Seite 3: DLSS-Benchmarks

Da es hier immer wieder Verständnisprobleme gibt, noch einmal eine Erläuterung zum Deep Learning Super Sampling:

Um DLSS anbieten zu können, hat NVIDIA auf seinem eigenen SATURN V Supercomputer bereits ein Deep-Learning-Netzwerk trainiert. Diesem werden die Spiele zugeführt, darauf Frames aus den verschiedenen Spielszenen erstellt und anhand derer das Netzwerk immer weiter ausgebaut.

Über einen sogenannten Temporal Stable Convolutional Autoencoder wird dazu die Rechenleistung von 500 Milliarden FP16-Operationen pro Sekunde verwendet und daraus 64 Samples, also fertig gerenderte Frames, erstellt. Diese werden als “ideale Darstellung” herangezogen und mittels eines 64x Supersampling (64xAA) weiter optimiert. Ein 64-fach Anti-Aliasing wäre auf einem Desktop-PC undenkbar und würde selbst für einen Frame viel zu lange dauern. Daher setzt NVIDIA hier auch den SATURN V ein. Anstatt jeden Pixel einmal durch den Shader zu schicken, geschieht dies 64-mal und stets mit einem leichten Offset.

Die vorliegenden Ergebnisse einer idealen Darstellung werden in Form des trainierten Netzwerks auf dem System mit GeForce-RTX-Grafikkarte hinterlegt. Der Vergleich findet über die ausgegebenen Frames der Grafikkarte über das NGX-Framework und mithilfe der Tensor Cores statt. Im ersten Schritt hat NVIDIA ein DLSS 1X implementiert, bei dem die Zielauflösung verkleinert wird. Die Grafikkarte berechnet die Frames also mit einer geringeren Darstellungsauflösung und wendet darauf das trainierte Netzwerk mit der gewünschten Zielauflösung an. Ein Spiel, welches mit 3.840 x 2.160 Pixeln ausgegeben werden soll, wird also mit beispielsweise 2.560 x 1.440 Pixeln berechnet und dann mit einem Ziel abgeglichen, welches 3.840 x 2.160 Pixeln entspricht. Die letztendliche Auflösung beträgt also 3.840 x 2.160 Pixel, die Grafikkarte muss aber nur in 2.560 x 1.440 Pixeln rendern, was sie natürlich mit deutlich mehr Bildern pro Sekunde tun kann. Im letzten Schritt findet ein Abgleich durch das Deep-Learning-Netzwerk mit der gewünschten Zielauflösung statt – der Frame wird komplett neu zusammengesetzt. DLSS soll ein flüssiges Spielen in höheren ermöglichen, ohne dass darunter die Darstellungsqualität leidet.

DLSS-Benchmarks

Das Deep Learning Super Sampling funktioniert in Metro: Exodus grundsätzlich nur in Auflösungen von 1.920 x 1.080, 2.560 x 1.440 und 3.840 x 2.160 Pixel. Andere Auflösungen werden nicht unterstützt. Hinzu kommt noch eine Auswahl an Grafikkarten für die bestimmten Auflösungen. Alle drei werden nur von der GeForce RTX 2070 und GeForce RTX 2080 unterstützt. Die GeForce RTX 2060 kann DLSS nur auf 1080p und 1440p anwenden. 1440p und 2160p hingegen werden für die GeForce RTX 2080 Ti angeboten.

Unterstützung für DLSS

1.920 x 1.080 Pixel 2.560 x 1.440 Pixel3.840 x 2.160 Pixel
GeForce RTX 2080 Ti
GeForce RTX 2080
GeForce RTX 2070
GeForce RTX 2060

Metro: Exodus

GeForce RTX 2060 mit DLSS (Avg/Min)

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Metro: Exodus

GeForce RTX 2070 mit DLSS (Avg/Min)

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Metro: Exodus

GeForce RTX 2080 mit DLSS (Avg/Min)

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Metro: Exodus

GeForce RTX 2080 Ti mit DLSS (Avg/Min)

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Das Leistungsplus durch das Deep Learning Super Sampling ist ordentlich und liegt je nach Auflösung und Karte zwischen 20 und 50 %. Dies ist sicherlich auch von der jeweiligen Szene abhängig, die gerade dargestellt wird. DLSS ist eine Möglichkeit für eine etwas leistungsschwächere Hardware die notwendige Schwelle für eine bestimmte Auflösung zu erreichen. So liefert eine GeForce RTX 2060 mit DXR in 1440p fast 60 anstatt 45 FPS. Für eine GeForce RTX 2070 wäre eventuell sogar die Darstellung in 2160p möglich. Deutlich höhere Frameraten bieten natürlich die GeForce RTX 2080 und GeForce RTX 2080 Ti.

Darstellungsqualität von DLSS

Für Final Fantasy XV haben wir mit DLSS ein Flimmern senkrechter und waagerechter Kanten (Zäune, Stromleitungen, dünne Masten, etc. pp.) festgestellt. Die geringere Auflösung, in der für DLSS gerechnet wird, macht sich ebenfalls hin und wieder bemerkbar.

In Metro: Exodus zeigt DLSS ein deutlich verwaschenes Bild. Dieses weichgezeichnete Bild ist in fast allen Szenen sichtbar, vor allem aber natürlich wenn keine größere Bewegungen stattfinden.

Auch ein Flimmern senkrechter und waagerechter Kanten ist in der Vergrößerung sichtbar. Hat man die Weichzeichung einmal bemerkt, fällt diese auch immer wieder auf. Das Leistungsgewinn durch DLSS ist messbar vorhanden, allerdings auch eine Verschlechterung der Darstellungsqualität.

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Im Video hingegen ist die Weichzeichnung kaum zu erkennen, da hier ständig Bewegung im Bild ist.