Компьютер + Технологии

🔥 Эй, технофанаты! Устали тратить кучу времени на то, что можно сделать за 30 минут? Сегодня я покажу вам лайфхак, который сэкономит ваши нервы и часы жизни при скальпировании процессора! 💻

Забудьте про возню с жидким металлом для растворения припоя — это прошлый век! 😎 Берите скребок и вперёд! Не переживайте за царапины на проце — это даже лучше, жидкий металл ляжет как влитой! 🚀

А если хотите топовый результат без лишней головной боли, Golden Sample PCs сделает всё под ключ! 💪 Или хватайте уже готовый скальпированный проц с гарантией! Всё это и тонна полезных фишек ждут вас в нашем Telegram: https://t.me/goldensamplepcs 📲

Ставьте лайк, жмите колокольчик и подписывайтесь, чтобы не пропустить новые техно-бомбы! 💥 #скальпирование #технолайфхаки #GoldenSamplePCs

Что такое КПД? Применимо к блокам питания (PSU), коэффициент полезного действия  — это отношение отдаваемой мощности к потребляемой. Идеальных преобразователей не бывает, поэтому часть электрической энергии переходит в тепло из-за ненулевого сопротивления компонентов преобразователя. Это потери на полупроводниковых элементах и трансформаторах, в меньшей степени на конденсаторах, катушках и даже на токопроводящих дорожках печатной платы. Совокупность этих потерь и есть обратная величина КПД. Сертификация 80 PLUS обозначает, в рамках какого диапазона КПД работает блок питания.

Влияет ли КПД на выдаваемую блоком питания мощность?

Не влияет.

Возьмем за пример качественный БП, который действительно может выдать заявленную мощность. Если на нем написано 850 Вт, то он должен выдавать 850 Вт не зависимо от того, каким именно сертификатом 80 PLUS он промаркирован. Либо не промаркирован вовсе. Если БП заявленную мощность не выдает — вопросы уже к качеству самого БП и его производителю. Нам только важно знать, что выходная мощность не зависит от КПД.

По отношению к компьютерным PSU коэффициент полезного действия влияет только на потребляемую мощность из розетки. Зная КПД и выходную мощность, мы так же можем вычислить, сколько мощности переходит в тепло. Вспомним уроки физики:

• А — полезная работа, она же отдаваемая блоком питания мощность — Pout;

• Q — затраченная энергия, она же потребленная из розетки мощность — Pin;

• η — коэффициент полезного действия.

η = А / Q = Pout / Pin

Соответственно, чтобы понять, сколько блок питания заберет из розетки, нужно поделить выходную мощность на КПД:

Q = А / η

Pin = Pout / η

Возьмем БП на 600 Вт (Pout), у которого, предположим, на полной мощности КПД (η) = 80 % или 0,8. Следовательно, 20 % — это потери.

600 / 0,8 = 750 Вт — столько БП берет из розетки.

Именно так, а не наоборот. Некоторые почему-то считают, что нарисованные на блоке 600 Вт — потребляемая мощность, а КПД 80 % означает, что БП отдает на 20 % меньше, т.е. 600 * 0,8 = 480 Вт. Это в корне неверное суждение.

750 − 600 = 150 Вт — столько энергии уходит в тепло.

Довольно много. К счастью, производители блоков питания за последние пару десятков лет научились собирать столь эффективные девайсы, что КПД порой достигает 96 и более процентов. Чтобы оценить блок питания, вступает в игру небезызвестная сертификация 80 PLUS от CLEAResult (в девичестве 80plus.org), которая по отработанной и проверенной методике тестирует практически все компьютерные БП на рынке.

Какие сертификаты 80 PLUS существуют?

Всего шесть видов сертификата. Один базовый и пять «металлических»: бронзовый, серебряный, золотой, платиновый и титановый. Чтобы блоку питания получить заветную наклейку, он должен соответствовать требованиям организации CLEAResult.

Небольшая, но важная ремарка. Многие авторы и издания ошибочно приводят цифры из таблицы 230V Internal Redundant — она для серверных PSU, а тесты выполняются в американских сетях 60 Гц. Redundant — «избыточный, резервный» — конфигурация с резервным питанием, когда в сервере используются два или более PSU для непрерывной подачи питания в случае выхода из строя одного из блоков. Определенно не наш клиент. К сожалению, сила копипасты непоколебима, и интернет просто заполонен неправильными таблицами с отсебятиной в верхней строчке.

Нас же интересует раздел 230V EU Internal Non-Redundant:

На странице Power Supplies and Manufacturers, вкладка 230V EU Internal, вы можете ознакомиться с результатами тестов некоторых блоков питания для настольных компьютеров. Titanium в отличии от всех остальных обязан держать 90 % КПД даже на 10 % мощности. У импульсных блоков питания на малых мощностях с этим всегда проблемы из-за особенностей их работы — приходится идти на разные ухищрения и усложнять топологию. Отсюда берет начало еще один постулат:

Чем круче сертификат 80 PLUS, тем совершенней схемотехника блока питания и качественней элементарная база.

На что еще влияет 80 PLUS?

Чтобы попадать в требования 80 PLUS, производителям приходится разрабатывать максимально эффективную схемотехнику и применять при сборке компоненты с минимальным паразитным сопротивлением. Каждый лишний Ом в цепи преобразования — это дополнительные ватты электрической энергии, которые не дают ничего, кроме бесполезного нагрева. Если взять блок с обычным «неметаллическим» сертификатом или вообще без, то скорее всего перед нами динозавр. Простой как пень, на классической схеме без резонансного преобразователя LLC, с выпрямителем на диодах (шоттки в лучшем случае), трансформатор с отдельными обмотками на +5 и +3,3 вольта, которые стабилизируются старыми добрыми магнитными усилителями на катушках, иногда даже групповых.

Просто — не всегда плохо. Да, «деревянные» блоки питания уступают своим более совершенным собратьям по параметрам, но они могут быть не менее надежными. Проверенная десятилетиями схемотехника, примитивная топология без лишних узлов и наворотов.

С появлением Bronze, во многих платформах начали добавлять резонансный преобразователь LLC. Он превращает прямоугольный сигнал в синусоидальный, разгружает трансформатор и добавляет эффект переключения транзисторов при нулевом напряжении, который снижает паразитные потери на ключевых MOSFET основного преобразователя.

Вместо диодов после трансформатора синхронные выпрямители на мосфетах — сопротивление значительно ниже, чем у шоттки, соответственно меньше нагрев и выше КПД. А еще они занимаю меньше места — можно установить на отдельную плату, либо вынести на обратную сторону основной PCB. И их проще охлаждать — радиаторы обычно вообще не нужны, хватает самой печатной платы и напаенных токоведущих пластин.

А еще их проще распараллелить. У полуторакилловатного платинового Corsair HX1500i на выпрямителе стоят двенадцать (по шесть на плечо) Vishay SiR626DP с сопротивлением (Rds) 1.7 мОм. Или 0,0017 Ом. Каждый из этих полевиков на 100 А. Запас по току практически пятикратный. Зачем вообще столько? Чтобы транзисторы работали в максимально щадящем режиме.

На некоторых передовых моделях не только низкое напряжение выпрямляется транзисторами. Например, у титановых be quiet! Dark Power 13 высоковольтный выпрямитель тоже собран на мосфетах вместо обычных диодных мостов.

В старых БП для получения 12, 5 и 3,3-вольтовых линий приходилось мотать три вторичные обмотки. В трансформаторах продвинутых моделей используется одна вторичная обмотка, благодаря чему удалось увеличить сечение многожильного провода либо уменьшить габариты сердечника. А 3,3 В и 5 В теперь получаем с дополнительных DC-DC преобразователей, чаще всего установленных на отдельную плату.

Еще одна интересная технология — Interleaving PFC Pre-Regulator (для просмотра потребуется VPN). В некоторых БП называется Boost Interleaved PFC. Например у XPG CyberCore 1300 Platimun на платформе CWT CST. Вместо одного boost-конвертера, который играет роль корректора мощности (PFC) ставят два параллельно со сдвигом 180°.

Это позволяет уменьшить габариты катушек, уменьшить силу тока, проходящего через полупроводники, в два раза, снизить пульсации и потери на переключении. Узел становится более компактным и эффективным.

На высоких мощностях у блоков Titanium и Platinum преобразователь может быть распараллелен: ставится два независимых трансформатора и дублируются сопутствующие им компоненты.

В некоторых моделях даже напаивают дополнительные медные пластины по форме дорожек, чтобы максимально снизить сопротивление. Правда, это, на мой взгляд, уже немного перебор. Чаще просто усиливают припоем.

Самое главное — чем выше КПД, тем ниже нагрев компонентов, выше надежность и срок жизни блоков питания. В частности конденсаторов, чей ресурс напрямую зависит от температурных показателей. А еще можно экспериментировать с системой охлаждения.

Вместо итогов

80 PLUS — давно уже не только про экономию электроэнергии. Чтобы дотянуться до сертификатов Gold, Platinum, Titanium, особенно на высоких мощностях, инженеры находятся в процессе непрерывного поиска технологий с целью улучшить показатели КПД, а следовательно и качество, надежность источников питания. Снизить нагрев, установить тихую или полупассивную систему охлаждения, повысить частоту преобразования и уменьшить габариты PSU — все это определенно на пользу индустрии. Да, блоки питания с топовыми сертификатами — это дорого относительно более простых моделей. Но с другой стороны, купив один раз хороший БП, можно забыть о его апргейде чуть ли не на десятилетие.

80 PLUS — стандарты сертификации компьютерных блоков питания, предъявляющие требования к энергоэффективности в разных режимах. Большинство моделей БП тестируется в соответствии с 80 PLUS, но сегодня с этой серией стандартов конкурирует и другая — Cybenetics. В чем ее отличия? Какие у нее уровни сертификации и требования к ним?

80 PLUS

Идея создания стандарта энергоэффективности для компьютерных блоков питания берет свои корни в начале 2000-х годов. Тогда компания Ecos Consulting совместно с американским научно-исследовательским институтом электроэнергетики EPRI разработала единый протокол для испытаний компьютерных и серверных БП. В 2004 году на симпозиуме американского совета по энергоэффективной экономике (ACEEE) был представлен стандарт 80 PLUS. Год спустя на рынке появляется первый блок питания с сертификацией этого стандарта — его выпустила компания Seasonic.

В 2008 году была представлена серия продвинутых стандартов 80 PLUS, повышающих требования к энергоэффективности: Bronze, Silver и Gold. Двумя годами позже появился еще один уровень — 80 PLUS Platinum. В 2012 году был представлен наивысший уровень сертификации — 80 PLUS Titanium. Таким образом, серия 80 PLUS с того времени и по сей день состоит из шести стандартов: базового «белого» и пяти «металлических».

Название «80 PLUS» было выбрано не просто так. Изначальная версия стандарта, разработанная для американских сетей напряжением 115 В, подразумевала коэффициент полезного действия (КПД) как минимум в 80 % на трех уровнях нагрузки — 20 %, 50 % и 100 %. То есть 80 % энергии, потребляемой блоком питания из розетки, должно было доходить до компьютерных комплектующих, и лишь 20 % — рассеиваться в тепло.

Для БП, питающихся от сети с напряжением 230 В, требования к эффективности у базового 80 PLUS выше. А у более продвинутых «металлических» разновидностей стандарта они еще более высокие. Помимо этого, серия стандартов регламентирует эффективность работы корректора мощности БП (PFC) на определенных нагрузках. Полные требования разных уровней сертификации представлены в таблице ниже.

Cybenetics

В 2017 году Арис Мпициопулос, получивший известность благодаря многочисленным исследованиям компьютерных блоков питания и собственному сайту Hardware Busters, основал компанию Cybenetics Labs. Вскоре она представила Cybenetics ETA — стандарты сертификации энергоэффективности, построенные на основе собственного набора тестовых методов. А также Cybenetics LAMBDA — отдельную сертификацию, разделяющую БП по уровню шума. Изначально и ETA, и LAMBDA использовали для обозначения уровня буквы латинского алфавита.

Первым сертификат Cybenetics ETA и в этот раз получил блок питания от Seasonic. Однако стандарт не стал популярным сразу, и в 2021 году Cybenetics решила пересмотреть названия уровней энергоэффективности. Теперь они получили «металлические» имена, аналогично сертификатам 80 PLUS. Названия уровней шума тоже были частично пересмотрены: вместо множества букв стали использоваться несколько разновидностей сертификатов «A» и «Standard».

Полные требования различных уровней сертификации Cybenetics ETA (для сети 230 В) и Cybenetics LAMBDA можно найти в таблицах ниже.

Cybenetics ETA

Cybenetics LAMBDA

Отличия двух стандартов

Стандарты 80 PLUS наиболее популярны и давно закрепились на рынке. Однако подобная сертификация учитывает только КПД на определенных уровнях нагрузки, что является главным недостатком. Для получения сертификата производители могут специально подгонять характеристики компонентов блоков питания так, чтобы обеспечить красивые цифры именно в указанных диапазонах.

К тому же тесты 80 PLUS проводятся при температуре воздуха в 23 °C. А чем выше температура, тем меньше эффективность работы электроники блока питания. В итоге не очень качественная модель БП, прошедшая сертификацию, на тестовом стенде производителя и внутри компьютера пользователя может показывать заметно отличающийся КПД.

Другая проблема в том, что в 80 PLUS отсутствует понятие производимого шума. Пользователь, который хочет подобрать наиболее тихий блок питания, вынужден ориентироваться не на сертификацию, а на сторонние обзоры и отзывы покупателей.

Стандарты Cybenetics призваны устранить главные недостатки 80 PLUS. Чтобы получить один из сертификатов Cybenetics ETA, БП должен пройти следующие тесты:

• Проверку КПД блока питания и корректора мощности при разных температурах во всем диапазоне допустимых нагрузок. В том числе — при десятипроцентной перегрузке.

• Тестирование КПД дежурной линии питания (+5VSB).

• Проверку потребляемой мощности блока в выключенном состоянии (Vampire Power).

Cybenetics LAMBDA добавляет к этому набору тесты производимого шума. Таким образом, для получения сертификатов серии Cybenetics блок питания должен пройти гораздо более сложное комплексное тестирование, чем в случае с 80 PLUS.

Выводы

Cybenetics — относительно новая серия стандартов сертификации блоков питания, набирающая популярность. Как заявляют ее создатели, она предназначена со временем заменить устаревающие стандарты серии 80 PLUS. Поддерживают это заявление и многие производители блоков питания. Большинство новых моделей уже щеголяют значками Cybenetics. А Corsair недавно заявила, что все новые БП будут тестироваться только в соответствии с этой программой сертификации.

Впрочем, полной заменой 80 PLUS эта серия стандартов может и не стать. Несмотря на громкие заявления, производителям не особо выгодно переходить на новую сертификацию для всей продукции. Все потому, что для прохождения необходимых тестов понадобятся блоки питания с качественными компонентами, способными выдержать такие суровые проверки.

В среднем и высшем ценовом диапазоне с этим проблем нет. Но большинство бюджетных БП в подобных условиях могут не дотянуть даже до младшего сертификата Cybenetics Bronze. Для соответствия новым стандартам придется перерабатывать схемотехнику таких решений, что непременно приведет к росту их стоимости. Поэтому пока на рынке блоков питания будут параллельно оставаться оба стандарта: и 80 PLUS, и Cybenetics. Уступит ли в итоге старое решение новому — покажет только время.

В январе 2025 года NVIDIA анонсировала очередную линейку своих видеокарт — GeForce RTX 5000. Модели получились быстрее прошлого поколения и обзавелись поддержкой перспективной технологии DLSS4. Но при этом выросло и их энергопотребление. В каких случаях придется поменять блок питания, а в каких справится и старый.

NVIDIA RTX: тенденция энергопотребления

Еще несколько лет назад за высокое энергопотребление пользователи ругали видеокарты AMD. Но с выходом линейки RTX 3000 топовые графические процессоры NVIDIA не только догнали, но еще и перегнали по этому параметру своих конкурентов. Благодаря заметно большему простору по питанию эта серия обеспечила хороший прирост производительности по сравнению с предшественниками RTX 2000.

Однако NVIDIA понимала, что в дальнейшем двигаться схожими темпами она сможет только с помощью комбинации двух методов: развития технологии «хитрого» рендеринга DLSS и еще большего повышения энергопотребления. Поэтому уже в RTX 3090 Ti был впервые опробован новый разъем 12VHPWR, способный передать до 600 Вт мощности.

С выходом следующей серии карт 12VHPWR стал широко применяться в картах верхнего ценового диапазона. Шутка ли — топовая RTX 4090 даже на стоковых частотах могла потреблять 450 Вт. А с разгоном ее потребление улетало за полкиловатта. В начале года NVIDIA анонсировала видеокарты серии RTX 5000. Взглянем на их основные характеристики, заодно сравнив с прямыми предшественниками RTX 4000.

Для производства графических чипов RTX 5000 применяется техпроцесс TSMC 4N — такой же, как у RTX 4000. Поэтому плотность размещения элементов не выросла. Это особенно заметно, если сравнить ГП AD103 и GB203: при схожей площади у них практически одинаковое количество транзисторов.

А вот энергопотребление чипов наоборот подросло. Это наиболее заметно у пар RTX 4090/5090 и RTX 4070/5070 — тут аппетиты выросли на целую четверть. Между моделями RTX 4080/5080 разница вдвое меньше. Самая скромная разница у пары RTX 4070 Ti/5070 Ti — здесь рост всего на 5%.

Из-за отсутствия прогресса в техпроцессе рост тепловыделения практически соответствует предполагаемому увеличению чистой производительности (без учета DLSS 4 ). Впрочем, потребление младших моделей не особо высоко. Пугающе из всей четверки выглядит лишь старшая RTX 5090: 575 Вт — это очень много для одиночной видеокарты.

Разъемы питания

Аналогично последним моделям серии RTX 4000 большинство RTX 5000 будут оснащены разъемом питания 12V-2X6. Это улучшенная версия 12VHPWR, которая была доработана для обеспечения большей безопасности и надежности соединения. Как и предшественник, она может передавать до 600 Вт мощности.

В плане количества разъемов питания тоже ничего не поменялось: у всех видеокарт представленной линейки он один. Можно подумать, что для старшей RTX 5090 возможностей одного разъема впритык. Однако не стоит забывать, что еще 75 Вт мощности может обеспечить сам слот PCI-E. Поэтому общий предел в данном случае расширяется до 675 Вт. Это на целую сотню больше, чем заявленное потребление нового «зеленого» флагмана.

Но некоторые производители наверняка установят на топовые модификации RTX 5090 целых два разъема 12V-2X6. Нельзя сказать, что это действительно ей нужно в повседневном использовании. Хотя для обеспечения большей стабильности при покорении высот разгона такое решение может пригодиться — ведь потребление в этом случае заметно возрастает. Впрочем, тут ничего нового: два разъема уже использовалось у самых «крутых» RTX 4090. Например, у Galax RTX 4090 HOF, лимит энергопотребления которой был расширен с 450 до 666 Вт.

Младшие RTX 5080, RTX 5070 Ti и RTX 5070 Ti в таком количестве энергии даже в разгоне не нуждаются. Поэтому разъем 12V-2X6 и у самых продвинутых версий этих карт будет всего один. Не исключено, что некоторые производители выпустят несколько моделей RTX 5070 и RTX 5070 Ti с парой более привычных разъемов PCI-E 8-pin. Им подобного питания хватит и для разгона — благо, энергопотребление позволяет.

У многих RTX 4070 можно было встретить единственный разъем питания PCI-E 8-pin.

Требования к блоку питания

Объединим требования к блокам питания и необходимую конфигурацию их разъемов для видеокарт RTX 5000 в таблице. И заодно сравним их с предшественниками серии RTX 4000.

Требуемая мощность БП зависит не только от видеокарты, но и от других составляющих ПК. В первую очередь — от используемого процессора. В таблице приведены минимально рекомендуемые значения для компьютеров, у которые прочие комплектующие вписываются в 300 Вт энергопотребления (cборки с современными ЦП Core i7/i9 и Ryzen 7/9 без разгона).

Как видим, из всей четверки только RTX 5090 может потребовать замены блока питания в большинстве случаев. Из-за высокого энергопотребления для новой видеокарты желательно использовать БП с нативной поддержкой разъема 12V-2X6, который есть почти у всех современных моделей с такой мощностью. Но если уже имеется качественный «киловаттник» прошлых лет, то можно задействовать и комплектный переходник с четырех разъемов PCI-E 8-pin. Главное при этом — убедиться в надежной фиксации всех силовых соединений и не допускать его резких изгибов.

Все остальные карты серии недалеко ушли от своих предшественниц — им будет достаточно блока питания на 650–750 Вт. При этом необязательно, чтобы он имел разъем 12V-2X6. Главное, чтобы было достаточное количество PCI-E 8-pin для использования комплектного переходника. По идее, для всех младших RTX 5000 достаточно переходника с двух PCI-E 8-pin. Однако некоторые производители предпочитают перестраховываться, устанавливая в переходник третий коннектор. Например, так выглядят решения для новых моделей от MSI.

В случае с RTX 5080, RTX 5070 и 5070 Ti токи, передаваемые по соединениям переходника, гораздо меньше, чем у RTX 5090. Поэтому его можно использовать без опаски с любым подходящим по мощности БП.

Итоги

Курс на повышение энергопотребления у современных видеокарт взят неспроста. Техпроцессы сегодня совершенствуются куда медленнее, чем в 2010-х годах. Даже учитывая все ухищрения, применяемые для рендеринга в последнее время, необходимо понемногу наращивать и «чистую» производительность графических чипов. Поэтому от роста потребляемой мощности тут никуда не деться.

Карты серии RTX *090 с самого появления были скорее технологической демонстрацией возможностей NVIDIA, чем продуктом для массовых геймеров. У них сложный чип, завышенная цена и огромное энергопотребление. Именно из-за него современный топ RTX 5090 потребовал для стабильной работы как минимум кило ваттный блок питания.

Но радует, что тенденция слишком высокого энергопотребления не коснулась младших карт серии — RTX 5080, RTX 5070 Ti и RTX 5070. Благодаря этому с ними и сегодня можно использовать более распространенные блоки питания мощностью 650–750 Вт.

В январе 2025 года NVIDIA представила новую линейку видеокарт RTX 5000. Вместе с ней компания анонсировала целый набор графических технологий для игр, объединенный в пакет под названием RTX Kit. Что в него входит, как это работает и как сильно сможет повлиять на графику в будущих игровых проектах?

За свою историю компания NVIDIA не раз становилась первопроходцем в разработке новых графических технологий. Причем нередко они работали только на видеокартах самой компании. Наиболее известным примером является движок PhysX, аппаратно ускоряемый только чипами NVIDIA. Но и задолго до него было немало интересных реализаций, которые так и не прижились в играх. К примеру, движок NVIDIA Shading Rasterizer в GeForce 2, который умел смешивать текстуры для реализации эффектов, похожих на шейдеры. Или технология RT-Patches в GeForce 3, являющаяся одним из предков современной тесселяции.

В последние годы основным направлением развития графики в играх является трассировка лучей и все, что с ней связано тем или иным образом. Новый пакет технологий RTX Kit предназначен для того, чтобы сделать трассировку качественнее, доступнее и эффективнее. Причем некоторые его составляющие будут совместимы не только с видеокартами NVIDIA, но и с моделями от AMD и Intel.

Итак, что же входит в состав RTX Kit? Рассмотрим по порядку.

Нейронные шейдеры

Нейросети, выполняющиеся локально на графических процессорах, уже несколько лет используются для работы технологий повышения производительности. Глядя на то, как они дорисовывают недостающие детали при задействовании масштабирования и помогают уменьшить артефакты при генерации кадров, у NVIDIA родилась новая идея: а что, если использовать возможности нейросетей не только для обработки готовых кадров, но и для их создания? Так появилась концепция нейронных шейдеров. На данный момент она предлагает следующие приемы:

• RTX Neural Texture Compression — технология сжатия текстур с помощью нейросети. По сравнению с традиционными методами сжатия позволяет увеличить качество текстур, одновременно уменьшая объем занимаемой ими памяти.

• RTX Texture Filtering — фильтрация текстур на основе стохастической (случайной) точечной выборки. Предназначена для уменьшения алиасинга и муара при использовании сжатых текстур. В первую очередь тех, что сжимались с помощью нейросети. Для большей эффективности может комбинироваться с традиционными методами фильтрации.

• RTX Neural Materials — применение нейросети для создания сложных материалов, которые требуют много работы от шейдеров (мех, шелк, фарфор, и т.п). С помощью ее обработки можно сделать подобные поверхности реалистичнее, а их влияние на производительность при этом будет заметно меньше.

Глобальное освещение

Набор техник RTX Global Illumination (RTXGI), предназначенный для улучшения работы глобального освещения при использовании трассировки лучей, впервые появился в 2020 году. В 2024 году NVIDIA анонсировала для него обновление в виде RTXGI 2.0, в которое было добавлено несколько новых функций. Теперь эти функции вошли и в RTX Kit.

• Neural Radiance Cache (NRC) — технология, призванная снизить влияние трассировки пути на производительность и одновременно улучшить ее качество. При ее задействовании блоками трассировки просчитывается только один или два первичных отскока луча от объектов. Они помещаются в кэш, на основе информации из которого дальнейшими расчетами траекторий лучей занимается нейросеть.

• Spatial Hash Radiance Cache (SHaRC) — аналогичный алгоритм, отличающийся способом расчетов. NRC использует для них тензорные ядра, а SHaRC — шейдерные процессоры.

• Dynamic Diffuse Global Illumination (DDGI) — технология рассеянного освещения, использующая динамическое переотражение лучей в реальном времени. В отличие от запеченных карт освещенности, позволяет исключить «утечки» света и тени, тем самым сделав картинку реалистичнее. Однако по сравнению с ними требует для работы больше ресурсов.

Динамическое освещение

Для реализации качественного динамического освещения при рейтрейсинге вместе с RTXGI NVIDIA предлагает схожий набор RTX Dynamic Illumination (RTXDI). В версии 2.0 в него было включено несколько новых алгоритмов пространственно-временной передискретизации ReSTIR, которые теперь являются одними из составляющих RTX Kit:

• ReSTIR Direct Illumination — алгоритм прямого освещения. Использует объединенные данные вместо больших объемов сложной информации для расчетов отражений одновременно от множества источников света.

• ReSTIR Global Illumination — алгоритм непрямого освещения. Преобразует каждую поверхность, в той или иной степени отражающую лучи, в дополнительный источник света.

• ReSTIR Path Tracing — алгоритм выборки при трассировке пути. Определяет наиболее эффективные пути распространения света с целью улучшить качество изображения по сравнению со стандартным методом Монте-Карло.

Геометрия

Две технологии в составе RTX Kit, которые призваны улучшить работу с геометрическими деталями.

• RTX Mega Geometry — технология, кратно ускоряющая построение иерархии ограничивающих объемов (Bounding Volume Hierarchy, BVH) при трассировке лучей. Это достигается за счет объединения и обработки полигонов в BVH группами, а не по одиночке. Использование Mega Geometry позволяет обрабатывать в десятки раз больше треугольников с трассировкой лучей, открывая доступ к построению более сложных сцен.

• Opacity Micro-Map — микрокарта непрозрачности, накладываемая на полупрозрачные объекты с целью определить и отбросить невидимые полигоны. Благодаря ей трассировка лучей на листве деревьев, траве, огне, сетках заборов и прочих полупрозрачных элементах заметно ускоряется.

Шумоподавление

Шумы, возникающие в кадре из-за относительно малого количества лучей в сцене, нуждаются в подавлении. В RTX Kit входит библиотека Real-Time Denoisers (NRD), которая объединяет для этого несколько разных методов:

• ReBLUR — пространственно-временная фильтрация на основе накопления и объединения информации о лучах из нескольких кадров.

• ReLAX — подавление шума, возникающего при работе RTX Dynamic Illumination. Использует механизм стационарного вейвлет-преобразования.

• SIGMA — алгоритм, предназначенный для качественного подавления шума в тенях.

Рендеринг персонажей

Нейросети нашли применение не только в концепции нейронных шейдеров, но и в новой технологии рендеринга лиц персонажей RTX Neural Faces. Ее модель обучается на наборе изображений, созданных с помощью реальных фотографий лиц людей, чтобы потом максимально «живо» перенести их в 3D. Эти данные комбинируются с заранее подготовленными расчетами освещения и мимики, обеспечивая персонажу реалистичный внешний вид и передачу эмоций.

Помимо Neural Faces, пакет RTX Kit предоставляет целый набор технологий для создания реалистичной кожи и волос (RTX Hair):

• Subsurface Scattering (SSS) — алгоритм подповерхностного рассеивания света, который точно визуализирует освещение и прозрачность кожи.

• Linear Swept Spheres (LSS) —при расчетах трассировки лучей на волосах использует сферические примитивы вместо треугольных, за счет чего повышается производительность.

• Disjoint Orthogonal Triangles Strips (DOTS) — схожая технология для графических процессоров, не поддерживающих сферические примитивы. Сохраняет основные преимущества LSS при использовании треугольных примитивов.

• Enhanced analytical Bi-Directional Scattering Distribution Function (BSDF) — техника двунаправленного рассеяния света, обеспечивающая реалистичное затенение прядей волос.

Поддержка оборудованием

Основная масса технологий из пакета RTX Kit может работать с любыми графическими процессорами, совместимыми с графическим API DirectX 12 Ultimate. Его поддержка начинается с линеек видеокарт NVIDIA RTX 2000, AMD RX 6000 и Intel Arc Alchemist. Часть технологий совместима только с картами NVIDIA RTX, а для некоторых понадобятся наиболее «свежие» карты серий RTX 4000 и RTX 5000.

Однако поддержка любым современным ГП не означает, что технологии будут работать на всех видеокартах одинаково. Для хорошей производительности при использовании нейронной компрессии текстур NVIDIA рекомендует видеокарты линейки RTX 4000. И неспроста — именно у них появилась поддержка вычислений с плавающей запятой в формате FP8, удваивающая производительность по сравнению с более распространенными вычислениями FP16. То же самое касается и прочих алгоритмов, основанных на нейросетевых расчетах: чем выше темп вычислений с плавающей запятой, тем быстрее они должны работать. И лидер тут, неожиданно, именно последняя линейка RTX 5000 с поддержкой FP4.

У моделей серии RTX 3000 темп подобных расчетов заметно меньше — от двух до трех раз по сравнению даже с RTX 4000. Но самый низкий он среди решений NVIDIA у линейки RTX 2000. Поэтому на производительность старых видеокарт задействование нейронных технологий будет влиять больше всего.

Текущие серии AMD RX 7000 и Intel Arc Battlemage имеют поддержку только формата FP16, из-за которого общий темп выполнения подобных вычислений у них довольно невысок. По идее, в этом плане они должны оказаться примерно на уровне серии RTX 3000. Вопрос лишь в том, как NVIDIA реализует работу расчетов на ГП конкурентов. Не исключено, что нейронные технологии будут работать на них медленнее предполагаемого. А вот алгоритмы, использующие для вычислений шейдеры, должны исполняться достаточно быстро.

Влияние на производительность

Некоторые технологии из пакета RTX Remix предназначены для упрощения расчетов. В теории, это должно помочь повысить производительность. Но на практике разработчики игр вряд ли будут пользоваться ими для этого. Наиболее вероятен сценарий, что за счет меньшей ресурсоемкости эффектов они предпочтут усложнить их, чтобы сделать картинку качественнее. Например, добавить реалистичности волосам героя при сохранении той же производительности, что была доступна ранее.

Ну а в играх, «напичканных» технологиями из RTX Kit, производительность при их активации будет заметно ниже. Тут играют роль не только сами технологии, но и то, что NVIDIA все больше делает ставку на трассировку пути вместо упрощенной трассировки лучей. Справиться с ней под силу лишь предтоповым и топовым картам двух последних поколений — RTX 4000 и RTX 5000. Впрочем, чтобы оставаться на острие прогресса современной 3D-графики, всегда нужно было иметь современную производительную видеокарту. И 2025 год тут не стал исключением.

Есть ли схожие технологии у AMD?

У компании AMD нет аналогичного пакета игровых технологий, но некоторые схожие решения все же имеются. Например, представленная в 2024 году AMD Neural Texture Block Compression (NTBC). Нейросеть NTBC обучена на сопоставлении несжатых текстур с их аналогами, сжатыми стандартными методами Block Compression (BC). Она используется вместо BC для сжатия текстур, кодируя одинаковые участки с помощью алгоритма Multi-Layer Perceptions (MLPs).

Такой подход позволяет экономить до 70 % места на диске. Используя его для проекта с большими объемами высококачественных 4К-текстур, можно значительно сократить размеры игры. Например, со 150 до 45 ГБ.

Работа нейросети NTBC вносит свою задержку в рендеринг. Но, по заявлениям AMD, она несущественна. При этом текстуры декодируются из сжатых данных с помощью стандартных методов BC. Это значит, что NTBC при желании можно интегрировать даже в существующие проекты, не говоря о будущих.

Однако пока игр с поддержкой NTBC анонсировано не было. Скорее всего, с распространением видеокарт новой линейки RX 9000 AMD представит больше собственных «нейронных» технологий. Текущая серия RX 7000, несмотря на наличие блоков матричных ускорителей, для этого подходит мало из-за небольшого темпа подобных вычислений.

Итоги

NVIDIA RTX Kit — крупный пакет графических технологий, объединяющий как совсем новые, так и недавно представленные компанией решения. Все они сфокусированы вокруг трассировки лучей и трассировки пути, стремясь сделать картинку с их использованием более приближенной к реальности. А чтобы снизить влияние трассировки на производительность, NVIDIA предлагает разработчикам игр внедрять технологию DLSS 4 и алгоритм уменьшения задержек Reflex 2.

По сути, RTK Kit является продолжателем дела набора NVIDIA GameWorks. Он был запущен 11 лет назад и принес в игры множество разных технологий, которые сделали графику заметно лучше: освещение методом HBAO+, сглаживание TXAA, моделирование волос HairWorks, а также многие другие.

Некоторые технологии из RTX Kit уже используются в графически продвинутых играх. Например, в Cyberpunk 2077 и Alan Wake 2. Со временем таких проектов будет становиться все больше. Но стоит помнить: как и в свое время в случае с набором GameWorks, чтобы увидеть все преимущества новых техник с достаточным FPS, потребуется производительная видеокарта NVIDIA из двух последних поколений.