Nvidia’s 2000-series cards make real-time ray tracing possible

Seit Mitte der 90er Jahre ist der heilige Gral der Spielbeleuchtung das Raytracing. Es ist die beste Annäherung an das Verhalten des Lichts in der realen Welt, ohne einfach jeden einzelnen Lichtstrahl zu rendern. Ob Sie es glauben oder nicht, Raytracing ist tatsächlich effizient, obwohl es so leistungsstarke Hardware benötigt, dass wir nicht erwarten, dass es noch mindestens ein Jahrzehnt lang möglich sein wird.

Doch wir befinden uns im Jahr 2018 und die neuen Grafikkarten der 2000er-Serie von Nvidia sind tatsächlich in der Lage, dies zu tun. Es ist zwar kein echtes Raytracing, wie es in den 90er Jahren postuliert wurde, aber es werden einige clevere Tricks und einige einzigartige ASIC-Kerne auf den neuen Karten verwendet, um es realisierbar zu machen, und das Ergebnis ist etwas, das spektakulär aussieht.

Wir wollen uns also ansehen, was es mit dieser Technologie auf sich hat und wie Nvidia sie möglich gemacht hat.

Was ist Raytracing?

Raytracing ist eine Technologie zur umgekehrten Beleuchtung, die einen cleveren Trick verwendet, um den Prozess weniger ressourcenintensiv zu machen. Anstatt das Licht von der Quelle in eine Szene zu modellieren und es dann rundherum zu reflektieren, bis es die 2D-Scheibe erreicht, mit der der Spieler in die Welt blickt, wird es andersherum gemacht. Bei der Strahlenverfolgung wird eine Linie von der 2D-Scheibe zu den Objekten in der Welt verfolgt und reflektiert, bis sie eine Lichtquelle findet. Wenn das nicht innerhalb von ein paar Reflexionen gelingt, liegt das Objekt im Schatten. Wenn es das tut, ist es beleuchtet. Wenn genügend dieser Strahlen berechnet werden, erhalten Sie eine realistische Beleuchtung in Echtzeit, bei der nicht jeder Lichtstrahl in der gesamten Szene gerendert werden muss.

Das ist aber immer noch verdammt viel Licht. Deshalb haben wir bisher nur bestimmte technische Demos gesehen, mit speziell entwickelten Szenarien auf speziell entwickelter Hardware. Die neue Lösung von Nvidia ist sowohl viel allgemeiner als auch viel spezifischer.

Die RT-Kerne

Along with the additional CUDA cores and the use of GDDR6 memory in the 2000-series GPUs leading to increased general performance, the real reason that ray tracing is possible with Nvidia’s new graphics cards are the RT cores. These are specific designed chips that do one thing and one thing well: handle ray tracing calculations.

Sie beschleunigen den Prozess des Renderings von ray-traced Beleuchtung in Echtzeit um einen enormen Faktor. Nvidia behauptet, dass eine 2070 schneller ist als zwei Titan XP-Grafikkarten bei demselben Prozess und dass eine 2080 Ti 10 Mal schneller ist als ihr Vorgänger.

Aber auch sie verwenden clevere Tricks und Näherungen, um das Raytracing zu ermöglichen. Zusammen ermöglichen sie all die schönen Spiegelungen in Spielen wie Battlefield V und Shadow of the Tomb Raider. Es gibt zwar erste Hinweise darauf, dass die Bildwiederholraten selbst bei voller Auslastung der RT-Kerne nicht besonders gut sind, aber das kann sich mit neuen Treibern, die nach der Veröffentlichung der Spiele und Karten verfügbar sind, durchaus verbessern.

Zweifellos wird Nvidia die Fähigkeiten der RT-Kerne und der 2000er-Serie im Allgemeinen auch in den nächsten ein bis zwei Jahren weiter steigern.

Tensor cores

Obwohl sie für das Raytracing viel weniger wichtig sind als die RT-Kerne, verfügen Nvidia-GPUs der 2000er-Serie auch über so genannte Tensor-Kerne. Diese sind ähnlich aufgebaut wie die RT-Kerne, führen aber stattdessen KI-Berechnungen durch. Sie ermöglichen ein neues, KI-gesteuertes Supersampling-Anti-Aliasing, das viel intelligenter und detaillierter ist als temporales Anti-Aliasing. Dank der neuen Hardware ist es auch viel effizienter.

Eine solche Technologie soll dazu beitragen, Texturen, Polygone und Schatten zu glätten, wie man es noch nie zuvor gesehen hat.

Kosten

All das hat allerdings seinen Preis. Die Nvidia 2070 wird bei der Markteinführung zwischen $500 und $600 kosten, während die 2080 Ti bis zu $1.200 kosten kann, wenn du die Founders Edition kaufst. Das ist verdammt viel Geld im Vergleich zu den Grafikkarten der 900er oder 1000er Serie, als diese auf den Markt kamen. Das könnte daran liegen, dass Nvidia nicht viel Konkurrenz von AMD spürt, oder dass die neue Hardware einfach nur teuer in der Herstellung ist.

Wie auch immer, wir raten davon ab, eine Karte vorzubestellen. Warten Sie ab, bis wir sehen, wie die Leistung dieser Karten in der Praxis aussieht, bevor Sie sich eine kaufen.