Nvidia RTX 【tota la informació】

Ja tenim amb nosaltres les noves targetes gràfiques NVIDIA RTX. Des del model vaixell insígnia: NVIDIA RTX 2080 Tu, a el model per als més jugones en 4K: NVIDIA RTX 2080 i el que està més a l'abast de totes les butxaques, la NVIDIA RTX 2070. En aquest article us explicarem quines són les seves novetats i les seves noves tecnologies.

Preparat? Comencem!

Índex de continguts

Us resumim les millors guies de maquinari que segurament t'interessin llegir:

• Millors processadors de mercat Millors plaques bases de mercat Millors memòria RAM de l'mercat Millors targetes gràfiques de l'mercat Millors SSD de mercat Millors xassís o caixes de PC Millors fonts d'alimentació Millors dissipadors i refrigeracions líquides

Ray Tracing més present que mai

El Ray Tracing és un dels termes dels que més s'està parlant des de l'arribada de les targetes gràfiques Nvidia GeForce RTX, ja que són les primeres de la història que són capaços d'aplicar aquesta tecnologia en temps real als videojocs. La implementació de l'Ray Tracing de Nvidia es diu RTX, per aquest motiu aquest sigui el nou sufix de les targetes gràfiques de la companyia. Però, ¿Què és el Ray Tracing i la tecnologia RTX? Hem elaborat aquest post per explicar-vos els fonaments d'aquestes noves tecnologies i targetes gràfiques.

És possible que no hi hagi moltes persones fora dels gràfics d'ordinador que sàpiguen què és el Ray Tracing (també conegut com a traçat de raigs), però hi ha molt poques persones al planeta que no l'hagin vist. El Ray Tracing és la tècnica en què es basen les pel·lícules modernes per generar o millorar els efectes especials. Pensa en reflexos, refraccions i ombres realistes. Això fa que els caces estel·lars de les epopeies de ciència ficció cridin, que els cotxes veloços es vegin furiosos i que el foc, el fum i les explosions de les pel·lícules de guerra semblin reals.

També produeix imatges que poden ser indistingibles de les capturades per una càmera. Les pel·lícules d'acció en viu barregen efectes generats per ordinador i imatges capturades en el món real sense problemes, mentre que les pel·lícules d'animació cobreixen escenes generades digitalment en llum i ombra tan expressives com qualsevol cosa filmada per un càmera. La forma més fàcil de pensar en el Ray Tracing és mirar al teu voltant. En aquest moment, els objectes que estàs veient estan il·luminats per rajos de llum provinents d'el sol. Ara date la volta i segueix el camí d'aquests raigs cap enrere des del teu ull cap als objectes amb què la llum interactua. Això és el traçat de raigs o Ray Tracing.

Et recomanem la lectura del nostre post sobre Com millorar la qualitat gràfica dels jocs mitjançant el supersampling

Històricament, el maquinari de PC no ha estat prou ràpid com per usar aquestes tècniques en temps real en els videojocs. Els cineastes poden prendre tot el temps que vulguin per renderitzar un sol fotograma, de manera que ho fan fora de línia en les granges de renderitzat. Els videojocs tenen només una fracció de segon, com a resultat de la impossibilitat d'usar el Ray Tracing, la majoria dels gràfics en temps real es basen en una altra tècnica, la rasterització.

NVIDIA RTX és la implementació de Nvidia de l'Ray Tracing en els videojocs gràcies a Turing

A mesura que les GPUs continuïn fent-se més potents, el traçat de raigs funcionarà per a cada vegada més persones en el següent pas lògic d'aquesta tecnologia. Per exemple, armats amb eines professionals de rastreig de llamps, els dissenyadors i arquitectes de productes usen el Ray Tracing per generar maquetes fotorealistes dels seus productes en segons, permetent-col·laborar millor i ometre costosos prototips. El Ray Tracing ha demostrat la seva eficàcia als arquitectes i dissenyadors d'il·luminació, que estan utilitzant les seves capacitats per a modelar com la llum interactua amb els seus dissenys.

Les GPUs ofereixen cada vegada més potència, de manera que els videojocs són la propera frontera per a aquesta avançada tecnologia. Al mes d'agost Nvidia va anunciar les seves noves targetes gràfiques GeForce RTX basades en l'arquitectura Turing i compatibles amb el Ray Tracing en temps real de la mà de la tecnologia RTX. És el resultat d'una dècada de treball en algoritmes de gràfics per computadora i arquitectures de GPU.

La tecnologia RTX de Nvidia consisteix en un motor de rastreig de raigs que s'executa en les GPUs amb arquitectura Turing o Volta. Està dissenyada per admetre el traçat de raigs a través d'una varietat d'interfícies, Nvidia es va associar amb Microsoft per habilitar el suport complet de RTX a través de la nova API DirectX Ray Tracing (DXR) de Microsoft. Per ajudar els desenvolupadors de jocs a aprofitar aquestes capacitats, Nvidia també va anunciar que GameWorks SDK afegirà un mòdul de reducció de rastrejos. El GameWorks SDK actualitzat, disponible properament, inclou ombres d'àrea amb traçat de raigs i reflexos brillants amb Ray Tracing. DXR integra completament el traçat de raigs a DirectX, el que permet als desenvolupadors integrar el traçat de raigs amb tècniques tradicionals de rasterización i càlcul.

Nvidia està desenvolupant una extensió de Ray Tracing per l'API de computació i gràfics multiplataforma de Vulkan. Aquesta extensió estarà disponible aviat i permetrà als desenvolupadors de Vulkan accedir a tota la potència de RTX. Nvidia també està contribuint amb el disseny d'aquesta extensió a el Grup Khronos com una aportació per portar potencialment una capacitat de seguiment de raigs entre proveïdors a l'estàndard Vulkan.

Tot això brindarà als desenvolupadors de jocs la capacitat d'incorporar tècniques de traçat de raigs al seu treball per crear reflexos, ombres i refraccions més realistes. Com a resultat, els jocs que gaudeixes a casa obtindran més de les qualitats cinematogràfiques d'una superproducció de Hollywood.

Turing, la nova arquitectura gràfica

Per ara només s'han donat a conèixer tres targetes gràfiques basades en l'arquitectura Turing de Nvidia, es tracta de les GeForce RTX 2080Ti, RTX 2080 i RTX 2070. Turing és l'arquitectura gràfica més avançada de Nvidia, es tracta d'una evolució de Volta a la qual s'han mantingut totes les bondats d'aquesta, i s'han afegit noves unitats dedicades a l'Ray Tracing. Aquestes unitats dedicades a l'Ray Tracing són els nuclis RT, gràcies als quals Turing pot ser fins a 10 vegades més eficient que Volta a l'hora de treballar amb raytracing.

La potència de Turing segueix sent insuficient per utilitzar el Ray Tracing de forma molt intensiva, és per això pel que només s'aplica una petita quantitat de raigs de llum. Això provoca l'aparició d'una imatge amb molt de soroll, alguna cosa que a ningú li agrada. Aquí és on entren en escena els Tensor Core, que també estan presents en Turing i tenen la funció d'accelerar les operacions d'intel·ligència artificial de la GPU. Gràcies a aquests Tensor Core, les GeForce RTX apliquen avançats algoritmes per eliminar el soroll de la imatge i oferir un nivell de qualitat gràfica sense precedents, molt similar al que s'obtindria amb un ús molt més intensiu de l'raytracing.

Les bondats de Turing van molt més enllà de l'Ray Tracing, ja que aquesta arquitectura també suposa un gran avanç enfront de Pascal en tots els detalls. Pascal és l'arquitectura que Nvidia ha usat en el sector gaming abans de Turing, ja que Volta no ha arribat a el món dels videojocs.

L'arquitectura Turing introdueix canvis profunds a nivell de les unitats SM (streaming multiprocessors), aquesta és la unitat funcional mínima de l'arquitectura de Nvidia, la qual inclou en el seu interior els CUDA Core, Els Tensor Core, les unitats de càrrega / guardat, i una memòria cau de nivell 0. Per ara no se sap si els nuclis RT estan també dins dels SM, tot i que el més lògic és pensar que si.

Dins de cada SM està també la memòria cau L1, que en el cas de Turing és de 128 KB, a l'igual que Volta. Aquesta memòria cau és l'encarregada de guardar les dades que són més usats pels nuclis CUDA, a més de no ser coherent, el que significa que no hi ha una sincronització entre les dades de la memòria cau L1 de cada unitat SM. Aquesta memòria cau L1 marca una gran diferència, ja que abans de Turing hi havia una segona memòria que sí que era coherent i estava unificada. Turing combina la memòria cau L1 i aquesta segona memòria en un únic pool no coherent. Això donarà una major flexibilitat d'ús als programadors, el que permetrà una major optimització sempre que estiguin disposats a invertir major quantitat de temps en el desenvolupament.

Aquesta unificació de la memòria en Turing ofereix un major ample de banda i una major velocitat a l'hora de moure les dades entre aquesta memòria i els registres dels nuclis CUDA. Aquesta reducció en el temps d'accés es tradueix en la menor necessitat de cicles de rellotge per a l'execució de les operacions en els CUDA Core. Nvidia ha afirmat que el rendiment de cada nucli CUDA de Turing és un 50% major que en Pascal, sense cap dubte les modificacions a nivell intern de l'arquitectura han donat els seus fruits.

Un altre canvi important de Turing davant Pascal ho veiem en la memòria cau L2, la qual s'ha duplicat des dels 3 MB fins als 6 MB per cada SM. La memòria cau és cara d'implementar, pel que la seva duplicació deixa molt clar que els nuclis de Turing són més potents que els de Pascal i necessiten una major quantitat d'aquest preuat recurs. La memòria cau L2 és on es guarden les dades que no caben a la memòria cau L1, una major quantitat significa poder emmagatzemar més dades, de manera que es necessitaran menys accessos a la memòria VRAM de la targeta gràfica, traduint-se en un menor consum de quantitat de aquesta memòria i d'energia.

Això és important perquè les Nvidia GeForce RTX no han augmentat la quantitat de VRAM enfront de Pascal, encara que si s'ha fet el salt a la GDDR6 que ofereix una millor eficiència energètica i un major ample de banda. Aquest major ample de banda permetrà a Turing rendir millor que Pascal en altes resolucions, de manera que finalment podríem estar davant la primera arquitectura gràfica que permeti aprofitar els monitors 4K G-Sync HDR en tot el seu esplendor.

El major ample de banda de la memòria GDDR6 i el menor consum d'aquest gràcies a la millorada memòria cau de Turing, permet que l'ample de banda de les targetes sigui l'adequat per al correcte funcionament de la tecnologia RTX, ja que és molta la quantitat de informació que ha de moure la targeta.

Models Nvidia RTX

La següent taula resumeix les característiques de les targetes basades en Turing que s'han anunciat fins a la data:

Nvidia GeForce 2000 sèries
	silici	CUDA Core	Giga Rays / s	RTX-OPS	freqüència GPU	memòria	interfície	Ample de banda	TDP
Nvidia GeForce RTX 2080Ti	TU102	4352	10	78T	1635 MHz	11 GB GDDR6	354 bits	616 GB / s	260W
Nvidia GeForce RTX 2080	TU104	2944	8	60T	1545 MHz	11 GB GDDR6	256 bits	448 GB / s	225W
Nvidia GeForce RTX 2070	TU104	2304	6	45	1710 MHz	8 GB GDDR6	256 bits	448 GB / s	175W

Al llarg de les properes setmanes i els propers mesos es completarà el desembarcament de la resta de les targetes gràfiques de la sèrie Nvidia GeForce 2000, encara que és possible que els models restants no siguin compatibles amb la tecnologia RTX, de manera que seguiran amb el sufix GTX i és possible també que segueixin fent ús de l'arquitectura Pascal, encara que res d'això s'ha confirmat de forma oficial pel que haurem d'esperar per veure com es desenvolupa finalment.

Amb això finalitza el nostre article especial dedicat a les noves targetes gràfiques Nvidia RTX, recorda que pots fer un comentari si tens algun suggeriment o alguna cosa a afegir. També pots compartir l'article amb els teus amics a les xarxes socials, d'aquesta manera ens ajudes a difondre-ho perquè pugui arribar a més usuaris que ho necessitin. Què penses de l'arribada de l'Ray Tracing a les noves targetes gràfiques de Nvidia? Creus que s'haurien d'haver centrat més en millorar les prestacions en la rasterització?