Не революция, но шаг вперёд: мнение программиста ААА-игр о видеокартах GeForce RTX 3000

1 сентября Nvidia провела презентацию своих новых видеокарт серии RTX 3000. В них лучше реализована технология трассировки лучей, особые ядра смогут самостоятельно достраивать анимации, а общий прирост мощностей относительно предыдущей флагманской видеокарты GeForce RTX 2080 Ti составил около 80%.

Некоторые уже окрестили презентацию революционной. Мы побеседовали с программистом ААА-игр Александром Балакшиным, чтобы выяснить, так ли это на самом деле, а также на какие анонсы Nvidia действительно стоит обратить внимание.

Текст: Никита Казимиров.

Общие впечатления

Многие говорят, что Nvidia провела одну из своих главных презентаций за последние несколько лет. Но последняя схожая по важности презентация была как раз два года назад и касалась анонса серии RTX. Так что тут ничего удивительного.

GeForce RTX 3000 — важный эволюционный скачок и шаг вперёд. Ставка как раз делалась на то, что технология трассировки лучей будет работать на новом поколении видеокарт с гораздо большей частотой кадров в секунду и повышенным разрешением. 4К и 60 fps должны стать стандартом с новой серией RTX.

Вообще все презентации новых технологий Nvidia — вещь несколько странная. Тут нужно понимать распределение выручки между основными платформами. Несколько лет назад у кросс-платформенных игр на PS4 приходилось 50% продаж, на Xbox One — 40%, а на PC — оставшиеся 10%. И долгое время разработчики просто не парились, чтобы сделать качество графики выше, чем на консолях. Ведь это дополнительные затраты на производство контента и исследование технологий.

Но среди этих 10% пользователей PC есть владельцы high-end железа. И их даже не проценты, а доли процентов. Так что разработчики железа, включая ту же Nvidia, заключают контракты с создателями игр и предоставляют им девкиты, чтобы те включили в свои новые проекты поддержку последних технологий. Тут не совсем понятно, кто и кому платит, — возможно, всё оплачивается из бюджета на маркетинг.

Главное, что производители железа сами вкладываются в то, чтобы разработчики игр потратили дополнительное время и усилия для реализации всех фишек — ведь они нужны совсем небольшому проценту игроков.

Nvidia Reflex

Поговорим отдельно о некоторых интересных технологиях. Первая — Nvidia Reflex, которая призвана сократить задержку в соревновательных играх за счёт оптимизации работы CPU и GPU. Уменьшение задержки — одна из основных задач и головных болей всех программистов. При разработке игр часто возникает дилемма: повысить частоту кадров или сократить задержку.

Стоит понимать, что кадр строится не сразу. Если говорят, что игра работает при 60 кадрах в секунду, то это не значит, что новые изображения будут появляться каждые 16 миллисекунд. Есть задержка ввода, есть время симуляции, во время которого на CPU вводятся начальные параметры и обсчитываются анимации, физика, столкновений и прочее.

На это всё при 60 fps выделяется 16 миллисекунд, потом информация отправляется в GPU. Там на её обработку уходят свои 16 миллисекунд. Следом изображение по проводам идёт уже на дисплей, которому нужно некоторое время, чтобы всё нарисовать. И минимизация моментов этих задержек становится важной задачей — особенно для киберспортивных игр, на которых и делался упор во время анонса Nvidia Reflex.

Но ещё одна сфера, где минимизация задержки критически важна, — это VR. У виртуальной реальности ограничения для разработчиков ещё жёстче: должно пройти не более 20 миллисекунд от смены положения головы до изменения изображения на экране. Иначе у человека начнутся симптомы морской болезни. Именно поэтому игры в виртуальной реальности до сих пор довольно примитивны — даже Half-Life: Alyx далеко до текущего поколения. Так что Nvidia Reflex косвенно может помочь в реализации более красивой графики внутри VR.

Считывание данных напрямую с SSD

Второй момент — технология считывания данных прямо с SSD через PCI Express. Это весьма интересный анонс, и несколько странно, что во время презентации на этом нём не заострили особого внимания.

Что на текущем, что на следующем поколении консолей память общая. У них нет проблемы с декодированием и передачей информации от CPU к GPU через PCI Express. Новая технология Nvidia как раз хочет реализовать что-то похожее на PC. Но не забываем, что железо консолей — это AMD. Nvidia сделает лишь что-то похожее, но не полностью аналогичную технологию. Возможно, нас ждёт просто быстрая загрузка данных на GPU.

Она поможет не только в игровой индустрии, но и в других сферах, работающих с большими объёмами данных. Ведь когда нет необходимости пересчитывать информацию в оперативной памяти, а потом перегонять в видеопамять, то подобное ускоряет вычисления в целом. Обработка данных напрямую через видеокарту — это весьма и весьма сильно.

Демо Marbles

И третий примечательный момент — улучшенное демо Marbles. Раньше его показатели были неиграбельными, но раз теперь оно идёт в 1440p и 30 fps, то его наработки потенциально можно использовать в играх. Значит, может появиться возможность создавать игры с полным рейтрейсингом в реальном времени, и тогда текущий пайплайн производства материалов и шейдеров может сильно измениться.

Понятное дело, мы не говорим о том, что массовый рейтрейсинг появится прямо после старта продаж RTX 3000. Но скорее всего энтузиасты уже через несколько месяцев после выхода флагманских видеокарт начнут делать свои демки. Крупные компании тоже будут идти в сторону рейтресинга в реальном времени.

Ведь сейчас разработчики сильно мучаются с текущим полигональным рендером, — когда нужно придумать огромное количество ухищрений, чтобы отрисовать прозрачный материал и при этом не потерять в производительности. Когда новые видеокарты будут реализовывать это всё самостоятельно, разработчикам станет намного проще. И RTX 3000 может помочь заложить основу для полноценного next-gen игрового опыта, который будет лет через десять.

Маловероятно, что на исходе следующего поколения консолей мы получим полноценную трассировку лучей. Могут возникнуть конфликты интересов между производителями железа. До того, как рейтрейсинг выйдет на уровень общего стандарта, пройдёт не один год, но заявка Nvidia на его реализацию уже звучит интересно.

Другие интересные анонсы

Некоторые анонсы с презентации будут более интересны художникам, чем программистам. Синтез мимики прямо из голоса за счёт блоков интеллекта, возможность делать плавные и полностью предсказуемые анимации, использование машинного обучения для симуляции тканей — эти решения подойдут для непосредственного создания контента, а не для его использования прямо в игре.

Ни о каком «убийстве консолей»‎ речи, конечно не идёт, пусть даже цена RTX 3070 будет приблизительно сопоставима с PS5 и Xbox Series X. Под конкурента RTX 3000 подходит разве что Xbox Series X, который позиционируется почти как PC в гостиной. Но производители игр и дальше будут ориентироваться в первую очередь на консоли, поскольку с них самая большая выручка. Топовые видеокарты Nvidia — это выбор небольшого числа PC-энтузиастов. Покупать сразу же мощнейшую RTX 3090 для решения рядовых задач не стоит.

При этом заявление о дисплеях с частотой 360 герц, которые дополнительно анонсировала Nvidia, пока звучат слишком громко. Остаётся только проверить лично, рекламная ли это уловка или реальный прогресс технологий.

Итог презентации

По большей части новую презентацию Nvidia нельзя назвать революционной. Лишь некоторые моменты в ней действительно показывают качественный скачок технологий, но в основном улучшения количественные. Например, за счёт нового техпроцесса в видеокартах серии RTX 3000 стало больше вычислительных мощностей. И такой подход к производству по-своему правильный.

Нечто похожее несколько лет назад реализовала Intel с производством своих процессоров. Все их новые технологии разрабатывались по циклу «тик-так»‎. «Тик»‎ — создание новых технологий, «так»‎ — значительное улучшение уже существующих. Презентация RTX 3000 — это «так».

Теперь всё зависит от разработчиков игр, которым предстоит грамотно реализовать все новые возможности видеокарт RTX 3000. Первыми это наверняка сделают крупные студии. А вот увеличение скорости разработки за счёт возросших мощностей получат абсолютно все.