¿Las nuevas GPU Maxwell de NVIDIA revolucionarán los juegos de PC?

Si ha estado vigilando el mercado de GPU, es posible que haya visto aparecer nuevas tarjetas, o incluso haya escuchado algunas exageraciones sobre algo llamado Maxwell. Maxwell es la nueva arquitectura de GPU de NVIDIA y la base de las últimas tarjetas NVIDIA. Maxwell es el sucesor de la arquitectura 'Kepler' que anteriormente abarcaba las tarjetas más potentes del mercado (incluido el muy elogiado Titan de NVIDIA). Se han lanzado cuatro nuevas tarjetas basadas en la arquitectura, incluidas la GTX 750, la GTX 750 Ti, la GTX 970 y la GTX 980.

Maxwell es una desviación bastante significativa de los diseños de GPU anteriores en algunas formas interesantes, y las nuevas tarjetas vienen con varias características nuevas y emocionantes, que incluyen ajustes de rendimiento de realidad virtual y una forma altamente eficiente de trazado de rayos. Hoy, vamos a investigar cómo funciona Maxwell, qué ventajas ofrece y qué significan esas ventajas para los jugadores de PC que buscan actualizarse, ya sea para juegos de PC 4K Gaming en 4K: ¿Vale la pena el dinero? Juegos de PC en 4K: ¿Vale la pena el dinero? Una revolución de resolución está en camino. Los televisores y monitores Ultra HD finalmente están comenzando a caer a precios razonables. ¿Ha madurado Ultra HD o todavía es demasiado dinero por muy poco beneficio? , realidad virtual o simplemente un deseo de Dota 2 con mejor aspecto.

Se trata de eficiencia

Históricamente, la mayoría de las arquitecturas nuevas han coincidido con una contracción de la matriz. La contracción de un troquel es un cambio en la forma en que se hacen los chips que les permite ser grabados más pequeños y más precisos, permitiendo que más de ellos se empaqueten en un centímetro cuadrado de silicio. En este caso, eso no es cierto: Maxwell está grabado usando el mismo proceso de litografía de resolución de 28 nanómetros que la arquitectura Kepler anterior, aunque NVIDIA continúa trabajando en su nuevo proceso de 20 nanómetros. Los avances de Maxwell se han centrado en la eficiencia del procesador, tomando señales de los procesadores móviles.

Aquí está (aproximadamente) lo que está sucediendo:

Por su experiencia en el desarrollo de Kepler, NVIDIA se dio cuenta de que durante el funcionamiento normal de la tarjeta, no todos los núcleos CUDA (los cientos de pequeños procesadores paralelos que procesan gráficos) estaban activos todo el tiempo; una fracción significativa de ellos estaba inactiva en cualquier momento ciclo de reloj Sin embargo, incluso inactivos, los núcleos usaban energía y generaban calor, porque en realidad no podían apagarse individualmente. Para ayudar a resolver este problema, NVIDIA dividió los núcleos CUDA en muchos bloques más pequeños, cada uno con su propia lógica de comando. Esto permite que los núcleos individuales se apaguen por completo cuando están inactivos, duplicando el rendimiento del dispositivo por vatio de energía y reduciendo drásticamente su producción de calor, un esquema que ya está en uso en la línea de procesadores Tegra móviles de NVIDIA.

Una consecuencia de esto es que los chips 750 y 750Ti del extremo inferior pueden funcionar completamente con alimentación PCI, sin la necesidad de conectores de fuente de alimentación de seis pines, lo que les permite colocarse en las PC de consumo de gama baja existentes sin la necesidad de hardware adicional actualizaciones También significa que las tarjetas pueden ejecutar aplicaciones no exigentes (juegos de gama baja, decodificación de video, etc.) en silencio, “sin ventilador” modo sin sobrecalentamiento, en muchos casos.

Las tarjetas también se pueden overclockear mucho más usando un disipador de calor simple, sin necesidad de refrigeración líquida. Ahí es donde vendrá la mayor parte del aumento del rendimiento de esta generación de GPU, en comparación con el anterior, aunque NVIDIA también afirma que las mejoras arquitectónicas en el hardware lógico ofrecen un aumento del rendimiento del 35% por núcleo a una frecuencia de reloj dada.

Desempeño mejorado

Como resultado, la última ronda de GPU funciona bastante bien, especialmente en función del costo-rendimiento. Las acciones GTX 980 (~ $ 550) y 970 (~ $ 350) se ubican en las posiciones uno y tres del G3D Mark Benchmark, ambas superando el ~ $ 1300 Titan Black (una actualización del bien recibido Hardware más interesante de 2013 The Most Interesante hardware de 2013 Titan), y es probable que ambos superen esos puntajes por un margen justo con la ayuda del overclocking del proveedor.

Las tarjetas de gama baja también funcionan bien para sí mismas, con el 750 (~ $ 120) y el 750 Ti (~ $ 130) encabezando las listas en relación precio / rendimiento. Poder obtener una tarjeta sólida de rango medio por menos de $ 150 es un gran problema para atraer a la gente al juego de PC, particularmente cuando esa tarjeta no requiere una actualización de la fuente de alimentación.

Nuevas características

¡No se trata solo de puntos de referencia! Con Maxwell, NVIDIA está lanzando algunas características nuevas que son bastante interesantes para PC Gaming. Las tres grandes áreas de mejora son el suavizado, el trazado de rayos y el soporte para la realidad virtual. No todas estas características están disponibles todavía, pero están en proceso, y muchas de ellas van a marcar una gran diferencia en la forma en que jugamos juegos.

MFAA

Anti-aliasing es un término para una colección de técnicas utilizadas para eliminar los artefactos causados ​​por la naturaleza discreta de los gráficos por computadora. Si renderiza a un píxel en el borde de un objeto, su algoritmo ráster informará que está dentro o fuera del borde. El resultado es un borde duro e irregular. La solución es muestrear cada píxel varias veces con pequeñas compensaciones. Como resultado, en el borde de un objeto, algunas muestras terminan en el borde del objeto, y otras no; esto proporciona una mezcla mucho más limpia entre los bordes de los objetos y también hace que las superficies texturizadas se vean más consistentes de un marco a otro. marco. En última instancia, la mayoría de los tipos de suavizado se reducen a muestrear algunos píxeles más de una vez.

MFAA es un tipo relativamente nuevo de suavizado, que surge de la observación de que la mayoría de los píxeles simplemente no cambian mucho de cuadro a cuadro. Dicho de otra manera, ¿por qué renderizar el mismo píxel más de una vez si acabas de representar casi el mismo píxel hace un fotograma? MFAA almacena el último cuadro que se procesó y lo combina con el cuadro actual, dejando caer la nueva información cuando entra en conflicto (porque el objeto se ha movido sustancialmente). Esto proporciona un mejor resultado visual para un gasto informático adicional mínimo. Este enfoque funciona mejor cuando las velocidades de cuadros del juego son altas, para minimizar el delta entre cuadros.

Maxwell ahora es compatible con MFAA, que ofrece un modo de suavizado de alto rendimiento para ayudar a elevar el nivel de calidad visual disponible para consolas y PC de gama baja..

Iluminación Global Voxel

Un problema difícil en los gráficos de computadora tiene que ver con cómo la luz se mueve de una superficie a otra. Lanzar sombras duras es computacionalmente sencillo, pero los efectos sutiles pueden ser más difíciles de replicar. Un efecto que la mayoría de los juegos modernos descuidan es el movimiento de la luz de una superficie a otra: los colores sangran, los objetos que se tocan crean sombras sutiles que los mantienen en el mundo. Estas sombras se pueden hornear, pero no funcionarán para objetos dinámicos o reflectantes, o cerca de luces en movimiento.

Desafortunadamente, calcular estos efectos en tiempo real puede ser muy costoso. Un enfoque para este problema es usar una técnica llamada voxelización para generar una versión simplificada de la escena que un algoritmo pueda analizar de manera eficiente. Esta versión simplificada puede proporcionar iluminación realista y en tiempo real para la escena rápidamente. Maxwell ofrece soporte de hardware para este proceso..

Funcionalidad específica de VR

La realidad virtual es una de las tecnologías de juego más emocionantes Por qué la tecnología de realidad virtual te dejará boquiabierto en 5 años Por qué la tecnología de realidad virtual te dejará boquiabierto en 5 años El futuro de la realidad virtual incluye el seguimiento de la cabeza, los ojos y la expresión, el tacto simulado y mucho más Más. Estas increíbles tecnologías estarán disponibles para usted en 5 años o menos. y NVIDIA ha anunciado una serie de características específicas de realidad virtual en proceso, incluido el modo de baja latencia, la representación SLI de una GPU por ojo y la deformación de tiempo asíncrona. El modo de baja latencia es crucial para permitir que la imagen frente a su cara cambie de manera fluida con el movimiento de su cabeza.

Per-eye-SLI le permite utilizar la potencia de múltiples GPU, sin la latencia que normalmente introduce el proceso SLI.

La distorsión de tiempo asincrónica, originalmente uno de los niños cerebrales de John Carmack, es una técnica que permite la reproyección a nivel del conductor de un cuadro renderizado a una nueva perspectiva (utilizando el mapa de profundidad producido por el renderizador como base para la transformación). En otras palabras, la deformación de tiempo asincrónica permite al usuario “mira alrededor” dentro de un solo cuadro renderizado, incluso si el renderizado aún no ha producido una imagen fresca. Esto desacopla el movimiento de la cabeza del renderizado, lo que le permite permanecer fluido independientemente de cuán bajo caiga la velocidad de fotogramas, fundamental para evitar la enfermedad de VR durante las caídas de velocidad de fotogramas. Estas características aún no están disponibles, pero NVIDIA nos asegura que los controladores están en proceso.

Un salto evolutivo: por ahora

La GPU Maxwell de gama más alta encabeza las listas de rendimiento, pero no por mucho. La mayoría de los avances que muestra son mejoras de eficiencia más sutiles. Estos aún pueden ser muy valiosos y pueden llevar los juegos de alto rendimiento a manos de una base de usuarios más amplia. Más allá de eso, las nuevas características de VR y renderizado son geniales y vale la pena hablar de ellas. Dicho esto, el salto en el rendimiento sobre el estado del arte anterior no es tan grande: en realidad no estamos hablando de elevar lo que es posible, computacionalmente. Eso tendrá que esperar para el overclocking de proveedores pesados, o posiblemente (si tenemos mucha suerte) una versión de 20 nm de Maxwell en una fecha posterior. De cualquier manera, el futuro de la tecnología de GPU es emocionante, y hay mucho interés en saber exactamente hacia dónde se dirige..

Imágenes cortesía de NVIDIA