A fine del terzo trimestre 2018, Nvidia ha commercializzato nuovi modelli caratterizzati dalla sigla RTX, nomenclatura che indica l’implementazione del Ray-Tracing in tempo reale, intelligenza artificiale e shading programmabile. Ma cos’è il Ray Tracing e come è stato implementato nelle nuove GeForce RTX?
Emulando il comportamento fisico della luce, la tecnologia Ray Tracing mira a riprodurre un’illuminazione realistica delle scene. L’algoritmo segue la proiezione dei raggi di luce e calcola il suo percorso all’interno della scena, per ricostruire realisticamente riflessi, rifrazioni ed ombre. Gli RT Core si occupano di calcolare in tempo reale la traiettoria che la luce segue dalla sorgente fino al punto di osservazione, calcolando i fenomeni intrinseci di riflessione o rifrazione. Con il debutto delle nuove RTX, il Ray Tracing, è accreditato come la tecnologia di rendering che potrebbe sostituire la rasterizzazione, in cui gli oggetti vengono invece rappresentati tridimensionalmente da poligoni o triangoli e l’illuminazione viene gestita a partire dalla fonte di illuminazione nella scena. Il condizionale è d’obbligo poichè ad oggi la potenza di calcolo dei nuovi chip risulta insufficiente ad elaborare in tempo reale la rifrazione sugli oggetti di miliardi di raggi di luce. Il passaggio sembra destinato ad essere graduale: le attuali RTX usano infatti un metodo ibrido per il rendering delle scene: si continua ad utilizzare la rasterizzazione demandando al Ray Tracing riflessioni, rifrazioni e ombre. Così facendo si apprezzano i benefici in termini di resa visiva, ma si è cercato di contenere il decadimento in termini di framerate derivante dalla maggiore mole che il RT comporta.
Il cuore della RTX 2080 è un chip con architettura Touring che segna il passaggio ai 12 nanometri, dai 16nm della precedente generazione Pascal. Costituito da 3 blocchi computazionali: uno occupato dai Turing SM (Streaming Multiprocessors), uno dai nuovi Ray Tracing Cores – che si occupano dei calcoli dedicati all’illuminazione, e l’ultimo dai Tensor Cores – legati all’intelligenza artificiale – che effettuano elaborazioni adibite al gaming.
La serie RTX introduce anche una nuova modalità di anti-aliasing chiamata DLSS (Deep Learning Super-Sampling) che sfrutta l’AI per migliorare l’immagine, con una qualità visiva simile a quella offerta dal TAA (Temporal Anti-Aliasing), ma con un impatto prestazionale drasticamente inferiore. Per far ciò NVIDIA elabora le immagini dei giochi ad alta risoluzione e tramite aggiornamenti driver, istruisce i Tensor Core mediante l’I.A. su come renderizzare al meglio le scene e con il minimo spreco di risorse. Il DLSS dei data center NVIDIA si “allena” costantemente con dati provenienti da nuovi giochi.
Un’altra novità è VRS (Variable Rate Shading) con cui si introduce l’ombreggiatura a velocità variabile, ovvero permette di modificare selettivamente il tasso di ombreggiatura (Shading) sugli elementi di una scena in base all’importanza che possono avere sulla resa visiva finale. Ciò incide sulle prestazioni tra il 15% ed il 20%, senza perdite qualitative. Ricordiamo infatti che uno shading più alto migliora la resa visiva ma impatta sulle prestazioni.