Nvidia の および RTX 40 シリーズ グラフィックス カードには、レイ トレーシングと DLSS という 2 つの優れた機能があります。 PlayStation 5 と Xbox Series X はどちらも、ほとんどの人にレイ トレーシングを紹介するのにうまく機能していますが、DLSS はまだ少し曖昧です。少し複雑ですが、グラフィックス カードにそれほど負担をかけずに、より詳細なディテール と 高いフレーム レートを維持しながら、仮想化された高解像度でゲームをプレイできるようになります。機械学習の力を活用することで最高の機能を提供します。DLSS 3 の導入により、このテクノロジーはさらに強力になりました。
しかし、この話にはもう少し続きがあります。ここでは、DLSS について知っておくべきこと、DLSS の仕組み、PC ゲームで何ができるのかをすべて説明します。
DLSSとは何ですか?
DLSS はディープラーニング スーパーサンプリングの略です。 「スーパーサンプリング」ビットは、レンダリングされたグラフィックスに現れるギザギザのエッジを滑らかにするアンチエイリアシング方法を指します。ただし、他の形式のアンチエイリアシングと比べて、SSAA (スーパーサンプリング アンチエイリアシング) は、はるかに高い解像度で画像をレンダリングし、そのデータを使用してネイティブ解像度でのギャップを埋めることによって機能します。
「ディープラーニング」の部分は Nvidia の秘密のソースです。 Nvidia は機械学習の力を利用して、高解像度スキャンで AI モデルをトレーニングできます。その後、アンチエイリアス手法では AI モデルを使用して欠落した情報を埋めることができます。 SSAA では通常、高解像度のイメージをローカルでレンダリングする必要があるため、これは重要です。 Nvidia は、コンピューターから離れた場所でオフラインで実行し、コンピューティングのオーバーヘッドを発生させずにスーパーサンプリングの利点を提供します。
これはすべて、RTX GPU ( などのデータセンター ソリューションの外) でのみ利用できる Nvidia の Tensor コアのおかげで可能になります。 RTX 20 シリーズ GPU には Tensor コアが内蔵されていますが、RTX 3060、3060 Ti、3070、3080、および 3090 には Nvidia の第 2 世代 Tensor コアが搭載されており、コアあたりのパフォーマンスが向上します。
Nvidia の RTX 40 シリーズ ラインナップの最新グラフィックス カードは、Tensor コアを第 4 世代に引き上げます。これにより、DLSS ブーストがさらに強力になります。新しい 8 ビット浮動小数点テンソル エンジンのおかげで、コアのスループットは前世代と比較して 5 倍も増加しました。
Nvidia がこの分野で先頭に立っているが、AMD の新しい FidelityFX 超解像度機能は 激しい競争にさらされる可能性があります。 Intel にも、 Intel XeSS または Intel Xe Super Sampling と呼ばれる独自のスーパーサンプリング テクノロジがあります。それについては後で詳しく説明します。
DLSS は実際に何をするのでしょうか?
DLSS は、より見栄えの良いゲームを生成するために Nvidia の AI アルゴリズムを教育する徹底的なプロセスの結果です。低解像度でゲームをレンダリングした後、DLSS は超解像度画像トレーニングのナレッジ ベースから情報を推測して、高解像度で実行されているように見える画像を生成します。そのアイデアは、1440p でレンダリングされたゲームを 4K で実行しているように見せたり、1080p のゲームを 1440p のように見せたりすることです。 DLSS 2.0 は 4 倍の解像度を提供し、4K で出力しながら 1080p でゲームをレンダリングできます。
従来の超解像度技術では、最終的な画像にアーティファクトやバグが発生する可能性がありますが、DLSS はこれらのエラーを処理してさらに見栄えの良い画像を生成するように設計されています。適切な状況であれば、ゲームの外観や雰囲気に影響を与えることなく、パフォーマンスを大幅に向上させることができます。それどころか、ゲームの見栄えがさらに良くなる可能性があります。
Final Fantasy XV のような初期の DLSS ゲームでは、フレーム レートが 1 秒あたりわずか 5 フレーム (fps) から 15 fps へとわずかに向上しましたが、最近のリリースでははるかに大きな向上が見られます。 「Deliver us the Moon」 や 「Wolfenstein: Youngblood」 などのゲームで、Nvidia は DLSS 用の新しい AI エンジンを導入しました。これにより、特に 1080p などの低解像度での画質が向上し、場合によってはフレーム レートが 50% 以上向上する可能性があると言われています。
DLSS 3 の最新バージョンでは、新しいフレーム生成機能のおかげで、フレーム レートの向上がさらに大幅に向上する可能性があります。 DLSS の以前の実装では、Tensor コアによってフレームの見栄えが良くなるだけでしたが、AI だけを使用してフレームをレンダリングできるようになりました。 DLSS 3 については後ほど詳しく説明します。
また、DLSS ユーザーがパフォーマンス、バランス、品質の間で選択できる新しい品質調整モードもあり、それぞれが DLSS のさまざまな側面に RTX GPU の Tensor コア馬力を集中させます。
DLSS はどのように機能しますか?
DLSS は、ゲームを低解像度 (通常は 1440p) でレンダリングするように強制し、トレーニングされた AI アルゴリズムを使用して、高解像度 (通常は 4K) でレンダリングされた場合にどのように見えるかを推測します。これは、いくつかのアンチエイリアス効果 (おそらく Nvidia 独自の TAA) と自動シャープ化を利用して行われます。高解像度では存在しない視覚的なアーティファクトも解決され、画像に存在するはずの詳細を推測するためにも使用されます。
Eurogamer が説明している ように、AI アルゴリズムは特定のゲームを非常に高い解像度 (おそらく 64 倍のスーパーサンプリング) で見るようにトレーニングされており、最新の Nvidia ドライバー リリースに追加されてゲーマー全員がアクセスできるようになる前に、わずか数メガバイトのサイズにまで縮小されます。世界中。当初、Nvidia はゲームごとにこのプロセスを実行する必要がありました。 DLSS 2.0 では、Nvidia が一般的なソリューションを提供しているため、ゲームごとに AI モデルをトレーニングする必要がなくなりました。
実際、DLSS は のリアルタイム バージョンです。パフォーマンスを向上させるために画像を低い解像度でレンダリングし、その後、さまざまな効果を適用して、解像度を上げるのと比較的同等の全体的な効果を提供します。
結果はさまざまな結果になる可能性がありますが、一般に、視覚的な忠実度を大幅に損なうことなく、フレーム レートの向上につながります。 Nvidia は、DLSS とレイ トレーシングの両方を使用すると、Remedy Entertainment の Control でフレーム レートが 75% も向上すると主張しています。通常、これはそれほど顕著ではなく、誰もが DLSS ゲームの最終的な外観のファンではありませんが、高解像度で実行するコストをかけずにゲームを美しくしたい人にとっては、このオプションは確かにあります。
Death Stranding では、 1440p でネイティブ レンダリングと比較して大幅な改善が見られました。パフォーマンス モードでは、特にテープの背面パッケージの細部の一部が失われていました。品質モードでは、ネイティブ レンダリングの粗いエッジの一部を滑らかにしながら、ディテールの大部分を維持しました。 「DLSS オフ」のスクリーンショットは、アンチエイリアシングなしの品質を示しています。 DLSS はそのようなレベルの品質を維持しませんが、ほとんどの詳細を維持しながらエイリアシングと戦うのに非常に効果的です。
Death Stranding では過度のシャープネスは見られませんでしたが、 DLSS の使用中に発生する可能性があります。
時間が経てば経つほど良くなる
DLSS には、1080p を超える解像度で快適なフレーム レートになかなか到達できないゲーマーに、推論を使用して快適なフレーム レートを実現できる可能性があります。 DLSS は確かに RTX GPU の最も強力な機能の 1 つです。期待していたほど強力ではなく、レイ トレーシング エフェクトは美しいですが、 を与える傾向があります。しかし、DLSS は両方の長所を提供し、ゲームの見た目も良く、パフォーマンスも向上します。
当初、DLSS はローエンドのグラフィック カード向けのニッチな機能であるように思われましたが、そうではありません。代わりに、DLSS により、 Cyberpunk 2077 や Control などのゲームは、ゲームをプレイできなくなることなく、ハイエンド ハードウェア上で視覚的な忠実度を高めることができました。 DLSS は、ローエンド ハードウェアを向上させると同時に、ハイエンド ハードウェアの将来を垣間見ることができます。
Nvidia は、レイ トレーシングと DLSS をオンにして、RTX 3090 で Wolfenstein: YoungBlood などのゲームを 8K でレンダリングする様子を示しました。 8K の普及はまだ遠いですが、4K ディスプレイはますます一般的になってきています。ゲーマーは、ネイティブ 4K でレンダリングして 50 fps から 60 fps 程度に固執するのではなく、1080p または 1440p でレンダリングし、DLSS を使用して不足している情報を補うことができます。その結果、画質を著しく損なうことなく、フレーム レートが向上します。
DLSS も常に改善されており、AI アルゴリズムを改善するために定期的に更新を受けています。動きベクトルをより賢く利用できるようになり、基本的にオブジェクトが動いているときの見た目を改善するのに役立ちます。このアップデートにより、ゴーストが軽減され、パーティクル効果がより鮮明に見えるようになり、時間的安定性も向上しました。 DLSS 2 は現在かなり広く採用されており、2022 年 9 月時点で 216 のゲームがサポートしています。
ただし、改善はそれだけではありません。実際、DLSS 3 の導入により、事態はさらに面白くなろうとしています。
DLSS 3 はピクセルの代わりにフレームをレンダリングすることでテクノロジーを再発明します
9 月 20 日、 GTC 2022 基調講演で 、Nvidia は DLSS 3 を発表しました。DLSS 3 は、RTX 40 シリーズ グラフィックス カードの所有者が利用できるテクノロジーの最新バージョンです。これまでの小規模なアップデートとは異なり、今回の DLSS への変更は大きく、GPU が生成する実際のフレームを使用して作成される AI 生成フレームの追加により、パフォーマンスが大幅に向上する可能性があります。レンダリングします。これは、AI を利用したアップスケーリングで実際のフレームを修正しただけの DLSS や DLSS 2 とは大きく異なります。
現在、DLSS 3 をサポートする GPU は 4 つあります。
RTX 4090 のレビュー では 、DLSS 3 が DLSS 2 よりも大幅に高いフレーム レートを実現できることがわかりました。レイ トレーシングを最大に設定した 4K の Cyberpunk 2077 では、DLSS 3 をオンにすると、DLSS のみを使用する場合よりも 50% 近く多くのフレーム レートが得られました。 2; DLSS をまったく使用しない場合と比較して、DLSS 3 のフレーム レートは 3 倍以上でした。この点において、DLSS 3 は Nvidia の約束どおりの機能を提供します。
ただし、DLSS 3 には技術的な制限がいくつかあります。基本的に、DLSS は 2 つの実際のフレームの間に AI によって生成されたフレームを挿入し、その AI フレームは 2 つの実際のフレーム間の差異に基づいて作成されます。当然のことながら、これは、AI が生成したフレームを表示する前に GPU が 2 番目の実際のフレームを表示できないことを意味します。これが、DLSS 3 でレイテンシが非常に高くなる理由です。これが、 Nvidia Reflex も有効にする必要がある理由です。 DLSS 3 が動作します。
DLSS 3 のもう 1 つの大きな制限は、単純に、AI によって生成されたフレームに間違いや奇妙な視覚的なバグがあることです。私たちのテストでは、DLSS 3 を有効にすると全体的な品質の低下があることがわかりました。これは、フレーム レートのゲインが非常に高い場合には見落とされがちですが、いくつかの品質の問題は無視するのが困難です。特に UI または HUD 要素は、AI が生成したフレームで文字化けします。これはおそらく、AI がゲーム自体の上にある 2D テキストではなく 3D 環境を対象としているためと考えられます。 DLSS 3 とは異なり、DLSS 2 では UI が 3D 要素とは独立してレンダリングされるため、この問題は発生しません。
以下は、DLSS 3、DLSS 2、およびネイティブ解像度を左から右に比較した サイバーパンク 2077 のスクリーンショットです。環境に関して言えば、DLSS のどちらの実装もネイティブよりも優れていますが、左側の DLSS 3 のスクリーンショットでは、クエスト マーカーが歪んでテキストが読めないこともわかります。これは通常、DLSS 3 を搭載したゲームの AI 生成フレームで発生することです。
一方で、DLSS 3 はフレームをさらに高くプッシュし、通常は DLSS 2 よりも画質がそれほど劣ることはありません。しかし一方で、DLSS 3 を有効にすると、フレーム レートに比べて遅延が非常に高くなり、奇妙な視覚的なバグが発生する可能性があります。特に UI 要素と HUD 要素に関して。レイテンシーの短縮と視覚的なアーティファクトの削減は、DLSS 3 に伴う根本的なトレードオフであるため、Nvidia にとって間違いなく困難になるでしょう。ただし、第 1 世代のテクノロジにとっては、これは最初の試みとしては良いものであり、NVIDIA が状況を改善できることを願っています。 DLSS 3 の将来のイテレーションに対応します。
DLSS 3 は徐々に多くのゲームに導入されています。現在 DLSS 3 をサポートしているタイトルは次のとおりです。
- ペストの物語: レクイエム
- アトミックハート
- ブライトメモリー：インフィニット
- チェルノブイライト
- 征服者の刃
- サイバーパンク 2077
- デリバリー・アス・マーズ
- デストロイ・オール・ヒューマンズ 2
- ダイイングライト2
- F1 22
- FIST: シャドウトーチで鍛造
- ヒットマン 3
- ホグワーツの遺産
- イカロス
- ジュラシック・ワールド・エボリューション2
- 正義
- ループマンサー
- 略奪者
- Marvel’s スパイダーマン リマスター
- マイクロソフト フライト シミュレータ
- 真夜中のゴーストハント
- マウント アンド ブレード 2 バナーロード
- ナラカ・ブレードポイント
- ポータル RTX
- 引き裂きます
- ウィッチャー3 ワイルドハント
- ウォーハンマー 40,000 ダークタイド
DLSS 対 FSR 対 RSR 対 XeSS
AMDは、グラフィックス技術に関してはNvidiaの最大の競争相手です。 DLSS と競合するために、AMD は 2021 年に FidelityFX Super Resolution (FSR) をリリースしました 。フレーム レートを向上させながらビジュアルを向上させるという同じ目標を達成しますが、FSR の動作は DLSS とはまったく異なります。 FSR はフレームを低解像度でレンダリングし、オープンソースの空間アップスケーリング アルゴリズムを使用して、ゲームが高解像度で実行されているように見せ、動きベクトル データを考慮しません。 DLSS は AI アルゴリズムを使用して同じ結果を提供しますが、この技術は Nvidia 独自の RTX GPU でのみサポートされています。一方、FSR はほぼすべての GPU で動作します。
FSR に加えて、AMD には AI を活用した空間アップスケーリング技術である Radeon Super Resolution (RSR) もあります。これは DLSS に似ていますが、違いもあります。 RSR は、FidelityFX Super Resolution (FSR) と同じアルゴリズムを使用して構築されており、AMD の Adrenalin ソフトウェアを介して提供されるドライバーベースの機能です。 RSR は、FSR が特定のゲームに直接実装される必要があるため、FSR が利用できないギャップを埋めることを目的としています。基本的に、RSR は開発者が実装する必要がないため、ほぼすべてのゲームで動作します。特に、FSR は新しい Nvidia および AMD GPU で利用でき、一方 RSR は、Radeon RX 5000 および RX 6000 シリーズ を含む AMD の RDNA カードとのみ互換性があります。間もなく、そのラインナップは RDNA 3 とその Radeon RX 7000 シリーズ GPU を 含むように拡張される予定です。
Intel は、 Xe Super Sampling (XeSS) と呼ばれる独自のスーパーサンプリング テクノロジにも取り組んでおり、FSR や DLSS とは異なり、2 つの異なるバージョンが利用可能です。 1 つ目は、新しい Arc Alchemist GPU に搭載されている XMX マトリックス演算ユニットを利用します。これらの XMX ユニットは、ハードウェア側ですべての AI 処理を処理します。もう 1 つのバージョンでは、広く受け入れられている 4 要素ベクトル ドット積 (DP4a) 命令を利用するため、Intel 独自のハードウェアからの依存関係が削除され、XeSS が Nvidia および AMD GPU で動作できるようになります。