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Treiber verfügbar: NVIDIA gibt DXR für ältere Karten frei

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rtxonWie zur Game Developers Conference angekündigt, hat NVIDIA heute den Treiber veröffentlicht, der die DXR-Schnittstelle auch für ältere Grafikkarten zugänglich macht. DXR ist Bestandteil von DirectX 12 und kann von jeder modernen Grafikkarte angesprochen werden, wenn dies über den Treiber ermöglicht wird. Im Falle der Turing-Karten ist dies der Fall. Zudem verwendet NVIDIA die RT Cores, um die dazugehörigen Berechnungen zu beschleunigen.

Neben den GeForce-RTX-Modellen funktionieren die DXR-Effekte nun auch mit folgenden Modellen:

  • Titan V
  • Titan XP
  • Titan X
  • GeForce GTX 1080 Ti
  • GeForce GTX 1080
  • GeForce GTX 1070 Ti
  • GeForce GTX 1070
  • GeForce GTX 1060 6 GB
  • GeForce GTX 1660 Ti
  • GeForce GTX 1660

Heute ist nun der Tag, an dem NVIDIA den Treiber veröffentlichen wird und wir werden uns in drei Spielen (Battlefield V, Metro: Exodus, Shadow of the Tomb Raider) die Leistung einiger der oben genannten Karten mit DXR anschauen. Mit dem Start des Treibers erklärt NVIDIA aber noch einmal, dass es unterschiedliche Ansätze der Ray-Tracing-Technologie gibt.

Neben den drei erwähnten Spielen nennt NVIDIA das MMO Justice als einen Titel, der DXR-Effekte unterstützt, und neben einigen Tech-Demos ist unter den genannten Titeln auch der 3DMark Port Royal. Zu Justice und Atomic Heart soll es heute eine Tech-Demo geben, die für jeden zugänglich sein wird.

NVIDIA erläutert zudem die Funktionsweise einiger Ray-Tracing-Effekte und beschreibt die Anforderungen an die Hardware.

NVIDIA verwendet eine Technik namens Bounding Volume Hierarchy (BVH), um die Ray-Tracing-Berechnungen zu vereinfachen. Eben diese Berechnungen wurden durch die RT Cores der Turing-Architektur beschleunigt.

Um die Reflexionen, bzw. deren Anzahl einzuschränken, haben die Macher von Battlefield V die prozentuale Oberfläche an die DXR-Qualitätseinstellungen gekoppelt:

  • Niedrig: 15 % der Auflösung werden als Rays im Ray Tracing berechnet. Glatte Oberflächen ab dem Faktor 0,9 und weniger werden nicht mehr berechnet.
  • Mittel: 23.3 % der Auflösung werden als Rays im Ray Tracing berechnet. Glatte Oberflächen ab dem Faktor 0,9 und weniger werden nicht mehr berechnet.
  • Hoch: 31,6 % der Auflösung werden als Rays im Ray Tracing berechnet. Glatte Oberflächen ab dem Faktor 0,5 und weniger werden nicht mehr berechnet.
  • Ultra: 40 % der Auflösung werden als Rays im Ray Tracing berechnet. Glatte Oberflächen ab dem Faktor 0,5 und weniger werden nicht mehr berechnet.

Damit hängt die Komplexität der Berechnungen von der verwendeten Oberflächen ab. Weitere Reflexionen werden nicht berechnet, demzufolge nur ein Bounce pro Ray.

NVIDIAs eigene Benchmarks sehen wie oben abgebildet aus. Eigene Benchmarks werden wir noch nachreichen. Überraschend an dieser Stelle: Die GeForce GTX 1660 Ti liegt auf Niveau der GeForce GTX 1080 und auch die GeForce GTX 1660 ist in etwa so schnell wie die GeForce GTX 1070 – etwas, was aus den Non-DXR-Benchmarks bisher so nicht hervorgegangen ist.

Bei einer Auflösung von 2.560 x 1.440 Pixel mit Ultra-Einstellungen ist Battlefield V mit einer älteren Karte allenfalls noch bei einer GeForce GTX 1080 Ti spielbar – wenn man das denn so bezeichnen möchte.

Bei der Berechnung von Schatten wie in Shadow of the Tomb Raider hängt die Komplexität von der Anzahl der Lichtquellen ab. Um auch dies zu steuern, wird die Anzahl der per Ray Tracing mit einbezogenen Lichtquellen in den DXR-Einstellungen gesteuert. Die BVH-Berechnungen müssen hier auf die komplette Szene angewendet werden – Bounces, also weitere Reflexionen der Lichtstrahlen, werden nicht berechnet.

Was die Leistung betrifft: Auch hier ist in der von NVIDIA gewählten Auflösung allenfalls noch eine GeForce GTX 1080 Ti in der Lage, ausreichende FPS zu liefern.

Atomic Heart bietet nicht nur einfache Reflexionen, sondern beachtet obendrein weitere Bounces – also weitere Reflexionen. Im Falle von Atomic Heart sind dies Spiegelungen in entsprechend stark reflektierten Oberflächen, wie eben Spiegeln. Die Rays müssen also im Zweifelsfall weiter verfolgt werden, als dies bei einfachen Reflexionen der Fall ist. Atomic Heart berechnet zudem die Schatten mittels Ray Tracing.

Hinsichtlich der Leistung brechen die Karten ohne RTX-Funktionalität förmlich ein. Wir werden uns anschauen müssen, ob dies für 1080p besser aussieht.

Die sogenannten Advanced Shadows kommen auch im Port-Royal-Test des 3DMark und in Justice zum Einsatz. Entsprechend stark brechen hier die FPS der Non-RTX-Karten ein.

Die Advanced Shadows lassen sich zudem mit einer Umgebungslicht-Berechnung kombinieren, was NVIDIA in der Reflections-Tech-Demo tut. Mit den ersten Turing-Karten haben wir uns diese bereits angeschaut und die NVIDIA-eigenen Benchmarks zeigen, dass hier nur mit den RTX-Karten ausreichende FPS zu erreichen sind.

Metro: Exodus verwendet bereits die Ray-Tracing-Technik für die Berechnung der Umgebungslichtbeleuchtung. Aufgrund der im Zweifel großen Komplexität sind die Leistungsanforderungen relativ hoch. Auch dies will NVIDIA mit den eigenen Benchmarks belegen. Für die Non-RTX-Karten sind die Chancen hier nicht sonderlich groß, ausreichende FPS zu erreichen.

Im Video wird die Funktionsweise der Effekte sicherlich am besten deutlich:

Der GeForce 425.31 mit der DXR-Unterstützung für Non-RTX-Karten kann ab sofort bei NVIDIA heruntergeladen werden. Auch die Tech-Demos von Justice und Atomic Heart gibt es zum Download.

Wir werden noch einige eigene Benchmarks anfertigen und diesen dann auf Hardwareluxx.de veröffentlichen, sobald diese fertiggestellt sind. NVIDIA konnte uns den Treiber leider nicht im Vorfeld zur Verfügung stellen.

1. Update:

Wir haben zu den beiden Tech-Demos von Justice und Atomic Heart jeweils mit einer GeForce RTX 2080 Ti eine Aufzeichnung erstellt. Diese findet ihr in den nachfolgenden Videos und könnte euch die Darstellung der DXR-Effekte damit auch auch schnelle Grafikkarte anschauen.

2. Update:

Wir haben inzwischen unseren eigenen Benchmarks für Shadow of the Tomb Raider, Metro: Exodus, Battlefield V und Atomic Heart gemacht und wollen euch diese nicht vorenthalten. Um die Vergleichbarkeit mit den bisherigen Tests der GeForce-RTX-Karten gewährleisten zu können, haben wir die gleichen Einstellungen beibehalten.

Shadow of the Tomb Raider

1.920 x 1.080 Pixel - DX12 - Hoch - DXR Hoch

Bilder pro Sekunde / 99th Percentile
Mehr ist besser

Shadow of the Tomb Raider

2.560 x 1.440 Pixel - DX12 - Hoch - DXR Hoch

Bilder pro Sekunde / 99th Percentile
Mehr ist besser

Für Shadow of the Tomb Raider bedeutet dies, dass selbst in 1080p kaum spielbare FPS zu erreichen sind. Die Qualitätseinstellungen müssten also weiter zurückgefahren werden, um eventuell auf mindestens 30 FPS zu kommen. Der Unterschied zwischen der GeForce RTX 2060 und GeForce GTX 1080 Ti ist mehr als deutlich – die FPS brechen um mehr als die Hälfte ein.

Metro: Exodus

1.920 x 1.080 Pixel - Ultra – DXR: Hoch

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Metro: Exodus

2.560 x 1.440 Pixel - Ultra – DXR: Hoch

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

In Metro: Exodus liegen die Karten etwas enger beisammen. Dementsprechend ist eine GeForce GTX 1080 Ti fast so schnell wie eine GeForce RTX 2060. Mit etwas reduzierten Qualitätseinstellungen werden auch noch mehr FPS möglich. Für Karten ab einer GeForce GTX 1070 und langsamer dürfte es aber schwierig werden einen sinnvollen Einsatz für die DXR-Effekte zu erreichen.

Battlefield V - Unter keiner Flagge

1.920 x 1080 Pixel - Hoch – DXR: Hoch

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Battlefield V - Unter keiner Flagge

2.560 x 1.440 Pixel - Hoch – DXR: Hoch

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

In Battlefield V ist eine GeForce GTX 1080 Ti dann sogar mal schneller als eine GeForce RTX 2060. In 1080p sind auch einige weitere Karten in der Lage ausreichende FPS zu erreichen. Für 1440p wird es dann natürlich zunehmend schwieriger.

Atomic Heart

1.920 x 1.080 Pixel - DXR Tech-Demo

Bilder pro Sekunde / 99th Percentile
Mehr ist besser

Atomic Heart

2.560 x 1.440 Pixel - DXR Tech-Demo

Bilder pro Sekunde / 99th Percentile
Mehr ist besser

Bei Atomic Heart gilt zu bedenken, dass es sich um eine Tech-Demo handelt. Damit dürfte die Werte eventuell nicht mehr mit dem finalen Spiel zu vergleichen sein. Aufgrund der Tatsache, dass hier Advanced Shadows zum Einsatz kommen, haben wir es aber dennoch aufgenommen. Der damit verbundene Rechenaufwand sorgt aber wieder dafür, dass die GeForce-RTX-Karten einen klaren Vorteil haben.

Die Ray-Tracing-Berechnungen auf den alten (Pascal-Architektur) und neuen GeForce-GTX-Karten (Turing-Architektur) sind natürlich deutlich langsamer als auf den neuen GeForce-RTX-Karten. Umso erstaunlicher ist es, dass NVIDIA überhaupt die Option anbieten wird, per Treiber das DXR auch auf älteren Karten zu ermöglichen.

Unseren Benchmarks zufolge ist es allenfalls mit einer GeForce GTX 1080 (Ti) sinnvoll möglich ein Spiel mit DXR-Effekten zu spielen. Aber selbst dann müssen die Qualitätseinstellungen zurückgefahren werden und wenn man das tut, muss es womöglich auch nicht mehr die per Ray Tracing berechnete Spiegelung, Verschattung oder Umgebungslichtbeleuchtung sein. Besitzer eine GeForce-GTX-Karte haben nun aber zumindest die Möglichkeit hier eigene Erfahrungen zu machen und mit den Einstellungen etwas herumzuspielen.

Die Freischaltung von DXR für ältere bzw. Non-RTX-Karten hat zwei klare Motivationsgrundlagen: Erstens, Besitzer einer Non-RTX-Karte bekommen vor Augen geführt, wie wenig gut ihre Hardware für diese Berechnungen geeignet sind. Sicherlich sind hier und da spielbare FPS möglich, dann aber muss die Qualität schon deutlich zurückgefahren werden.

Zweitens: Für NVIDIA aber dürfte es ebenso wichtig sein die notwenige Basis für die Entwickler zu schaffen, denn nur mittels der vorhandenen GeForce-RTX-Karten ist diese noch nicht groß genug, um mehr und mehr Entwickler auch davon zu überzeugen, auf DXR-Effekten zu setzen und diese einzubauen. Es dürfte aber auch wichtig sein, dass weitere Hersteller mitspielen und dazu gehört vor allem zunächst einmal AMD. Zur GDC gab es aber keinerlei Neuigkeiten hinsichtlich einer Treiberunterstützung für DXR.