Um mergulho no Ray tracing PC: Radeon RX 6800 XT vs GeForce RTX 3080

Quebrar a forma como o RT realmente funciona - e como as arquiteturas AMD e Nvidia se comparam.

A novíssima arquitetura RDNA 2 da AMD chegou para PCs desktop através da linha de placas gráficas RX 6000 - e é um lançamento importante, trazendo consigo total suporte de hardware para o conjunto de características DirectX 12 Ultimate, incluindo o DXR API. Sim, o ray tracing é agora parte integrante das peças de topo de gama da AMD, e queríamos saber quão eficaz é a rendição da tecnologia Radeon no RX 6800 XT - e como se compara ao seu rival mais próximo, a RTX 3080. Os benchmarks mostraram que a tecnologia de segunda geração da Nvidia é mais rápida do que a oferta de estreia da AMD, mas qual é a história completa aqui?

Para ajudar a montar isto, a XFX enviou-me da sua fábrica uma unidade overclock da RX 6800 XT, especificamente a edição Speedster Merc 319 da placa. Utilizando o seu próprio design de cooler tri-fan, esta placa monstruosa fornece boost clocks a 2340MHz, cerca de cinco por cento mais altos do que o modelo de referência, mas já o vi chegar rotineiramente aos relógios na casa de 2400MHz e mais além. Embora a placa XFX tenha uma nova marca, a filosofia do design tem muito em comum com a sua anterior gama 'THICC'. O refrigerador é certamente semelhante, e faz um bom trabalho em manter as temperaturas na gama baixa dos 70 Celsius sob carga. No entanto, como mencionei, é um pouco bestial em termos de fator forma. Certamente em termos da sua granulometria, é necessário assegurar-se de que tem uma folga adequada no seu caso - tem cerca de 34cm ou 13,5 polegadas de comprimento!

Em termos da métricas de ray tracing real, é melhor consultar aqui o vídeo para ver como testei os efeitos RT individuais e como são tratados em cada uma das nossas arquiteturas concorrentes de GPU, mas o objetivo chave deste teste foi isolar fases individuais pipeline de RT para ver como a Nvidia e AMD se comportam, e fazê-lo no contexto de três efeitos RT chave: sombras, reflexos e iluminação global.

Obrigado à XFX por enviar ao Alex a RX 6800 XT Speedster Merc 319 que tornou possível este conteúdo.

Tipicamente, em qualquer cenário de RT, existem quatro passos. Para começar, a cena é preparada no GPU, preenchida com todos os objetos que podem potencialmente afetar o ray tracing. Na segunda etapa, os raios são disparados para dentro da cena, atravessando-a e testados para ver se atingem os objetos. Depois há o passo seguinte, em que os resultados do segundo passo são sombreados - como a cor de um reflexo ou se um pixel está dentro ou fora da sombra. O passo final é o denoising. Como vê, o GPU não pode enviar quantidades ilimitadas de raios a serem rastreados - apenas uma quantidade finita pode ser rastreada, pelo que o resultado final parece bastante ruidoso. O denoising suaviza a imagem, e produz o efeito final.

Assim, há inúmeros fatores em jogo para lidar com o desempenho do RT. Dos quatro passos, apenas o segundo é hardware acelerado - e a implementação real entre a AMD e Nvidia é diferente, com as placas GeForce a terem "grunhidos" adicionais de hardware. O RDNA 2 calcula a passagem de raios nas unidades de computação, introduzindo competição por recursos, enquanto a Nvidia faz isto num processador especializado dentro do núcleo de RT. A primeira fase de configuração pode ter requisitos de CPU significativos, enquanto que as fases de sombreamento e denoising podem ter preferências específicas para certas arquiteturas de GPU. Por exemplo, Quake 2 RTX e Watch Dogs Legion utilizam um denoiser construído pela Nvidia e embora não tenha sido concebido para funcionar mal em hardware AMD (ao qual a Nvidia não teria tido acesso quando o codificaram), foi certamente concebido para funcionar tão bem quanto possível em placas RTX.

Independentemente disso, no vídeo, pretendo ser abrangente na abordagem de todo o ray tracing em ambas as arquiteturas, cobrindo uma série de efeitos. As sombras traçadas pelos raios são testadas em Call of Duty: Black Ops Cold War (um título patrocinado pela Nvidia) bem como Dirt 5 (apoiado pela AMD). Eu dou uma vista de olhos aos reflexos ray tracing em Ghostrunner no Unreal Engine 4, onde posso examinar o efeito com algum grau de afinação, e claro, os reflexos de Watch Dogs Legion são também colocados ao microscópio. Escolhi este porque o hardware AMD RT é utilizado nas consolas para produzir o efeito, mais através do modding, posso aceder tanto à consola como aos denoisers Nvidia. Com a iluminação global rastreada por raios, o incrível Metro Exodus da 4A Games é testado em profundidade, enquanto eu olho para um exemplo mais extremo através do Quake 2 RTX - que agora funciona tanto no hardware AMD como no Nvidia RT, graças à integração de extensões Vulkan RT finalizadas.

A revisão do Fundição Digital das placas BIG NAVI, e como elas se acumulam em termos mais gerais contra os seus homólogos da Nvidia.

Então, qual o takeaway? Penso que há aqui alguns resultados intrigantes. As sombras traçadas pelos raios são geralmente pouco exigentes em recursos tanto na RX 6800 XT como na RTX 3080 - com a RTX 3080 a ver ganhos mínimos em cenários mais baixos, que depois aumentam à medida que a qualidade do ray tracing é aumentada em cenários mais altos, num jogo como o Call of Duty Black Ops. Para reflexões ray tracing, o efeito é muito mais exigente no hardware GPU, mas a vitória visual é mais pronunciada em muitos cenários. Quanto maior for a aleatoriedade dos raios refletidos e maior for a quantidade de raios disparados, maior será a RTX 3080 em comparação com a RX 6800 XT, reproduzindo em quase metade do tempo em certas configurações. A vantagem de eficiência da RTX 3080 diminuiu após um certo ponto de viragem, e eu vi a mesma coisa com a iluminação global: a RTX 3080 podia renderizar o efeito em quase metade do tempo no Metro Exodus, ou mesmo um terço do tempo no Quake 2 RTX, mas aumentando a quantidade de raios após este ter visto a RTX 3080 a ter menos vantagem.

Em geral, a partir destes testes parece que quanto mais simples é o ray tracing, mais semelhantes são os tempos de renderização para o efeito entre as arquiteturas concorrentes. A placa Nvidia é sem dúvida mais capaz em todo o panorama RT, e a RTX 3080 parece ter perdas de desempenho menos dramáticas à medida que a complexidade do ray tracing aumenta, mas no extremo menos complexo da escala, a AMD é competitiva. Entretanto, Spider-Man: Miles Morales da PlayStation 5 demonstra que o ray tracing Radeon pode produzir alguns resultados impressionantes em efeitos mais desafiantes - e isso é usar um GPU que é significativamente menos potente do que a 6800 XT. E com isso em mente, precisamos de aceitar que o ray tracing no lado do PC ainda está nos seus primórdios, especialmente quando se corre no hardware da AMD. Neste momento, só posso apresentar conclusões gerais a partir de uma amostra representativa, mas ainda pequena. Até agora, apenas vimos sombras de RT em títulos patrocinados pela AMD, e estou ansioso por ver como os futuros títulos se desenvolveram em colaboração com a Team Red em efeitos de RT exigentes. Embora o ray tracing esteja connosco no espaço do PC há mais de dois anos, a história está apenas a começar - e mal posso esperar para ver o que vem a seguir.

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Sobre o Autor

Alex Battaglia

Alex Battaglia

Colaborador

Ray-tracing radical, Turok technophile, Crysis cultist and motion-blur menace. When not doing Digital Foundry things, he can be found strolling through Berlin examining the city for rendering artefacts.

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