Тестирование AMD FidelityFX Super Resolution: анализ качества и производительности

Как оно в сравнении с DLSS от Nvidia? Перевод большой статьи портала TechSpot с подробными тестами графических процессоров Nvidia и AMD.

FidelityFX Super Resolution (или для краткости FSR) от AMD является прямым конкурентом DLSS от Nvidia, функции, которая в последние 18 месяцев все чаще становится ключевым аргументом в пользу видеокарт GeForce. AMD потребовалось много времени, чтобы подготовить собственную функцию апскейлинга, но с сегодняшнего дня AMD готова конкурировать, и теперь ей нужно обеспечить поддержку FSR в большем количестве игр.

Эта статья будет всесторонним обзором FSR. У нас есть набор сравнений качества при разных разрешениях, тесты производительности для нескольких видеокарт и сравнения с другими технологиями апскейлинга. Есть много вопросов на которые нужно ответить.

Примечание к переводу: Изображения в статье сильно сжаты, для собственной оценки качества рекомендую смотреть видео из статьи в 4K.

FSR - это технология апскейлинга, разработанная для повышения производительности игр с минимальными потерями для визуального качества. Подобно DLSS и шахматному рендерингу, концепция заключается в том, что вы можете уменьшить разрешение рендеринга игры и использовать алгоритм для повышения разрешения до целевого, как правило, родного разрешения вашего монитора. Уменьшение разрешения рендеринга существенно улучшает производительность, и если метод масштабирования достаточно хорош, то этого можно достичь при сохранении большей части деталей изображения.

Самым известным решением для этого сегодня является DLSS от Nvidia, запатентованный алгоритм темпорального масштабирования (temporal upscaling) на основе ИИ, который работает на видеокартах GeForce RTX. Темпоральное масштабирование означает, что данные накапливаются из нескольких кадров и объединяются в окончательное изображение, при этом компонент AI работает на тензорных ядрах Nvidia, чтобы помочь с этой реконструкцией. DLSS прошел более чем одну итерацию, и сейчас, в версии 2.0, это серьезное улучшение по сравнению с первоначальной версией и он получил хорошую поддержку в играх после большой работы со стороны Nvidia.

FSR использует другой подход. Вместо использования темпорального апскейлинга FSR полагается исключительно на пространственное масштабирование (spatial upscaling). AMD заявляет, что ИИ не используется ни на одном этапе работы FSR. Это значительно упрощает алгоритм - пространственное масштабирование не зависит от данных из нескольких кадров или векторов движения, что упрощает интеграцию в игры, поскольку ему требуется меньше данных. Однако, имея меньше данных, с которыми нужно работать, алгоритмы пространственного масштабирования должны быть действительно хороши, чтоб понять как именно реконструировать изображение, и обычно в этом они терпят неудачу.

AMD не вдавалась в подробности того, как именно работает их алгоритм, но они говорят нам, что это не простая переработка билинейного апскейлинга, который является «стандартным» методом пространственного масштабирования. AMD называет свою технику «усовершенствованным алгоритмом реконструкции краев» (advanced edge reconstruction algorithm), который комбинируется с повышенем резкости для создания окончательного изображения. Алгоритм получает на вход один кадр с более низким разрешением.

Несмотря на то, что это более простой метод маштабирования, FSR по-прежнему требует специальной интеграции для каждой игры. Это связано с тем, что FSR необходимо запускать перед финальной стадией рендера, то есть до визуализации HUD и до того, как будут реализованы такие вещи, как например зернистость пленки. Если бы FSR был применен к окончательному выходному кадру из игры, то многие элементы (например, HUD) были бы масштабированы, вероятно, с артефактами и другими визуальными проблемами. Оптимизируя каждую игру, вы можете убедиться, что только нужная часть игры запускается с уменьшенным разрешением рендеринга.

AMD использует подход пространственного масштабирования по двум причинам. Во-первых, это простота интеграции. FSR - это отдельный вычислительный шейдер с простым вводом данных и технология с открытым исходным кодом. Во-вторых, не используя ИИ, AMD надеется добиться более широкой поддержки и с самого начала может поддерживать видеокарты AMD эпохи Radeon RX 480 (2016) и новее, а также графические процессоры Nvidia серии GeForce 10 и новее. Это дает возможность популярным и массовым видеокартам, таким как GTX 1060 и GTX 1660 использовать преимущества FSR.

Некоторые люди будут сравнивать принцип работы FSR с принципом работы DLSS, и могут прийти к выводу, что FSR не является фактическим конкурентом DLSS, потому что они работают принципиально разными способами. Но, на мой взгляд, это неправда. На практике обе технологии были разработаны для достижения одной и той же цели: повышения производительности в играх за счет рендеринга с более низким разрешением, но с минимальной потерей визуального качества за счет масштабирования.

Поэтому будет справедливо напрямую сравнивать их, и мы сделаем это позже в этой статье. FSR предлагает 4 режима качества: Ultra Quality, Quality, Balanced и Performance.

У каждого есть свой коэффициент маштабирования: 1,3x для Ultra Quality, 1,5x для Quality, 1,7x для Balanced и 2,0x для Performance. Это означает, что при целевом разрешении 4K режим Quality работает с разрешением 1440p, а режим Performance - с разрешением 1080p. Другие режимы находятся где-то посередине.

FSR поддерживает любое разрешение, оно не ограничивается 4K и 1440p, и коэффициент масштабирования применяется таким же образом. FSR также может работать с динамическим разрешением и теоретически допускает любой коэффициент масштабирования, но пока AMD сохраняет простоту с четырьмя фиксированными режимами.

FSR запустился сегодня с поддержкой в 7 играх, однако только 4 из них уже реально успели получить ее. Из более крупных релизов - Godfall и Anno 1800.

AMD пообещала поддержку в других играх, которые появятся в ближайшее время, включая Far Cry 6, Resident Evil Village, Dota 2 и Baldur's Gate 3. Necromunda Hired Gun также будет интересной, поскольку эта игра уже поддерживает DLSS, поэтому она может стать нашим первым настоящим сравнением DLSS и FSR.

В следующем разделе, посвященном сравнению качества, мы подготовили снимки изображения и видео, сделанные на Radeon RX 6800 XT с использованием нового драйвера, который добавляет поддержку FSR. В нашей тестовой системе использовался Ryzen 7 5800X и 16 ГБ памяти DDR4-3200.

Это сравнение лучше смотреть в формате видео. Вы можете увидеть его ниже с моими комментариями. Или вы можете прочитать мои выводы под видео, за которыми следуют тесты производительности FSR.

FSR довольно хорошо работает при использовании режимов Ultra Quality или Quality при 4K. Без специального увеличения изображения эти режимы выглядят аналогично нативному рендерингу в Godfall, а это именно тот результат, которого и хотелось достичь. При переходе к Quality появляется небольшая мягкость картинки, но она по-прежнему выглядит хорошо, даже с такими элементами как листва. Однако режимы Balanced и Performance - начинают отставать по качеству, особенно режим Performance, в котором начинает появляться размытость. Это уже не то качество изображения, которое вы ожидаете от нативного 4K.

Я был впечатлен способностью FSR сохранять мелкие детали в режимах Ultra Quality и Quality. Качество изображения также хорошо сохраняется в такой игре, как Anno 1800, еще одна игра с множеством мелких деталей, которая выглядит приятной и четкой в целом.

Если вас вообще беспокоит высокое качество изображения (что весьма вероятно, если вы играете в 4K), то не стоит играть в режиме Performance, я бы уменьшил другие настройки игры, чтобы улучшить частоту кадров, прежде чем использовать FSR в режиме Performance, поскольку он размывает картинку.

Переходя к разрешению 1440p, можно заметить, что FSR не настолько хорош в нем в сравнении с 4К, и есть более узкий диапазон режимов качества, которые, на мой взгляд, стоит использовать. Есть лишь небольшие визуальные различия между нативным рендером в 1440p и 1440p с использованием FSR в режиме Ultra Quality, но при использовании режима Quality изображение становится мягче. Как и ожидалось, когда мы используем режимы Balanced или Performance, качество изображения существенно падает и становится довольно размытым, особенно в режиме Performance. FSR просто не очень хорош в масштабировании изображения с 720p до 1440p и сохранении четкости уровня нативного разрешения.

Что же до режима 1080p, то в нем FSR не впечатляет. Даже при использовании режима Ultra Quality наблюдается потеря деталей по сравнении с нативным разрешением.

При использовании Radeon RX 6800 XT прирост производительности при разрешении 4K впечатляет. При переходе от нативного к режиму Ultra Quality средняя частота кадров увеличилась до 100 кадров в секунду, что на 44 процента больше. Режим Quality также можно использовать с этим разрешением и он обеспечивает на 65% большую частоту кадров. Остальные режимы еще больше улучшают это, но не обеспечивают уже качество изображения сравнимое с нативным 4K.

В разрешении 1440p на такой мощной видеокарте мы, скорее всего, ограничены возможностями ЦП, особенно когда уменьшается разрешение рендеринга. Однако, несмотря на это, переход с 1440p на Ultra Quality FSR все же обеспечил 25-процентное улучшение производительности при минимальном влиянии на качество изображения. Режим Quality, который я бы не стал рекомендовать, приближается к увеличению на 40%.

Интересно, что мы также видим накладные расходы производительности, которые требуются для работы FSR, учитывая, что режим Quality для 4K использует нативное разрешение 1440р. В случае RX 6800 XT мы видим снижение частоты кадров на 8%, что как кажется, немало, но на самом деле совсем немного для чего-то, что работает на тех же шейдерных блоках, что и сама игра.

Radeon RX 5700 XT получает те же преимущества, что и 6800 XT. При разрешении 4K я добился повышения производительности на 41% используя режим Ultra Quality, и на 66% используя режим Quality.

Режим Quality тут делает 5700 XT видеокартой подходящей для игры в 4K, так как производительность повышается с 35 кадров в секунду до почти 60 кадров в секунду. 5700 XT также имеет больше преимуществ при разрешении 1440p, чем 6800 XT, с увеличением на 29% при использовании пресета Ultra Quality.

Vega 64 - это следующий графический процессор AMD, который у нас есть для тестирования, использующий уже архитектуру предыдущего поколения, а не RDNA 2. При разрешении 4K мы видим улучшение производительности на 39% в режиме Ultra Quality и на 60% в режиме Quality. При разрешении 1440p Vega 64 выиграла в меньшей степени, чем предыдущие графические процессоры, улучшив производительность только на 20% в режиме Ultra Quality. Похоже, это связано с более высокими накладными расходами на старой архитектуре. В этот раз они составили 10%, что выше 8% на RDNA2.

С RX 570 4 ГБ Godfall вообще хорошо не работает, если мы не используем средние настройки графики, поскольку для высоких настроек игра требует намного больше, чем 4 ГБ VRAM.

FSR не может решить ограничений VRAM, но используя средние настройки и разрешение 1440р я увидел большое преимущество при использовании FSR в режиме Ultra Quality. Производительность выросла на 47 процентов, что выводит этот графический процессор из зоны производительности, не подходящей для игры в 1440р.

FidelityFX Super Resolution также поддерживается видеокартами Nvidia, так что давайте проверим и их.

RTX 3080 тоже склонен к ограничению со стороны ЦП и показывает еще меньший прирост при более низких разрешениях, чем показывала RX 6800 XT. В режиме Ultra Quality частота кадров увеличилась на 34% по сравнению с 44% на 6800 XT. Quality улучшилось на 53% по сравнению с 65% на видеокарте от AMD.

RTX 2070 очень хорошо работает с FSR. При разрешении 4K мы увидели увеличение производительности на 46 и 74% для режимов Ultra Quality и Quality соответственно. Это одни из самых высоких результатов, и кажется, что FSR может увеличивать частоту кадров тем больше, чем ниже исходная частота кадров.

В разрешении 1440p мы увидели 30-процентный прирост производительности при использовании Ultra Quality, что аналогично 5700 XT в этом разрешении. Накладные расходы на производительность на этом графическом процессоре Nvidia соответствуют накладным расходам на графических процессорах AMD RDNA2, поэтому не похоже, что FSR был разработан так, чтоб как-то ограничивать производительность на графических процессорах Nvidia.

С GTX 1660 Super вы можете ожидать огромного повышения производительности от FSR при определенных разрешениях, поскольку карта не такая мощная, как некоторые другие, которые мы тестировали до этого. В 4K я увидел увеличение производительности на 59% при переходе от 4K к Ultra Quality и почти удвоение производительности при использовании режима Quality. При разрешении 1440p 1660 Super также продемонстрировал на 33% более высокую производительность при переходе к Ultra Quality FSR.

С видеокартой GTX 1070 Ti на базе Pascal история производительности очень похожа на предыдущие восемь протестированных графических процессоров. Повышение производительности на 52% и 82% для Ultra Quality и Quality при 4K соответственно, с увеличением на 29% при 1440p Ultra Quality.

Это делает 1070 Ti гораздо более подходящей для обоих разрешений, и хотя я, вероятно, не стал бы использовать в этой игре эту карту в 4K, прирост разрешения 1440p очень приличный для улучшения плавности игрового процесса.

Пора высказать свои мысли после первого взгляда на AMD FidelityFX Super Resolution. Должен сказать, что я удивлен тем, чего AMD смогла добиться с FSR. Во время анонса, когда AMD объяснила, как именно будет работать FSR, я ожидал, что он хоть и будет приличным, но не слишком впечатляющим, в конечном итоге показывая результат где-то между DLSS 1.0 и 2.0 по качеству. Но реальность такова, что в некоторых случаях FSR вполне хорош, а временами конкурирует с DLSS 2.0.

Основываясь на моем тестировании на данный момент мои рекомендации просты: при 4K режимы Ultra Quality и Quality очень близки к нативному рендерингу, обеспечивая прирост производительности ~ 40% в режиме Ultra Quality и ~ 65% в режиме Quality на ряде графических процессоров от AMD и Nvidia. Я думаю, что большинство геймеров с радостью воспримут такое повышение производительности за цену относительно небольшого влияния на качество изображения, которое FSR оказывает в большинстве случаев.

FSR также можно использовать в разрешении 1440p, но лучше в режиме Ultra Quality. При использовании этого параметра качество изображения довольно хорошее и приближается к нативному. При условии, что вы не ограничены ЦП при понижении разрешения рендеринга, мне обычно удавалось добиться повышения производительности примерно на 30% в Godfall.

Остальные режимы на мой взгляд не особо пригодны. В режимах Balanced и Performance наблюдается потеря качества и появление артефактов, например таких как мерцание, независимо от разрешения. При разрешении 1080p FSR уже не справляется даже с включенным режимом Ultra Quality. Однако FSR лучше, чем традиционное масштабирование, поэтому, возможно, эти режимы станут полезными например для интегрированной графики, ведь это будет в любом случае лучше, чем ничего.

Теперь о сравнении FSR и DLSS 2.0. В лучших случаях FSR вполне может конкурировать с DLSS 2.0, хотя мы пока не можем сравнить их оба в одной и той же игре. Однако, основываясь на моем обширном тестировании этих методов, в режимах Ultra Quality и Quality FSR лишь очень незначительно отстает от DLSS, обеспечивая при этом аналогичное повышение производительности. Он также не страдает артефактами в движении, поскольку FSR не является темпоральным апскейлингом, а накладные расходы на производительность при использовании FSR кажутся ниже, чем у DLSS для данного разрешения рендеринга.

Однако DLSS 2.0 явно лучше выполняет масштабирование с более низких разрешений рендеринга, например при преобразовании 1080p в 4K. Пространственный апскейлер просто не будет так хорош, как темпоральный апскейлер, который может собирать информацию из большего количества источников для восстановления изображения. На практике это означает, что DLSS 2.0 намного лучше в режимах «Сбалансированный» и «Производительность» по сравнению с FSR. Там, где FSR может быть размытым, DLSS сохраняет больше деталей. Но оба метода могут страдать тут от мерцания или появления других артефактов.

Хотя DLSS 2.0 может быть технически лучше в некоторых ситуациях, на стороне AMD - более широкая поддержка и простота интеграции. FSR работает с видеокартами начального уровня и даже с продуктами от Nvidia, что довольно удобно. Графический процессор за 230 долларов (в обычное время), такой как GTX 1660 Super недостаточно быстр, чтобы запускать Godfall при 1440p с настройками Epic, но с увеличением производительности на 33% с помощью FSR в режиме Ultra Quality это становится реальностью без снижения других настроек графики. Nvidia не обслуживает владельцев этой карты с помощью DLSS, что ставит нас в странную ситуацию, когда AMD лучше справляется с поддержкой покупателей популярных видеокарт Nvidia, чем сама Nvidia.

Это также вызовет всевозможные обсуждения и у разработчиков. Имея ограниченные ресурсы, интегрируют ли они FSR, который может обслуживать более широкую аудиторию, но не так хорош, как DLSS 2.0 или выберут вариант лучшего качества DLSS, который ограничен владельцами только Nvidia RTX GPU? Очевидно, что предпочтительным вариантом является включение обоих методов, однако это не всегда может оказаться возможным для многих студий.

Показать 7 игр при запуске технологии это нормально, но, честно говоря, список игр с поддержкой FSR, в которые вы можете играть сейчас не особо впечатляет. DLSS 2.0, с другой стороны, поддерживается в Fortnite, Call of Duty Warzone, Cyberpunk 2077, Metro Exodus Enhanced Edition, Death Stranding и других. Не во всех играх есть поддержка DLSS, но FSR прямо сейчас не является аргументом в пользу AMD, хотя и DLSS поначалу не был аргументом в пользу Nvidia, когда он только запускался. Для поддержки FSR в достаточном количестве проектов потребуется время, тогда как DLSS сейчас далеко впереди. На мой взгляд сегодня это то, что может склонить вас к графическим процессорам Nvidia.

#amd #fsr #nvidia #fidelityfx #fidelityfxsuperresolution