NVIDIA DLSS 4 – pariul pus pe AI pentru viitorul graficii în jocuri video

Într-un peisaj în care termenii „inteligență artificială”, „AI” sau „machine learning” sunt tot mai prezenți, fiecare producător de soluții hardware sau software se lăudă cu propriile reușite în acest domeniu. Iar una dintre cele mai reușite implementări practice ale inteligenței artificiale se regăsește în tehnologia DLSS (Deep Learning Super Sampling) de la NVIDIA.

Pornită de la conceptul de a oferi un spor de performanță jocurilor care îmbrățișau efectele grafice bazate pe Ray Tracing, la debutul acestora, DLSS a evoluat enorm în ultimii ani, devenind cea mai calitativă și apreciată soluție de upscaling/reconstrucție pentru jocurile video. Înainte de a intra în detaliile legate de noutățile aduse de cea de-a patra generație a DLSS, să facem o scurtă recapitulare a termenilor și funcționalității cu care trebuie să fim familiari.

Scurtă istorie a DLSS și a tehnologiilor conexe

Deep Learning Super Sampling a debutat drept o tehnologie de reconstrucție a imaginilor afișate de jocurilor video, bazată pe AI. Mai exact, pentru a spori performanța, renderizarea internă a acestor imagini se realiza la o rezoluție mai mică, tehnologia de Deep Learning (AI) fiind utilizată apoi pentru a reconstrui respectivele imagini (cadre) în rezoluția finală dorită. Rebotezată mai târziu drept DLSS Super Resolution, aceasta rămâne componenta fundamentală a DLSS, fiind disponibilă pe toate plăcile video GeForce RTX.

De cele mai multe ori, acest DLSS Super Resolution poate funcționa pe baza anumitor preset-uri calitative – Ultra Performance, Performance, Balanced, Quality, acestea simbolizând rezoluția internă de renderizare, în ordine crescătoare. Cu alte cuvinte, când este utilizat preset-ul Ultra Performance, rezoluția internă de renderizare reprezintă doar 25% din rezoluția finală dorită, urcând până la 75% în cazul preset-ului Quality. Așadar, cu cât mai apropiat de preset-ul Quality, cu atât mai ridicată este calitatea imaginii; invers, cu cât mai apropiat de preset-ul Ultra Performance, cu atât mai mare este sporul de performanță.

Ulterior, DLSS Super Resolution a primit un upgrade suplimentar: DLAA (Deep Learning Anti Aliasing). Acesta funcționa pe un principiu similar, aplicând însă un filtru AI de antialising pe imaginea renderizată nativ direct la rezoluția dorită, fără a mai trece prin etapa de upscaling/reconstrucție. Evident, din punctul de vedere al calității imaginilor rezultate, DLAA oferă cele mai bune rezultate.

Odată cu apariția DLSS 3.0 și a seriei de plăci video RTX 40, și-a făcut apariția un nou termen: DLSS Frame Generation. Pe scurt, inteligența artificială nu mai era folosită doar pentru reconstrucția imaginilor deja renderizate intern, ci direct pentru generarea completă a unor cadre suplimentare, sporind astfel framerate-ul perceput. Mai multe detalii despre DLSS 3.0 și Frame Generation găsiți în articolul nostru dedicat.

În fine, ultima versiune majoră a tehnologiei Deep Learning de la NVIDIA, înainte de actualul 4.0, a fost DLSS 3.5, care a adus o noua funcționalitate: Ray Reconstruction. Aceasta aducea îmbunătățiri vizuale jocurilor care utilizau efecte grafice bazate pe Ray Tracing sau Path Tracing (Full Ray Tracing). Pe scurt, filtrul denoiser este înlocuit cu unul bazat pe AI, iar DLSS Super Resolution este utilizat pentru a crește nivelul de detalii ale unor elemente redate cu RT (cum ar fi reflexiile), îmbunătățind semnificativ calitatea imaginilor rezultate din aceste jocuri mai pretențioase. Din nou, vă recomand articolul nostru despre DLSS 3.5 și Ray Reconstruction pentru detalii suplimentare.

DLSS 4

Odată cu sosirea pe piață a seriei RTX 50, NVIDIA a dezvăluit și DLSS 4.0, noua generație a tehnologiei sale bazate pe inteligență artificială, care promite o serie de noutăți semnificative, cum ar fi un nou model AI (Transformer) pentru componentele DLSS Super Resolution și DLSS Ray Reconstruction, îmbunătățiri ale tehnologiei DLSS Frame Generation, precum și extinderea acesteia prin introducerea DLSS Multi Frame Generation. Drept cireașă de pe tort, unele dintre aceste noutăți tehnologice nu sunt exclusiv dedicate plăcilor video RTX 50, funcționând și pe generațiile anterioare RTX. Să le luăm însă în ordine.

Noul model AI Transformer pentru componentele DLSS Super Resolution și DLSS Ray Reconstruction

Încă de la apariția conceptului de Deep Learning Super Sampling, această tehnologie a fost bazată pe un model AI de tip CNN (Convolutional Neural Network), formatul de model predominant pentru generarea de imagini în primii ani de dezvoltare a tehnologiilor de tip Deep Learning. Ei bine, odată cu DLSS 4.0, tehnologiile DLSS Super Resolution și DLSS Ray Reconstruction fac pasul către un nou model de AI: Transformer. Bazat pe arhitectura cu același nume, Transformer este mult mai asemănător cu modelele AI utilizate de soluții AI generative mult mai moderne, precum ChatGPT. Acest nou model Transformer, deși este accelerat de arhitectura Blackwell de pe gama RTX 50, rămâne disponibil, în mod opțional, pentru toate plăcile video NVIDIA RTX.

În cadrul jocurilor care utilizeaza DLSS Super Resolution, noul model Transformer este capabil să livreze imagini reconstruite mai detaliate, dar și mai stabile, eliminând o serie de efecte nedorite precum „tremuratul” anumitor obiecte afișate (shimmering), în special cele subțiri, precum liniile de înaltă tensiune dintr-un decor industrial sau anumite elemente de vegetație.

În jocurile în care este folosit DLSS Ray Reconstruction, efectul de ghosting (anumite obiecte aflate în mișcare lasă „cozi” nedorite) este eliminat, alături de acel shimmering, noul Transformer îmbunătățind semnificativ filtrul de nenoising. Calitatea îmbunătățită a imaginii adusă de modelul Transformer se aplică și atunci când este utilizat DLAA.

Enhanced (Single) Frame Generation

Modelul de Frame Generation introdus odată cu DLSS 3.0, pe care NVIDIA îl numește acum Single Frame Generation (pentru a-l diferenția de Multi Frame Generation, despre care vom discuta un pic mai târziu), a primit, la rândul său, îmbunătățiri semnificative odată cu lansarea DLSS 4.0.

Mai exact, procesarea (Single) Frame Generation trece acum prin două modele de AI, unul responsabil pentru Optical Flow (cadența corectă a cadrelor, frame pacing în limbaj de specialitate), iar al doilea pentru generarea propriu-zisă a cadrelor suplimentare. Lăsând la o parte explicațiile complicate, jocurile care utilizează (Single) Frame Generation ar trebui să beneficieze acum de performanță mai bună, precum și de un consum diminuat de memorie video. Și, la cât de „înfometate” de memorie video sunt anumite jocuri moderne, această îmbunătățire nu poate fi decât o veste bună.

Acest Enhanced Frame Generation este disponibil, pe lângă noile soluții video din seria RTX 50, și pentru plăcile din generația anterioară RTX 40.

Multi Frame Generation pentru seria RTX 50

Vedeta listei de caracteristici noi aduse de DLSS 4.0 este, fără urmă de îndoială, noua tehnologie DLSS Multi Frame Generation, disponibilă în exclusivitate pentru noile plăci video din seria RTX 50. Pe scurt, dacă DLSS Frame Generation era capabil să genereze un cadru cu AI pentru fiecare cadru renderizat în mod tradițional, DLSS 4 Multi Frame Generation poate genera până la trei cadre suplimentare pentru fiecare frame renderizat în mod tradițional. Mai mult, prin intermediul modelului de AI responsabil pentru Optical Flow, aceste cadre suplimentare vor fi „poziționate” cât mai exact, asigurând un frame pacing corect.

Totuși, faptul că DLSS Multi Frame Generation poate genera până la trei cadre suplimentare pentru fiecare frame tradițional nu înseamnă că vă puteți aștepta, brusc, la creșterea de 4 ori a framerate-ului în jocurile voastre preferate. Și asta pentru că principalul impediment din calea acestui spor de performanță via AI este latența (sau input lag-ul: durata de timp care trece de la apăsarea unui buton de către utilizator și până la executarea acțiunii aferente pe ecran). Degeaba beneficiați de frame-uri suplimentare, dacă acestea „rămân în urmă” față de comenzile venite de la tastatură/mouse/controller.

Iar situația latențelor variază de la joc la joc, în funcție de cât de pretențioase sunt acestea. De altfel, NVIDIA pune la dispoziție câteva metode de a monitoriza și diminua aceste latențe. Spre exemplu, în toate titlurile care suportă NVIDIA Reflex, ar trebui să activați această opțiune, această tehnologie fiind concepută tocmai pentru a diminua la maximum latența indusă de sistem. De altfel, atunci când porniți Frame Generation, Reflex este automat activat la rândul său. Iar, în acest sens, NVIDIA va implementa foarte curând și Reflex 2, cu îmbunătățiri suplimentare în ceea ce privește diminuare latenței.

De asemenea, jocurile cu suport pentru Multi Frame Generation oferă câteva “trepte” de funcționare pentru această tehnologie: 2X, 3X, 4X. 2X ar trebui să fie similar cu anteriorul (Single) Frame Generation, generând câte un cadru suplimentar pentru fiecare frame tradițional. 3X mărește miza, generând două astfel de cadre suplimentare pentru fiecare frame tradițional. În fine, 4X promite nu mai puțin de trei cadre suplimentare, generate cu AI, pentru fiecare frame renderizat în mod tradițional. Ca regulă de bază insă, atunci când framerate-ul nativ, fără MFG activat, este serios sub 60 fps, chiar dacă pornirea MFG va crește numărul cadrelor pe secundă, condițiile de joc nu vor fi ideale. Iar cu cât este mai ridicat preset-ul de Multi Frame Generation, cu atât șansele ca latența să crească peste limitele acceptabile. Iar aici, totul depinde de preferințele personale ale fiecărui utilizator: unii jucători nu vor avea probleme nici cu latențe de 80 ms, în timp ce alții, în special gamerii competitivi, vor prefera un input lag cât mai mic posibil. Personal, m-am putut bucura de jocuri fără mari impedimente și cu o latență în jurul valorii de 50 ms.

Mai mult, prin intermediul aplicației NVIDIA App, puteți activa afișarea în permanență a latenței, pe lângă alte informații utile cum ar fi framerate-ul sau procentul de utilizare a CPU/GPU. Studiind aceste valori și experimentând cu „treptele” disponibile pentru Multi Frame Generation, puteți ajunge la echilibrul ideal dintre performanță suplimentară și latență, pentru o experiență de joc cât mai fluentă, dar și responsivă.

Pe lângă titlurile care oferă suport nativ pentru Multi Frame Generation, multe alte jocuri permit utilizarea MFG prin intermediul aplicației NVIDIA App. Acest „override” este simplu de aplicat: porniți NVIDIA App, selectați tab-ul „Graphics”, apoi jocul vizat, scrollați în jos până în secțiunea „Driver Settings”, iar acolo găsiți setarea „DLSS Override – Frame Generation”. O puteți modifica de pe „Use 3D application setting” (adică valoarea implicită), pe 3X sau 4X, în funcție de dorință. În unele jocuri, precum S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl, acest override funcționează perfect, însă nu în toate. Tocmai de aceea este de preferat să folosiți Multi Frame Generation în titlurile care oferă suport nativ pentru așa ceva (setări dedicate chiar în meniul jocului), cum ar fi Black Myth Wukong, după cel mai nou update.

Test Multi Frame Generation pe GeForce RTX 5080

Am folosit următorul sistem într-un scurt test Multi Frame Generation, în ideea de a afla sporurile de performanță reale la care ne-am putea aștepta de la această tehnologie. Am folosit setările calitative maxime permise de joc, inclusiv (Full) Ray Tracing sau DLAA unde a fost cazul.

• Placă video: PNY GeForce RTX 5800 16GB OC
• Procesor: AMD Ryzen 9 9800X3D 8-core
• Placă de bază: GIGABYTE AORUS B850 ELITE WI-FI 7
• Memorie RAM: 32GB Kingston FURY DDR5-6000
• Stocare: NVMe SSD 1 TB
• Monitor: Ultra-wide 3440×1440

S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl

3440×1440, Preset grafic Epic, DLAA activat, Reflex Activat

• Frame Generation Off: ~60fps, 30-40ms
• Frame Generation 2X (Single): ~100-110fps, 40-50ms
• Frame Generation 3X: ~150-160+fps, 40-50ms
• Frame Generation 4X: ~180-200+fps, 40-50ms

Black Myth: Wukong

3440×1440, Preset grafic Cinematic, Full Ray Tracing Very High, DLSS Quality

• Frame Generation Off: 52fps, ~30-45ms
• Frame Generation 2X (Single): 92fps, 40-55ms
• Frame Generation 3X: 131fps, 45-60ms
• Frame Generation 4X: 167fps, 45-63ms

Half-Life 2 RTX

3440×1440, Rendering preset Ultra, DLSS Quality, Transformer, Ray Reconstruction, Reflex

• Frame Generation Off: 45-60fps, ~30-40ms
• Frame Generation 2X (Single): 90-100+fps, 40-50ms
• Frame Generation 3X: 130-150fps, 50-60ms
• Frame Generation 4X: ~160-190fps, 50-65ms

După cum menționam și mai devreme, personal, am găsit cam tot ce s-a situat în jurul unei latențe de 50ms (+/- câteva ms) ca fiind jucabil și suficient de responsiv pentru o experiență single player de calitate. În Black Myth: Wukong, pentru a atinge atât framerate-uri mari, cât și latențe acceptabile, va fi nevoie să apelați cel puțin la un preset DLSS Quality. În schimb, în S.T.A.L.K.E.R. 2 și Half-Life 2 RTX, latențele mi s-au părut decente indiferent de treapta Multi Frame Gen aleasă, echilibrul dintre performanță și latență fiind lăsat la latitudinea utilizatorului și preferințelor acestuia. Spre exemplu, nu are rost să țintiți framerate-uri mai mari decât rata de refresh a monitorului, în acest caz fiind recomandată atingerea unei latențe cât mai mici.

Încheiere

Ca orice tehnologie nouă, și DLSS 4.0 a iscat numeroase discuții, în special în rândurile suporterilor “performanței brute”. Modul Multi Frame Generation a fost atacat, cadrele suplimentare generate de AI fiind numite “fake frames” (cadre falsificate, într-o traducere aproximativă). Totuși, acestor contestatari trebuie să le aducem aminte că reacții similare au fost stârnite și de lansarea primei versiuni de DLSS, iar acum utilizatorii au ajuns să își dorească implementări DLSS Super Resolution și în jocurile care nu au neapărată nevoie de așa ceva, doar pentru sporul de performanță adus. Iar efectele redate cu Ray Tracing, trecute cu vederea de mulți în primă fază, au devenit acum un standard pentru industrie.

Doar timpul ne va spune dacă și aceste soluții bazate pe AI ale celor de la NVIDIA se vor standardiza, în dauna unor eventuale metode alternative de a spori performanța. Cert este că, de-a lungul anilor, NVIDIA nu s-a oprit din procesul de a perfecționa tehnologia DLSS și am un sentiment că, și dacă DLSS 4.0 se va lovi de concurență dură pe viitor, “tabăra verde” va veni sigur cu o nouă soluție inedită, menită să mențină balanța în favoarea sa.