Введение в технологию RT-ядер NVIDIA
RT-ядер (Ray Tracing cores) — это специализированные вычислительные блоки, появившиеся в архитектуре видеокарт NVIDIA начиная с поколения Turing (RTX 20-серия). Они оптимизированы для ускорения трассировки лучей в реальном времени, что существенно повышает качество освещения, отражений и теней в современных играх. С тех пор NVIDIA выпустила несколько поколений RT-ядер: Turing, Ampere (RTX 30-серия) и Ada Lovelace (RTX 40-серия).
Основные характеристики RT-ядер разных поколений
| Поколение | Архитектура | Число RT-ядер | Ускорение трассировки | Поддерживаемые технологии |
|---|---|---|---|---|
| Turing (RTX 20) | TU102 и др. | 272 (RTX 2080 Ti) | Первое поколение RT-ядер | DXR, Ray Tracing, DLSS 1.0 |
| Ampere (RTX 30) | GA102 и др. | 82 (RTX 3060) – 84 (RTX 3090) | Улучшенное ускорение вдвое | DXR, Ray Tracing, DLSS 2.0 |
| Ada Lovelace (RTX 40) | AD102 и др. | 144 (RTX 4070) – 128 (RTX 4090, сложное деление ядер по специфике) | Значительное улучшение с оптимизациями | DXR, Ray Tracing, DLSS 3.0 |
Стоит отметить, что ключевым фактором производительности является не просто количество RT-ядер, а их архитектурные особенности, пропускная способность и способность совместной работы с другими блоками GPU.
Методика сравнения производительности RT-ядер
Для объективного сравнения RT-ядер различных поколений NVIDIA были выбраны несколько игр с встроенной трассировкой лучей, которые позволяют задействовать все возможности технологий DXR и DLSS:
- Cyberpunk 2077 (2022)
- Control (2019)
- Metro Exodus Enhanced Edition (2021)
- Minecraft RTX (Reflections Test)
Тесты запускались в одинаковых игровых сценах с фиксированными настройками графики, разрешением 1440p, включённым RT (Ultra) и DLSS в режиме качества. Модели видеокарт и конфигурация тестовых систем оставались идентичными, чтобы исключить влияние процессора и ОЗУ.
Результаты тестов и сравнительный анализ
| Игра | RTX 2080 Ti (Turing) | RTX 3080 (Ampere) | RTX 4080 (Ada Lovelace) |
|---|---|---|---|
| Cyberpunk 2077 (FPS) | 38 | 59 | 85 |
| Control (FPS) | 45 | 72 | 110 |
| Metro Exodus EE (FPS) | 33 | 60 | 95 |
| Minecraft RTX (FPS) | 50 | 85 | 130 |
Из таблицы прослеживается значительный рост производительности RTX 3080 по сравнению с RTX 2080 Ti — от 50% до почти 80%, а также существенный скачок в поколении Ada Lovelace (RTX 4080), который в среднем увеличивает FPS еще на 40–50% по сравнению с Ampere.
Факторы, влияющие на рост производительности RT-ядер
- Увеличение тактовых частот: каждое новое поколение характеризуется более высоким рабочим частотам RT-ядер.
- Оптимизация архитектуры: улучшена эффективность работы с трассировкой лучей на уровне пайплайна.
- Совместимость с DLSS: новые версии DLSS, особенно DLSS 3.0, дополняют RT-ядра, обеспечивая более высокую частоту кадров.
- Улучшенная пропускная способность памяти: это снижает узкие места при обработке сложных сцен с высокой детализацией.
Примеры реальных игровых сцен
Cyberpunk 2077
В сцене с интенсивным освещением неона и отражениями на мокром асфальте RTX 2080 Ti испытывает ощутимую нагрузку, падая до 35–40 FPS. RTX 3080 позволяет комфортно играть на 55–60 FPS, а RTX 4080 — стабильно выше 80 FPS без снижения качества трассировки.
Control
Известный своей продвинутой трассировкой лучей игровой район «The Maintenance Sector» демонстрирует, что RTX 2080 Ti часто стабилизируется на 40–45 FPS, в то время как RTX 3080 достигает порядка 70 FPS, а RTX 4080 — более 100 FPS, что обеспечивает беспрецедентно плавный опыт с ультра-настройками.
Заключение
Сравнительный анализ производительности RT-ядер разных поколений NVIDIA демонстрирует очевидный прогресс в технологиях трассировки лучей. Архитектуры Ampere и Ada Lovelace предлагают не просто увеличение количества ядер, но и качественно новый уровень обработки лучей, что способствует более реалистичному и плавному игровому процессу.
Мнение автора:
«При выборе видеокарты для игр с продвинутой трассировкой лучей стоит акцентировать внимание не только на количестве RT-ядер, но и на архитектурных улучшениях и поддержке новых версий DLSS. В настоящее время оптимальным выбором для игр с RT является поколение Ada Lovelace, которое обеспечивает наилучшее соотношение производительности и качества картинки.»
Однако если бюджет ограничен, Ampere (RTX 30-серия) по-прежнему остаётся отличным выбором для комфортной игры с трассировкой, а Turing — хороший вариант для тех, кто хочет попробовать RT с минимальными вложениями.
Рекомендации
- Для максимальной производительности с трассировкой лучей — RTX 40-серия (Ada Lovelace).
- Для баланса цены и качества — RTX 30-серия (Ampere).
- Для ознакомления и ограниченного бюджета — RTX 20-серия (Turing) с DLSS.
Таким образом, RT-ядра продолжают играть ключевую роль в визуальном развитии игр, и будущее технологии выглядит весьма перспективно благодаря постоянному совершенствованию архитектур NVIDIA.