NVIDIAn uudella tekoälyn soveltamisella grafiikkaan on oma nimensä: Neuraalisten tekstuurien pakkaus (NTC)Tämä teknologia, jota esiteltiin yksityiskohtaisesti yrityksen viimeisimmissä teknisissä konferensseissa, ratkaisee suoraan yhden nykyisen pelaamisen suurimmista pullonkauloista: videomuistin eli VRAMin käytön.
Yrityksen toimittamien tietojen mukaan NTC pystyy vähentämään muistin kulutusta noin 6,5 Gt - jopa noin 970 Mt samassa testikohtauksessa säilyttäen samalla käytännössä muuttumattoman tekstuurien laadun. Puhumme lähes 85 prosentin vähennyksestä VRAM-muistin käytössä, mikä on erityisen tärkeää PC-pelaajille, joilla on keskitason näytönohjaimet tai vanhemmat järjestelmät, jotka ovat hyvin yleisiä Espanjassa ja muualla Euroopassa.
Mitä tarkalleen ottaen on hermokudoksen tekstuurin pakkaus?
Neuraalisten tekstuurien pakkaus on pohjimmiltaan järjestelmä, jossa tekstuurien pakkaus ja purku neuroverkkojen perusteellaSen sijaan, että lopullinen tekstuuri tallennettaisiin suoraan näytönohjaimen muistiin, kuten klassisissa lohkoformaateissa (BC5, BC6, BC7 ja vastaavat), grafiikkamoottori tallentaa pakatun esityksen, jonka pieni neuroverkko sitten rekonstruoi reaaliajassa.
Tämä verkko oppii esittämään teksejä – tekstuurin pienintä yksikköä – paljon kompaktimmin kuin perinteiset menetelmät. Tämän aiemman koulutuksen ansiosta GPU pystyy palauttaa materiaalien, pintojen ja esineiden yksityiskohdat kun on tarpeen renderöidä jokainen kehys ilman, että kaikkien alkuperäisten tietojen tarvitsee varata pysyvästi VRAM-muistia.
Kehittäjän näkökulmasta ajatuksena on korvata raakatekstuurit tai BCN-muodossa tallennetut tekstuurit näillä neuroverkkoversioilla. Muutos vaikuttaa sisäiseen grafiikkaputkeen, mutta perimmäisenä tavoitteena on, että pelaaja huomaa vain eron. Kaksi asiaa: vähemmän muistinkulutusta ja grafiikka ainakin samalla tasolla., kun ei parempi samalla VRAM-budjetilla.
NVIDIA itse on GDC:n ja GTC:n teknisissä keskusteluissaan asettanut NTC:n selkeän trendin sisään: tekoälyn integrointi paitsi näkyviin tehtäviin, kuten kuvan skaalaukseen (kuten DLSS:n tapauksessa), myös renderöinnin keskeiset vaiheet, jotka tähän asti riippuivat yksinomaan kiinteistä algoritmeista.
VRAM-muistin vähennys: 6,5 Gt:sta 970 Mt:un
Eniten otsikoita on herättänyt monimutkainen näkymä, jota on käytetty viitteenä useissa esityksissä. Tässä testissä toscanalaistyylinen huvila, jossa on runsaasti yksityiskohtaiset materiaalit, tiheä geometria ja korkearesoluutioiset tekstuurit Se kulutti noin 6,5 Gt VRAM-muistia käyttämällä vakio-BCn-pakkausta.
Aktivoimalla hermokudostekstuurien pakkauksen samoille resursseille muistin kulutus laski noin 970 Mt VRAM-muistia, joka säilyttää käytännössä identtisen visuaalisen tarkkuudenYhtiö korosti myös, että kyse ei ole pelkästään muistin säästämisestä, vaan näiden säästöjen käyttämisestä yksityiskohtien tason lisäämiseen, jos peli sitä vaatii.
Rinnakkaisissa vertailuissa NVIDIA osoitti, että samalla VRAM-budjetilla perinteiset pakatut tekstuurit voivat tuottaa näkyviä artefaktteja, terävyyden menetystä ja materiaalien heikkenemistäNTC säilyttää enemmän hienoja yksityiskohtia. Käytännössä tämä tarkoittaa puhtaampia pintoja, vähemmän kohinaa ja raidoitusta sekä parempia heijastuksia ja värisiirtymiä.
Käyttäjälle mahdollinen vaikutus on kaksitahoinen: toisaalta pelit, jotka toimivat paremmin näytönohjaimet, joissa on enintään 8 Gt VRAM-muistiaTämä on erittäin tärkeää Euroopan markkinoilla ja toisaalta peleissä, jotka voivat parantaa tekstuurien resoluutiota nostamatta muistin vähimmäisvaatimuksia.
Paradigman muutos perinteisestä tekstuurien pakkaamisesta
Useimmat nykyaikaiset pelit käyttävät BCN-muotoja tekstuurien tallentamiseen suoraan GPU-muistiin. Nämä muodot jakavat kuvan lohkoihin ja käyttävät kiinteän tyyppiset pakkaustekniikatNe ovat nopeita, laitteistoltaan erittäin optimoituja ja ovat olleet PC:iden ja konsolien standardi jo vuosia.
Niillä on kuitenkin selkeä raja: tietyn visuaalisen laadun ylläpitämiseksi ne tarvitsevat vähimmäistilaa texeliä kohdenTämä täyttää helposti VRAM-muistin 4K-tekstuureja tai valtavaa materiaalimäärää sisältävissä ympäristöissä. Tilanne pahenee avoimen maailman peleissä, tiheissä kaupunkiympäristöissä tai tuotannoissa, joissa on paljon kosmeettisia tehosteita, jotka ovat hyvin yleisiä nykyisissä julkaisuissa.
Neuraalisten tekstuurien pakkaus tarjoaa erilaisen lähestymistavan. Kiinteän pakkausjärjestelmän sijaan se perustuu koneoppimismalleihin, jotka on esikoulutettu suurilla tekstuuri- ja materiaalisarjoilla. Nämä neuroverkot oppivat koodaa ja rekonstruoi visuaalisia kuvioita tehokkaammin kuin perinteinen algoritmi, etenkin käsiteltäessä erittäin vaihtelevaa sisältöä.
Tällä tavoin tallennetaan ei enää lopullinen tekstuuri, vaan pakattu esitys, jota sitten laajennetaan tarvittaessa. GeForce RTX -näytönohjaimissa olevien Tensor-ytimien intensiivinen käyttö mahdollistaa näiden päättelyoperaatioiden suorittamisen rinnakkain muiden grafiikkatehtävien kanssa ilman, että rasterointiin ja varjostukseen varatut pääresurssit ylikuormittuvat.
Vaikutus videopeleihin: alhaisemmat vaatimukset ja korkeampi laatu
Kaiken tämän suora seuraus on mahdollinen merkittävä lasku videomuistin vähimmäisvaatimuksissa NTC:tä käyttäville peleille. Jos tekstuurit, jotka yleensä vievät 50–70 % koko VRAM-muistista monissa peleissä, vaativat huomattavasti vähemmän tilaa, pelimoottorin muille elementeille jää enemmän tilaa.
Tämä avaa useita mielenkiintoisia ovia eurooppalaisille ja espanjalaisille studioille, jotka kehittävät PC:lle ja konsoleille, kuten PlayStation 6Mahdollisten etujen joukossa NVIDIA ja useat analyytikot mainitsevat mahdollisuuden, että Käytä korkeamman resoluution tekstuureja tietokoneilla, joissa on vähemmän muistianäin tasapainottaen kokemusta huippuluokan laitteistoa käyttävien pelaajien ja vaatimattomampien korttien käyttäjien välillä.
Myös asennusten ja korjauspäivitysten koko vaikuttaa asiaan. Pakkaamalla resursseja tehokkaammin on mahdollista, että pelit vievät vähemmän levytilaa ja että päivitykset painavat vähemmän, mikä huolestuttaa jo nyt sekä rajoitetusti SSD-levyjä käyttäviä PC-käyttäjiä että rajoitetusti tallennustilaa käyttävillä konsoleilla pelaavia.
Resurssien suoratoiston saralla, joka on niin tärkeää avoimissa maailmoissa ja peleissä, jotka lataavat dataa pyynnöstä, pienempi tekstuurien jalanjälki voi auttaa vähentää kaistanleveyden pullonkaulojaTämä johtaisi vähemmän nykimiseen, sulavampiin latausaikoihin ja vakaampaan pelikokemukseen, jopa silloin, kun peli pyörii levyiltä, jotka eivät ole erityisen nopeita.
Edut keskitason näytönohjaimille ja kannettaville tietokoneille
Yksi yhteisössä eniten kiinnostusta herättäneistä seikoista on hermokudostekstuurien pakkauksen mahdollinen vaikutus näytönohjaimet, joissa on enintään 8 Gt VRAM-muistia, erittäin laajalle levinnyt Espanjan ja Euroopan markkinoilla, mukaan lukien jotkut konsolit, kuten Xbox-sarja XMonissa viimeaikaisissa julkaisuissa tämäntyyppinen näytönohjain kohtaa jo selkeitä rajoituksia yhdistettäessä korkeita resoluutioita ja erittäin laadukkaita tekstuureja.
Jos merkittävä osa muistista vapautuu NTC:n ansiosta, samat pelit voivat aktivoitua aggressiivisempia tekstuurin säätöjä ilman VRAM-muistin kyllästymistäKäytännössä tämä voi tarkoittaa vähemmän äkillisiä suorituskyvyn laskuja uusia alueita ladattaessa, vähemmän muistin käyttöpiikkiin liittyvää nykimistä ja mukavampaa käyttökokemusta 1440p- tai jopa 4K-näytöillä tasapainoisilla asetuksilla.
Myös kannettavat järjestelmät, sekä pelitietokoneet että kevyet työasemat, hyötyisivät. Vaikka monissa nykyaikaisissa kannettavissa tietokoneissa on RTX-näytönohjaimet, niiden Videomuistin määrä on yleensä rajallisempi kuin pöytätietokoneissa. Teknologia, joka pienentää tekstuurien kokoa heikentämättä kuvan laatua, on erityisen kiinnostavaa tämän tyyppisissä laitteissa.
Pienille tai itsenäisille studioille, mikä on yleistä eurooppalaisessa skenessä, VRAM-vaatimusten pienentäminen voisi auttaa laajentaa potentiaalista käyttäjäkuntaa tinkimättä kuitenkaan viimeistellystä visuaalisesta viimeistelystä. Tämä puolestaan on linjassa alan yleisen trendin kanssa, jossa pyritään älykkäisiin optimointeihin laitteiston raa'an voiman tuolle puolen.
Neuraalmateriaalit ja muut tekoälypohjaiset optimoinnit
Neuraalisten tekstuurien pakkaus ei ole ainoa ilmiö. NVIDIA on myös esitellyt konseptin Neuraaliset materiaalitTämä on täydentävä tekniikka, jonka tavoitteena on yksinkertaistaa materiaalien käsittelyä grafiikkaputkessa. Sen sijaan, että kutakin monimutkaista materiaalia varten käsiteltäisiin useita erillisiä kanavia, tiedot tiivistetään kompaktimpaan esitykseen, jonka pieni neuroverkko dekoodaa reaaliajassa.
Yhdessä teknisessä demonstraatiossa näytettiin, kuinka alun perin vaadittu materiaalijoukko 19 eri kanavaa voitaisiin vähentää vain kahdeksaan käyttämällä tätä neuroverkkopohjaista lähestymistapaa. Tarjottujen tietojen mukaan tämä yksinkertaistaminen johti suorituskyvyn parannuksiin 1,4–7,7-kertaisesti 1080p-resoluutiolla, riippuen kohtauksesta ja malliasetuksista.
Olennaista on, että nämä verkot ovat riittävän kevyitä integroitavaksi suoraan näytönohjaimella toimiviin varjostimiin. GeForce RTX 20 -sarjasta lähtien käytettyjen Tensor-ytimien ansiosta näiden toimintojen kustannukset pysyvät kurissa, mikä mahdollistaa Käytä näitä optimointeja miljoonia kertoja kehystä kohden estämättä muuta renderöintiprosessia.
NTC ja Neural Materials pyrkivät yhdessä hybridimalliin, jossa perinteinen rasterointi ja säteenseuranta toimivat rinnakkain. hermopäätteiden tietyt lohkotTässä skenaariossa tekoäly ei ainoastaan paranna lopullisen kuvan terävyyttä, vaan myös hoitaa rakenteellisia tehtäviä, kuten pakkaamisen, varjostuksen ja muistinhallinnan.
Tekoälyn muokkaama graafinen tulevaisuus
Vaikka NVIDIA ei ole vielä asettanut tarkkaa päivämäärää Neural Texture Compressionin laajamittaiselle käyttöönotolle kaupallisissa peleissä, GDC:n ja GTC:n kaltaisissa tapahtumissa esitetyt demonstraatiot tekevät selväksi, että yritys haluaa tämän teknologian laajan käyttöönoton. Ole osa grafiikan seuraavan sukupolven harppausta.
PC-ekosysteemissä API-rajapintojen ja laajennusten, kuten Yhteistyövektorit DirectX 12:ssa Tämä tasoittaa tietä tällaisten neuroytimien toimimiselle myös muiden valmistajien laitteistoissa. AMD on jo ilmoittanut tukevansa tulevia RDNA4-arkkitehtuureja, ja Intel työstää vastaavia aloitteita grafiikkaratkaisuilleen, kun taas yritykset, kuten Sony vahvistaa visuaalista laskentaa.
Jos tämä ristituki vakiintuu, hermorakenteen puristumisesta voi tulla tosiasiallinen standardi alallaTämä hyödyttää kaikenkokoisia studioita. Eurooppalaisille pelaajille tämä voisi tarkoittaa nykyisten näytönohjainten pidempää käyttöikää, sillä niiden VRAM-rajoitukset eivät olisi yhtä ratkaiseva tekijä näitä tekniikoita hyödyntävissä peleissä.
Samanaikaisesti konsolivalmistajat voisivat hyödyntää näitä ratkaisuja järjestelmiensä integroidun muistin maksimoimiseksi entisestään, mikä on erityisen mielenkiintoista pitkissä elinkaareissa, joissa jokainen optimointi on tärkeää. Kaikki viittaa siihen, että seuraavaa suurta grafiikkataistelua ei käydä pelkästään raa'alla teholla, vaan myös... miten kutakin kohtausta syöttävää dataa hallitaan ja pakataan.
NVIDIAn ehdotus hermokudostekstuurien pakkauksesta ja siihen liittyvistä teknologioista on linjassa alan jo havaittavan painopisteen muutoksen kanssa: muistin ja laskentatehon loputtoman lisäämisen sijaan tavoitteena on, että tekoäly tekee enemmän vähemmällä. Jos demoissa nähdyt luvut – noin 85 %:n VRAM-vähennykset ja hermokudosmateriaalien suorituskyvyn parannukset – siirtyvät kaupallisiin peleihin, pelaajat Espanjassa ja kaikkialla Euroopassa voisivat huomata visuaalisesti kunnianhimoisempia, paremmin optimoituja ja vähemmän muistia kuluttavia pelejä, mikä tuntui vielä aivan äskettäin vaikealta saavuttaa laadusta tinkimättä.
