Ormai non si tratta solamente di produrre la scheda grafica migliore nei termini del rapporto qualità prezzo. AMD e NVIDIA si stanno sfidando anche sul fronte dei servizi e delle tecnologie innovative in grado di migliorare drasticamente l'esperienza di gioco. Dopo aver implementato entrambe delle soluzioni per il Ray Tracing, la sfida sta continuando sulle tecnologie di upscaling, le quali offrono una notevole libertà sia agli sviluppatori che agli utenti finali.
Stiamo parlando chiaramente del Deep Learning Super Sampling (DLSS) di NVIDIA e della FidelityFX Super Resolution (FSR) sviluppata da AMD. Due soluzioni che puntano a risolvere lo stesso problema, anche se lo fanno in modo sostanzialmente diverso. Nate per essere sfruttate sul personal computer, questi complessi algoritmi stanno per approdare anche sulle classiche console da gioco.
Per questo motivo, che siate giocatori PC o console, abbiamo deciso di approfondire l'argomento, spiegandovi nel dettaglio come funziona il DLSS e la FSR, cercando di evidenziare quali sono le maggiori differenze ed i relativi vantaggi e svantaggi delle due soluzioni adottate.
Cos’è NVIDIA DLSS?
Il Deep Learning Super Sampling è una tecnologia progettata da NVIDIA con l'arrivo delle schede grafiche della serie GeForce RTX 2000 e che si basa sull'uso intensivo dei Tensor Core presenti nella GPU. Lo scopo del DLSS è quello di ricreare un'immagine in alta risoluzione partendo da una risoluzione inferiore con una perdita minima di qualità.
Un vero e proprio upscaling, basato però su tecnologie avanzate ed un complesso algoritmo implementato dagli ingegneri NVIDIA. Il DLSS lavora in tempo reale, aumentando la risoluzione fotogramma dopo fotogramma all'interno di un videogioco. Così facendo la GPU ha un carico di lavoro inferiore e può quindi dedicare la sua potenza all'aumento della frequenza dei fotogrammi, oppure all'utilizzo di ulteriori dettagli grafici.
Partendo da una risoluzione 1080p per generare un fotogramma in 4K, l'algoritmo deve predire la disposizione di altri 6,2 milioni di pixel. Per farlo in maniera ottimale utilizza quattro diverse tipologie di input ad ogni fotogramma generato:
- l'immagine renderizzata dal motore di gioco in 1080p
- i vettori di movimento dell'immagine 1080p, creati dal motore di gioco
- il fotogramma precedente renderizzato in 4K tramite il DLSS
- un enorme database di immagini in 16K prese da diversi elementi di numerosi giochi per allenare l'intelligenza artificiale
Combinando insieme questi elementi si ottiene un risultato finale pressoché identico ad un fotogramma con risoluzione 4K nativa. Inoltre, essendo un algoritmo basato sul machine learning e su complesse strutture di intelligenza artificiale, il DLSS è in grado di migliorarsi con il tempo, ottenendo un numero sempre maggiore d'iterazioni all'interno di numerosi videogiochi.
NVIDIA garantisce una compatibilità molto ampia con i motori di gioco più popolari. Gli sviluppatori però devono "addestrare" il proprio videogioco ad utilizzare tale tecnologia nella maniera più corretta, per poter sfruttarne tutti i vantaggi. Per questo motivo attualmente i titoli compatibili con il DLSS sono circa una sessantina, ma NVIDIA vuole espandere tale numero in futuro, rendendo l'implementazione ancora più semplice.
Cos’è AMD FidelityFX Super Resolution?
Super Resolution è solamente una parte della famiglia di effetti chiamata FidelityFX. AMD ha realizzato questo pacchetto di miglioramenti e tecnologie con l'obiettivo di perfezionare le performance e la resa visiva in gioco. All'interno di questa suite troviamo anche i seguenti effetti: Contrast Adaptive Sharpening, Denoiser, Variabile Shading, Ambient Occlusion, Screen Space Reflection e chiaramente la Super Resolution. Andiamo dunque a vedere nel dettaglio come lavora la FSR per produrre un upscaling dell'immagine in tempo reale.
Contrariamente a quanto accade con la tecnologia NVIDIA, la FidelityFX Super Resolution lavora esclusivamente sul fotogramma corrente, proponendo una tecnica ibrida di upscaling spaziale lineare e non lineare. Il fotogramma generato a bassa risoluzione viene portato ad una risoluzione superiore tramite l'upscaling e l'utilizzo di tecniche di antialiasing e sharpening. In questo modo si ottiene un risultato migliore, risparmiando sulle risorse utilizzate della scheda video.
Questi algoritmi possono essere utilizzati da numerose GPU, in quanto presentano semplicemente una soluzione più avanzata di upscaling, senza la necessità di contare sul machine learning o sull'intelligenza artificiale. Il risultato finale è veramente apprezzabile, così come la semplicità con cui gli sviluppatori possono implementare l'algoritmo nel loro videogioco. Non serve infatti alcun addestramento, quindi ci aspettiamo una rapida adozione in seguito al suo rilascio.
DLSS vs FSR
Arriviamo dunque a rispondere alla domanda che molti si sono posti: è meglio il DLSS o la FSR? Nelle prime prove fatte abbiamo notato una resa molto simile tra le 2 tecnologie. L'impatto generale è dunque quasi identico, anche se non abbiamo ancora avuto modo di metterli testa a testa per la mancanza di videogiochi compatibili con entrambe le tecnologie. Pazientate comunque ancora qualche giorno per avere un approfondimento con svariati benchmark di AMD Super Resolution.
Quando si vanno però ad analizzare i dettagli, allargando l'immagine con lo zoom, le differenze appaiono più concrete. La soluzione di AMD non si discosta poi così tanto dalle classiche tecniche di upscaling, già ampiamente diffuse in diversi motori di gioco e quindi anche nei videogiochi stessi. L'algoritmo avanzato di NVIDIA, basato sull'intelligenza artificiale e sul machine learning, è sicuramente superiore, proprio per la sua natura più complessa. Il DLSS ha bisogno infatti di un hardware dedicato e lavora su quattro fonti diverse per realizzare il fotogramma successivo.
La FidelityFX Super Resolution invece prende in considerazione esclusivamente il singolo fotogramma, facendo un classico upscaling con diverse calibrazioni realizzate ad hoc. Inoltre, il DLSS migliora con il tempo grazie al machine learning e al continuo ampliamento del database di immagini in 16K con le quali lavora fotogramma dopo fotogramma. La FSR ha come vantaggio il fatto di poter essere utilizzate su virtualmente tutte le GPU esistenti e non richiede un apposito addestramento da parte degli sviluppatori (necessario invece per il DLSS).
Immaginiamo dunque che la quantità di titoli in grado di supportare la FSR aumenterà vertiginosamente nei prossimi mesi, soprattutto per la possibilità di approdare anche sulle console di nuova generazione.
DLSS esclusivo, FSR aperto a tutti
Esiste un'ulteriore, importante differenza tra le due tecnologie realizzate da questi colossi dell'industria dei semiconduttori. AMD con la FidelityFX Super Resolution ha pensato di proporre una soluzione open source, disponibile per tutti. Questo significa che potrete utilizzare la FSR sia se state utilizzando le schede video NVIDIA che quelle AMD. Ma a livello teorico anche con GPU di qualsiasi altro produttore video.
In particolare è già stato rilasciato un elenco dettagliato dell'hardware compatibile con la FidelityFX Super Resolution che vi elenchiamo per praticità:
- AMD Radeon RX 6000 / 6000M
- AMD Radeon RX 5000 / 5000M
- AMD Radeon VII
- AMD Radeon serie RX Vega
- AMD Radeon serie 600
- AMD Radeon serie RX 500
- AMD Radeon RX 480 - 470 - 460
- CPU Ryzen con grafica AMD Radeon (Desktop e Mobile)
- NVIDIA GeForce serie RTX 3000 e 2000
- NVIDIA GeForce serie GTX 1600 e 1000
Per poter utilizzare il Deep Learning Super Sampling invece dobbiamo possedere una GPU contenente dei Tensor Core, che sono parte integrante delle schede video realizzate esclusivamente da NVIDIA, pena una riduzione enorme di prestazioni. Le schede video in grado di gestire questa tecnologia sono quelle appartenenti alle serie GeForce RTX 2000 e 3000, sia mobile che desktop.
Entrambi sono gratuiti
La FidelityFX Super Resolution di AMD ed il DLSS di NVIDIA sono due tecnologie completamente gratuite per gli utenti finali. Si tratta di fatto di un'impostazione grafica aggiuntiva, presente nei titoli compatibili. I videogiochi che la supportano vi garantiscono l'accesso a tale tecnologia direttamente dalle impostazioni grafiche una volta avviato il software.
Nel caso di NVIDIA dovete chiaramente disporre di una scheda video compatibile con il DLSS come menzionato poc'anzi. Attualmente solamente alcuni titoli supportano queste innovative tecnologie, quindi se puntate a sfruttarle sul vostro sistema di gioco, vi consigliamo sempre di informarvi se il titolo possiede la compatibilità con il DLSS o la FSR.
Anche i successivi aggiornamenti che miglioreranno la tecnologia saranno completamente gratuiti, anche se nel caso di NVIDIA, è possibile che prima o poi le schede video più datate, saranno escluse dalle versioni più recenti di DLSS.
Gli aggiornamenti ad entrambe le tecnologie sono disponibili all'interno dei driver NVIDIA e AMD.
Modalità di utilizzo
Entrambe le tecnologie trattate in questo articolo dispongo di diverse modalità d'uso. A seconda delle esigenze dell'utente finale, queste possono essere selezionate nelle impostazioni di gioco per offrire diversi risultati. Essenzialmente si va dalla modalità "Performance", dove viene privilegiata la frequenza dei fotogrammi, fino ad arrivare alla "Quality" dove invece si punta a raggiungere la massima resa visiva a discapito del frame rate.
In qualsiasi caso le performance generali ottenute in un videogioco vengono migliorate, oppure se si preferisce, il carico della GPU viene diminuito per avere più libertà di personalizzazione delle impostazioni.
La FidelityFX Super Resolution dispone delle seguenti modalità d'uso con il relativo fattore di scaling della risoluzione ed il relativo aumento dei fotogrammi (in questo caso ci riferiamo al gioco Godfall, uno dei primi compatibili con la tecnologia AMD):
- Modalità Ultra Quality con fattore di scaling 1,3x e boost dei fotogrammi di circa il 140%
- Modalità Quality con fattore di scaling 1,5x e boost dei fotogrammi di circa il 155%
- Modalità Balanced con fattore di scaling 1,7x e boost dei fotogrammi di circa il 195%
- Modalità Performance con fattore di scaling 2x e boost dei fotogrammi di circa il 210%
Per quanto riguarda invece il Deep Learning Super Sampling di NVIDIA, troviamo altrettante modalità d'uso, che a seconda del gioco utilizzato portano a dei vantaggi in termini di risoluzione finale o un aumento del frame rate complessivo. In particolare NVIDIA ha realizzato le seguenti modalità:
- Modalità Quality pensata per privilegiare una risoluzione maggiore senza appesantire troppo la GPU
- Modalità Balanced pensata per trovare il perfetto bilanciamento tra risoluzione e frequenza dei fotogrammi a seconda della configurazione usata dall'utente
- Modalità Performance aumenta i fotogrammi al secondo senza perdere la qualità visiva
- Modalità Performance Ultra aumenta vertiginosamente i fotogrammi al secondo a discapito della risoluzione e qualità visiva
Cosa troveremo su Playstation 5 e Xbox Series X|S?
Le console di nuova generazione dispongono di un'unità di calcolo creata con l'architettura RDNA2 di AMD. Non avendo quindi a disposizione i Tensor Core NVIDIA necessari per poter utilizzare il DLSS, Playstation 5 e Xbox Series X|S potranno contare esclusivamente sulla FidelityFX Super Resolution.
I primi titoli che supporteranno questa tecnologia arriveranno probabilmente alla fine dell'anno, con AMD che ha già annunciato il supporto ad esempio su Far Cry 6 (attualmente solo su PC). Le console di nuova generazione hanno tremendamente bisogno di questa tecnologia per poter garantire una risoluzione 4K a 60 fotogrammi al secondo. Abbiamo già visto come parecchi titoli di lancio Playstation 5 ed Xbox Series X abbiano faticato a mantenere una risoluzione 4K nativa con un'elevata frequenza di fotogrammi. L'arrivo della FidelityFX Super Resolution risolverà questo problema, dando maggiore libertà agli sviluppatori nella fase di progettazione del software con una migliore distribuzione delle risorse di sviluppo.
Le console di nuova generazione supportano anche frequenze di fotogrammi fino a 120 FPS. Sacrificando qualche dettaglio grafico ed impostando la FidelityFX nella modalità "Performance" si andrebbero a raggiungere frame rate elevati per i titoli più competitivi. Quella che però potrebbe godere maggiormente dei vantaggi offerti dalla tecnologia AMD è indubbiamente Xbox Series S.
Nata come una versione depotenziata della sua sorella maggiore, questa console punta ad una risoluzione 1440p a 60 fotogrammi al secondo. Xbox Series S però ha già dimostrato di faticare a reggere i primissimi titoli usciti, probabilmente per mancanza di potenza. La FidelityFX Super Resolution potrebbe quindi presentare una manna dal cielo per i possessori di questa console, che potranno godersi i titoli con una frequenza di fotogrammi elevata, senza sacrificare troppo la risoluzione e la qualità d'immagine complessiva. O addirittura vedere qualche videogioco in grado di raggiungere persino i 4k senza sacrificare i 60 FPS.
Cosa ci attende su Nintendo Switch?
Contrariamente alle console Sony e Microsoft, Nintendo Switch utilizza un processore grafico NVIDIA TEGRA. L'hardware però è piuttosto datato, infatti non supporta il DLSS, anche se ne avrebbe tremendamente bisogno. La console ibrida Nintendo soffre parecchio se utilizzata sui TV 4K, avendo una risoluzione in uscita di soli 1080p. Per questo motivo si vocifera tanto l'arrivo di una versione "Pro" di Nintendo Switch, dotata magari di un hardware in grado di supportare il DLSS.
La tecnologia NVIDIA potrebbe tornare utile anche in modalità portatile, dove il DLSS permetterebbe di risparmiare energia e prolungare quindi l'autonomia della console. Una volta connessa al dock il DLSS invece dovrebbe permettere alla GPU di aumentare la risoluzione in uscita, utilizzando un hardware meno prestante tipico di una macchina da gioco portatile. La seconda opzione vociferata per risollevare tecnicamente Nintendo Switch sarebbe quella di proporre esclusivamente un nuovo dock.
All'interno di quest'ultimo potrebbero esserci un chip NVIDIA con i Tensor Core necessari a far funzionare il DLSS. Ipoteticamente in questo modo si potrebbe continuare ad usare l'attuale versione della console, ottenendo però una qualità visiva superiore quando collegata a un TV 4k.
