Ciò che le carte Nvidia supportano Ray Tracing?

Per i giocatori avidi, un'esperienza visiva pienamente coinvolgente è un fattore importante per una sessione di gioco soddisfacente. Cosa può essere più eccitante che avere un'atmosfera realistica del mondo dei giochi proiettato di fronte a te? Le schede grafiche sono al centro della scena quando parliamo degli appelli visivi dei giochi per computer e le GPU nelle schede grafiche svolgono un ruolo molto importante nel soddisfare i desideri dei giocatori. Numerose tecniche di rendering sono emerse nel corso degli anni e continuano ad evolversi mentre la domanda di immagini visive realistiche continua a salire. Per offrire ai giocatori un'esperienza più coinvolgente, Nvidia ha adottato la tecnologia Ray Tracing nelle loro architetture GPU, a partire dalla serie RTX 20.

Cosa sta rintracciando il raggio?

Nell'aspetto della computer grafica, Ray Tracing è una tecnica di rendering che simula le caratteristiche fisiche di una luce che portano illuminazione, ombre ed effetti realistiche ai giochi. Imita come un raggio di luce rimbalza sugli oggetti da un set point, illustrando il riflesso della luce da ogni superficie. L'intero processo, a sua volta, migliora la qualità dell'immagine offrendo agli spettatori un'esperienza più coinvolgente. La tecnica è stata a lungo utilizzata nei film 3D e alla fine si è fatta strada in giochi per computer di alto livello fornendo effetti visivi cinematografici. Ray Tracing è stato un punto di svolta nel mondo dei giochi ed è una tecnica di rendering preferita rispetto alla rasterizzazione, che ha dei limiti nel rendere i veri colori degli oggetti.

RAY Tracing in Nvidia GPU

Come produttore leader di schede grafiche, Nvidia è sempre stato audace nel sperimentare nuovi modi per migliorare la qualità visiva dei suoi prodotti. A partire da settembre 2018, NVIDIA ha rilasciato schede grafiche con caratteristiche di tracciamento dei raggi. L'architettura Turing di Nvidia è la prima progettazione GPU con hardware dedicato o core RT, per l'elaborazione di tracce di raggi in tempo reale.

Cosa sono i core RT?

Il tracciamento del raggio è generalmente riservato per applicazioni non in tempo reale perché il tempo di calcolo richiesto per elaborare l'operazione di tracciamento dei raggi è molto più lungo di altri effetti visivi. Nvidia ha fatto una svolta integrando l'hardware nei loro progetti architettonici con l'unico scopo di calcolare il trappola in tempo reale. Questo hardware aggiunto, noto come core RT, è stato inaugurato nelle schede grafiche RTX basate su Turing di Nvidia. Questa è stata anche la prima scheda grafica di consumo al mondo con il supporto di Ray Tracing a livello di hardware

RT-cores calcola i colori dei pixel mentre un raggio di luce viaggia da un punto all'altro. Il processo diventa più complesso quando c'è una moltitudine di fonti di luce. Inoltre, diversi processi coinvolti nella traccia di raggi come casting a raggi, tracciamento del percorso, BVH (gerarchia del volume di delimitazione) e filtraggio denoising lo rendono una tecnica intensiva computazionalmente. BVH è la parte più che richiede tempo dei calcoli di ray-tracing e il RT-cores accelera il traversario BVH per la traccia di raggi in tempo reale. A parte gli RT-cores, c'è un altro set di hardware nelle GPU NVIDIA che svolgono un ruolo nel fornire la traccia di raggi in tempo reale. I nuclei tensori, progettati per l'accelerazione dell'intelligenza artificiale, aiutano anche a denoising in tempo reale e ad accelerare il casting di raggi.

Schede grafiche Nvidia con supporto per la traccia di raggio

Le schede Nvidia con core RT sono un grande salto per il produttore di schede grafiche di fama mondiale. Questo è, tuttavia, basato su hardware e le versioni precedenti di schede grafiche non hanno tali funzionalità. Poiché Ray Tracing ha un grande fascino per i consumatori, Nvidia ha anche reso disponibile la funzione per le vecchie schede grafiche. Poiché le architetture più vecchie non includono i core RT nei loro progetti, Nvidia ha reso possibile il rendering di Ray Tracing attraverso i driver pronti per il gioco.

Schede grafiche Nvidia con tracciamento di raggi a livello di hardware

La prima generazione di RT-cores è stata descritta nella serie RTX 20 di Nvidia. La RTX 2080 è stata la prima della serie RTX 20 che ha mostrato l'architettura di Turing. È stato quindi seguito da RTX 2080 TI, RTX 2070 e RTX 2060. Titan RTX è anche nella formazione.

Nel settembre 2020, Nvidia ha introdotto il successore di Turing, l'Ampere, che presenta la seconda generazione di RT-cores. L'Ampere sale enormi aggiornamenti nei core RT e i core di tensore aumentano la frequenza RT-core a 58 RT-TOPS, 1.7x superiore a quello di Turing's, fornendo un rendering di tracce di raggi molto più veloce e migliorando la qualità dell'immagine. Allo stesso modo, l'ampere ha più del doppio della velocità dei core tensori di Turing con 238 tensori-flop. L'ampere è al centro della seconda generazione di GPU di RTX; La serie RTX 30 include la classe Titan RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 e il più recentemente rilasciato RTX 3060.

Schede grafiche Nvidia con traccia di ray a livello di software

Nvidia ha fatto un'altra svolta consentendo la traccia di ray in schede grafiche selezionate senza core RT dedicati. Questa è una buona notizia per i giocatori che utilizzano i modelli più vecchi che non prendono ancora in considerazione l'aggiornamento delle schede grafiche ma vogliono sperimentare i vantaggi visivi della tecnica Ray-Tracing. GeForce GTX 1060 6 GB e schede grafiche più alte possono ora godere delle capacità di tracciamento dei raggi tramite DirectX RayTracing (DXR). Di seguito è riportato l'elenco delle schede NVIDIA che sono abilitabili a raggi tramite DXR:

• GeForce GTX 1660 TI
• GeForce GTX 1660
• Nvidia Titan XP (2017)
• Nvidia Titan X (2016)
• GeForce GTX 1080 TI
• GeForce GTX 1080
• GeForce GTX 1070 TI
• GeForce GTX 1070
• GeForce GTX 1060 6GB

A causa della sua mancanza di hardware dedicato per il tracciamento dei raggi, le schede GTX possono offrire solo effetti di ray-tracing di base. I core shader gestiscono i calcoli del ray-tracing e questo carico di lavoro aggiuntivo per i core shader influenzerà le prestazioni della GPU. Tuttavia, con le funzionalità di ray-tracing, i giocatori possono sperimentare un'esperienza visiva più accattivante.

Il futuro di Ray Tracing in Nvidia

Le prestazioni dell'ampere sono già più che soddisfacenti dopo aver raddoppiato i tassi di elaborazione di Turing. Tuttavia, anche se è ancora fresco dal forno, ci sono già voci sul suo successore, The Lovelace. Possiamo aspettarci nuovi sviluppi nei calcoli di Ray-Tracing in questa nuova architettura GPU. Allo stesso modo, una nuova generazione di schede grafiche RTX è già in lavorazione. Il futuro di Ray Tracing sembra luminoso mentre Nvidia continua a sviluppare architetture GPU che soddisferebbero la fame del consumatore per una migliore esperienza di gioco.