelijke marge overtreffen met behulp van overklokking van leveranciers.

De onderste kaarten doen het ook goed, met zowel de 750 (~ $ 120) als de 750 Ti (~ $ 130) bovenaan in de prijs / prestatie-verhouding. Een solide, midrange-kaart krijgen voor minder dan $ 150 is een groot voordeel voor het naar de PC gamen van mensen, vooral wanneer die kaart geen upgrade van de voeding vereist..

Nieuwe functies

Het gaat niet alleen om benchmarks! Met Maxwell introduceert NVIDIA een aantal nieuwe functies die behoorlijk opwindend zijn voor pc-gaming. De drie grote verbeterpunten zijn anti-aliasing, ray tracing en ondersteuning voor virtual reality. Nog niet alle functies zijn beschikbaar, maar ze zitten in de pijplijn en velen van hen zullen een groot verschil maken in hoe we games spelen.

MFAA

Anti-aliasing is een term voor een verzameling technieken die worden gebruikt om artefacten te elimineren die worden veroorzaakt door de discrete aard van computerafbeeldingen. Als u een pixel retourneert aan de rand van een object, meldt uw rasteralgoritme dat het zich op of buiten de rand bevindt. Het resultaat is een harde, gekartelde rand. De oplossing is om elke pixel verschillende keren te samplen met kleine verschuivingen. Als een resultaat, aan de rand van een object, komen sommige monsters op de rand van het object terecht en sommige niet - dit zorgt voor een veel schonere vermenging tussen de randen van objecten en zorgt ervoor dat gestructureerde oppervlakken er consistenter uitzien van het frame naar frame. Uiteindelijk komen de meeste soorten anti-aliasing neer op het meerdere keren samplen van pixels.

MFAA is een relatief nieuw soort anti-aliasing, wat blijkt uit de observatie dat de meeste pixels eenvoudig niet zo veel veranderen van frame tot frame. Anders gezegd, waarom zou je dezelfde pixel meer dan eens renderen als je net dezelfde pixel één beeld geleden geleden hebt gerenderd? MFAA slaat het laatste frame op dat is gerenderd en voegt dit samen met het huidige frame, waardoor de nieuwe informatie wordt verwijderd wanneer deze zwaar conflicteert (omdat het object substantieel is verplaatst). Dit geeft een beter visueel resultaat voor een minimale extra rekenkost. Deze aanpak werkt het beste wanneer de framesnelheden van het spel hoog zijn, om de delta tussen frames te minimaliseren.

Maxwell ondersteunt nu MFAA en biedt een krachtige anti-aliasing-modus om de lat hoger te leggen voor de visuele kwaliteit die beschikbaar is voor consoles en low-end pc's.

Voxel Global Illumination

Een moeilijk probleem in computergraphics heeft te maken met hoe licht van het ene oppervlak naar het andere gaat. Het werpen van harde schaduwen is computationeel eenvoudig, maar subtiele effecten kunnen moeilijker te repliceren zijn. Een effect dat de meeste moderne games verwaarlozen, is de beweging van het licht van oppervlak naar oppervlak: kleuren die bloeden, objecten die elkaar raken creëren subtiele schaduwen die ze in de wereld aarden. Deze schaduwen kunnen worden ingebakken, maar ze werken niet voor dynamische of reflecterende objecten of in de buurt van bewegende lichten.

Helaas kan het berekenen van deze effecten in realtime erg duur zijn. Eén benadering van dit probleem is om een ​​techniek genaamd voxelization te gebruiken om een ​​vereenvoudigde versie van de scène te genereren die efficiënt kan worden geparseerd door een algoritme. Deze vereenvoudigde versie kan snel realistische, real-time verlichting voor de scène bieden. Maxwell biedt hardware-ondersteuning voor dit proces.

VR-specifieke functionaliteit

Virtual reality is een van de meest opwindende gametechnologieën. Waarom Virtual Reality-technologie in 5 jaar je geest zal laten kloppen. Waarom Virtual Reality-technologie je geest binnen 5 jaar zal laten kloppen De toekomst van virtual reality omvat head-, eye- en expressiontracking, gesimuleerde aanraking en veel meer. Deze verbazingwekkende technologieën zullen over 5 jaar of minder voor u beschikbaar zijn. Lees meer en NVIDIA heeft een aantal specifieke VR-functies aangekondigd, waaronder lage latentiemodus, SLU-weergave met één GPU per oog en asynchrone tijdwarp. De lage latentiemodus is cruciaal om het beeld voor je gezicht vloeiend te laten veranderen met de beweging van je hoofd.

Met Per-eye-SLI kunt u de kracht van meerdere GPU's gebruiken, zonder de latentie die normaal door het SLI-proces wordt geïntroduceerd.

Asynchrone time warp, oorspronkelijk een van de hersenkinderen van John Carmack, is een techniek die een re-projectie op het niveau van de bestuurder van een gerenderd frame naar een nieuw perspectief mogelijk maakt (met behulp van de dieptemap die door de renderer wordt gemaakt als basis voor de transformatie). Met andere woorden, asynchrone time warp staat de gebruiker toe om “kijk om je heen” binnen een enkel gerenderd frame, zelfs als de render nog geen nieuwe afbeelding heeft geproduceerd. Hierdoor wordt de beweging van het hoofd ontkoppeld van de weergave, waardoor het vloeiend blijft, ongeacht hoe laag de framerate daalt, wat van cruciaal belang is om VR-misselijkheid te voorkomen tijdens framesnelheidsdalingen. Deze functies zijn nog niet beschikbaar, maar NVIDIA verzekert ons dat de stuurprogramma's in de maak zijn.

Een evolutionaire sprong - voor nu

De hoogstlopende Maxwell GPU staat bovenaan de prestatiegrafieken - maar niet veel. De meeste van de voordelen die het laat zien, zijn subtielere efficiëntieverbeteringen. Deze kunnen nog steeds zeer waardevol zijn en kunnen gaming met hoge prestaties in de handen van een bredere gebruikersbasis brengen. Verder zijn de nieuwe VR- en rendering-functies erg cool en is het de moeite waard om over te praten. Dat gezegd hebbende, de sprong in prestaties ten opzichte van de vorige stand van de techniek is niet zo groot: we praten niet echt over het verhogen van wat mogelijk is, op een rekenkundige manier. Dat zal moeten wachten tot overklokken van zware leveranciers, of mogelijk (als we heel veel geluk hebben) een 20nm-versie van Maxwell op een later tijdstip. Hoe dan ook, de toekomst van GPU-technologie is opwindend en er is veel interesse in waar het heen gaat.

Afbeeldingen met dank aan NVIDIA

Meer informatie over: Steam, videokaart.