最高のグラフィックカードは、お気に入りのゲームを、リアルな反射や影など、驚異的な視覚効果でプレイできるはずです。確かに、レイトレーシングは一部のゲームのビジュアルを劇的に向上させるわけではないかもしれませんが、有効にするかどうかは自分で決めるべきです。動作が不安定なだけでロックアウトされるのは困りものです。では、レイトレーシングで最も優れたパフォーマンスを発揮するグラフィックカードはどれでしょうか？そして、NvidiaとAMDにはどのようなパフォーマンスが期待できるでしょうか？それを知るために、私たちは2大グラフィックブランドのレイトレーシング対応GPUをすべてテストしました。
レイトレーシングテストハードウェア
前提はシンプルに聞こえます。すべてのGPUでレイトレーシングのベンチマークテストをいくつか実行するだけです。しかし、レイトレーシング対応のゲームすべてがすべてのGPUで動作するわけではないため、実際にはそれほど単純ではありません。ほとんどのゲームは動作しますが、『Wolfenstein Youngblood』は残念ながらVulkan APIのVulkanRT以前の拡張機能を使用しているため、Nvidia RTXカードが必要です。いつかVulkanRTのパッチがリリースされるかもしれませんが、おそらくそうはならないでしょう。AMDのRX 6000シリーズが発売される前にRTXカードに対応していた既存のゲームの中には、正常に動作しないものもあるでしょうが、私たちが試したゲームのほとんどは問題なく動作しています。
これらのレイトレーシングベンチマークには、AMDとNvidiaの両方のGPUで動作するDirectX Raytracing（DXR）対応ゲーム10本を選定しました。RTハードウェア分野でNvidiaがトップの地位を占めていることを考えると（RTX 20シリーズカードはAMDのRX 6000シリーズより2年以上も前の2018年秋に発売されました）、ほとんどのDXRゲームがNvidiaハードウェア向けに開発されているのは当然のことです。しかし、今後の動向を見据えるため、AMDがDXR対応を推奨している4つのゲームのうち2つを選定しました。開発者によるターゲットを絞った最適化は確かに可能です。
対象となる10 個のゲームは、Bright Memory Infinite、Control、サイバーパンク 2077、Dirt 5、Fortnite、Godfall、Metro Exodus、Minecraft、Shadow of the Tomb Raider、Watch Dogs Legionです。Dirt 5とGodfallは AMD がプロモーションしているゲームで、他のほとんどは Nvidia がプロモーションしています。例外はBright Memory Infiniteで、これは現在、近々リリースされるBright Memoryの拡張バージョンのスタンドアロン ベンチマークとなっています。レイ トレーシングの「適切な」品質レベルでテストしました。これは主に最大設定を意味しますが、サイバーパンク 2077とFortniteでは 1 つか 2 つ設定を落としました。
DXR 以外にも、8 つのゲームがNvidia の DLSS (ディープラーニング スーパー サンプリング) テクノロジをサポートしています。このテクノロジは、AI トレーニング済みのネットワークを使用してフレームのアップスケールとアンチエイリアス処理を行い、パフォーマンスを向上させながら同様の画質を実現します。DLSS は、低解像度でレンダリングしてからアップスケールするとフレーム レートが大幅に向上するため、Nvidia のレイ トレーシング推進において重要な要素であることが証明されています。Metro ExodusとShadow of the Tomb Raiderは現在 DLSS 1.0 を使用しており、見た目はあまり良くなく、他にもいくつか奇妙な点がありました ( Metroは近い将来 DLSS 2.0 にアップデートされる予定です)。そのため、DLSS テストは、DLSS 2.0/2.1 を実装している残りの 6 つのゲームに限定し、これらすべてを品質モードで DLSS を使ってテストしました。品質モードは、2 倍の解像度にアップスケールする最高の画質モードで、テンポラル AA によるネイティブ レンダリングと同様の画像忠実度が得られる傾向があります。
レイトレーシングは非常に高い負荷がかかる傾向があるため、テストは1080pと1440pのみで行うことにしました。Nvidiaのグラフィックカードは、DLSSを利用することで4Kでもプレイ可能なフレームレートを実現できる場合もありますが、ほとんどのグラフィックカードはDXRを利用したネイティブ4Kのゲームには対応していません。まずは各解像度でのネイティブベンチマークを行い、その後DLSS 2.0の品質テストに移ります。
Tom's Hardware の最高のニュースと詳細なレビューをあなたの受信箱に直接お届けします。
1080pでのレイトレーシングベンチマーク
画像
1
の
11
DXRを有効にした状態で1080p Ultraモードで動作させると、複数のカードが安定した60fpsを大きく下回ります。テストスイート全体で平均60fpsを超えたのは、RTX 3060 Ti（RTX 2080 Superとほぼ同等の性能）とRX 6800以上のグラフィックスカードのみです。それでも、パフォーマンスが60fpsを大きく下回るゲームがいくつかあります。
現時点で最もレイトレーシングの負荷が高いゲームは『フォートナイト』で、それに『サイバーパンク2077』と『ブライトメモリー・インフィニット』が僅差で続きます。これらのゲームはいずれも、影、照明、反射など、様々なエフェクトにDXRを使用しているため、高い負荷がかかります。『Control』と『Minecraft』もレイトレーシングエフェクトを多用しており、 『 Minecraft』はNvidiaが「フルパストレーシング」と呼ぶ手法を実際に実装しています。シンプルなブロックグラフィックにより、レイトレーシングの計算が容易になります。
レイトレーシング効果を1つだけ実装しているゲームのほとんど（Dirt 5、Godfall、Shadow of the Tomb Raiderなど）は、RTX 2060をシャドウにのみ使用し、Metroはグローバルイルミネーションに、Watch Dogs Legionは反射に使用しています。RTX 2060は、いくつかのゲームで30fpsを達成するのに苦労していますが、パフォーマンスは向上しています。Godfallもまた興味深いケースで、AMDが推奨しているだけでなく、VRAMの使用量が多いため、12GB未満のVRAMを搭載したカードではパフォーマンスが低下することがあります。
全体的には、3090と3080がトップの栄誉を獲得し、RX 6900 XTとRX 6800 XTがそれに続きます。RTX 2080 TiとRTX 3070は、RX 6800とRTX 3060 Tiと同様に実質的に同点であり、RX 6700 XTとRTX 3060 12GBも近い結果となっています。RTX 2060だけが、他のカードのペースから大きく遅れをとっています。AMDが宣伝した2つのゲームがなければ、RX 6900 XTはRTX 3070に近い結果になっていたでしょうが、ゲームによってパフォーマンスがどのように変化するかを見るのは依然として興味深いものです。AMDのGPUは、 Dirt 5、Fortnite、Godfall、Metro Exodus、Shadow of the Tomb Raiderでかなり良い結果を残しました。
画像
1
の
7
当然のことながら、品質モードでDLSS 2倍アップスケーリングを有効にすると、ランキングは大きく変わります。ベンチマークをDLSS 2.0対応の6つのゲームに限定すると、AMDの最高峰ゲームは、 DLSSを有効にする前のRTX 3060 TiやRTX 3070とほぼ同程度の順位に留まってしまうのです。DLSS品質モードを有効にすると、総合ランキングでRTX 2060だけがAMDの6900 XTと6800 XTに後れを取ります。もちろん、前述の通り、これらのゲームはすべて本質的にNvidiaが強く推奨していますが、その推奨レベルはゲームによって大きく異なります。
RTX 2080 TiがRTX 3070よりわずかに遅れをとっているのも興味深い点です。AmpereのTensorコアはTuring Tensorコアの最大4倍のスループット（生のスループットで2倍、スパース性でさらに2倍）を備えているため、これは当然のことです。メモリとメモリ帯域幅が拡大したにもかかわらず、2080 TiはRTX 3060 Tiよりわずかに速いだけです。
個々のチャートを見ると、CPUの性能制限が大きくなりやすい1080p解像度でも、各GPUの間には依然として大きな差があります。DLSSを有効にすると、RTX 3090と3080といった最上位機種でもパフォーマンスが大幅に向上します。サイバーパンク2077はCPUの性能制限が最も大きく、テストシステムの設定に関わらず80fps弱で止まります。また、ウォッチドッグス レギオンもCPUのボトルネックが発生しているようです。どちらのゲームもNPCキャラクターが多数登場するため、CPUへの負荷が大きくなるのは当然と言えるでしょう。
DLSS品質モードの恩恵を最も受けたのは、Bright Memory InfiniteとFortniteでした。BMIでは、DLSS対応の3060 TiはネイティブRTX 3090とほぼ同等のパフォーマンスを示しましたが、 Fortniteでは、 DLSS対応の3060 Ti以上はネイティブRTX 3090を上回りました。Controlでも大幅なパフォーマンス向上が見られ、RTX 2060でさえ60fpsをクリアできるようになりました。
VRAM がないにもかかわらず、DLSS 対応の RTX 2060 は、RX 6700 XT や RX 6800 よりも全体的なパフォーマンスが優れています。6800 よりも大幅に高速というわけではありませんが、同じ文脈で言及されているということは、DLSS 2.0 がどれほど役立つか、そして AMD が FidelityFX Super Resolution (FSR) をゲーム開発者の手に渡す必要があることを示しています。
現在、DLSS 2.0をサポートするゲームは30本以上リリースされており、DLSSのパフォーマンス向上を実感するためにレイトレーシングを有効にする必要はありません。DLSSをサポートするゲームは、レイトレーシングをサポートするゲームよりもはるかに多く存在します。例えば、レイトレーシングを利用しないDLSS 2.0/2.1をサポートするゲームは、リリース時点で16本あります。さらに、Unreal EngineとUnityはどちらもDLSS 2.0を内蔵しているため、どちらのエンジンを使用している開発者も、ゲームで簡単にDLSSを有効化できます。
1440pでのレイトレーシングベンチマーク
画像
1
の
11
解像度を1440pに上げても、ネイティブ解像度での総合ランキングは全く変わりませんが、場合によっては勝率が大幅に向上します。高解像度化の恩恵を最も受けるのはRTX 3080と3090ですが、RTX 2060はパフォーマンスにかなり大きな打撃を受けており、テストスイート全体で平均30fps以上を達成できなかった唯一のGPUです。
当然のことながら、複数のゲームが複数のGPUで1440pで30fpsを下回りました。3080と3090はBright Memory InfiniteとCyberpunk 2077でのみ30fpsを超え、3090はFortniteでのみ30fpsを達成しました。一方、 Godfallでは2060のVRAM不足が明らかに痛手となり、RTX 3060の約3分の1のパフォーマンスに留まりました。Control、Minecraft、Watch Dogs Legionでも、いくつかのGPUが苦戦しました。
レイトレーシングの潜在的な効果の中で、反射が最も負荷が高く、影が最も負荷が低いのは明らかです。レイトレーシングの反射は、画像の忠実度に最も顕著な影響を与えることが多いのは、偶然ではありません。レイトレーシングによる影は確かに魅力的ですが、様々なシャドウマッピング技術によって、それを「偽装」することがかなり巧妙になっています。
画像
1
の
7
DLSSは1080pでは魅力的な追加機能となる可能性を秘めていましたが、1440pではほとんどのGPUで良好なパフォーマンスを得るためにほぼ必須となっています。DLSSなしの場合、テストしたGPUはどれも平均パフォーマンスチャートで60fpsを突破できませんでしたが、DLSSありではRTX 3070でさえ（かろうじて）60fpsに到達しました。メモリ帯域幅も明らかに差別化要因となり、3080と3090は最も要求の厳しいタイトル（実際にはDLSSテストスイートの6つのゲームすべて）で大きくリードしています。
DLSS品質モードをオンにすると、NVIDIAがパフォーマンスチャートで圧倒的な強さを見せます。総合結果ではRTX 2060のみがRX 6900 XTに勝てず、RX 6800 XTとほぼ互角です。これは個別の結果にも当てはまりますが、RX 6900 XTはFortniteではRTX 3060と互角です。一方、 MinecraftではRTX 2060でさえRX 6900 XTを上回り、DLSS非対応の3070以下のグラフィックスカードも上回りました。
もちろん、DLSSで実現できることには限界があります。Bright Memory Infinite、サイバーパンク2077、フォートナイト、ウォッチドッグス レギオンは、 RTX 2060でもまだ30fpsを切ることができません。これが、ノートPCには存在し、いずれデスクトップPCにも登場するかもしれないのに、RTX 3060 6GBカードが見られない主な理由でしょう(ため息)。レイトレーシングが必要なほど画質を重視するなら、VRAMの容量が多いカードを入手することをお勧めします。Nvidiaのカード(3060と3090以外)は一般的にAMDのカードほどVRAMが豊富ではないのは残念です。
レイトレーシングの勝者: Nvidia、圧倒的勝利
NVIDIAは2年以上も前にレイトレーシング対応GPUの出荷を開始した最初の企業であることを考えると、レイトレーシングのベンチマークでNVIDIAがトップに立つのも当然と言えるでしょう。DLSSのような技術は、NVIDIAが単に何かを急いで開発していたわけではないことを証明しています。レイトレーシングがどれほど高度な処理能力を必要とするかを理解し、映画スタジオがどのようにパフォーマンスを最適化しているかを参考にして、そのインスピレーションを得ていたのです。パストレーシングされた画像のノイズ除去は、少なくともDLSSによるアップスケーリングに多少は似ていますが、パフォーマンスを劇的に向上させることができます。
現在、NvidiaはRTX 30シリーズGPUに第2世代レイトレーシングハードウェアと第3世代Tensorコアを搭載しています。一方、AMDは第1世代レイアクセラレータしか持っておらず、NvidiaのTensorコアやDLSSに直接相当するものはありません。AMDのFSRが最終的に登場し、Tensorコアが必ずしも必要ではないことを証明するかもしれませんが、FidelityFX Super Resolutionについて初めて耳にしてからほぼ6ヶ月が経ち、私たちはますます懐疑的になっています。
現状では、DLSSがなくても、DirectXレイトレーシングを利用するゲームの大半でNvidiaが明らかにリードしています。ラスタライゼーションのみのGPUベンチマークを見ると、RX 6900 XTとRX 6800 XTが2位と3位、RX 6800が5位につけています。DXRを有効にすると、3080は6800 XTにわずかに遅れをとっていたのが、30%以上の差をつけてリードするようになります。RTX 3070とRX 6800についても同様です。DXRなしの場合、6800は3070よりも約12%高速ですが、DXRを有効にすると3070が逆転し、15%の差をつけます。
DLSS品質モードをオンにすると、Team Redの状況は悪化の一途を辿ります。RTX 3080はRX 6900 XTの2倍以上のパフォーマンスを発揮し、6800 XTは言うまでもありません。RTX 3070もRX 6800の2倍以上のパフォーマンスを発揮します。なんと、RTX 3060 12GBでさえ、1080pで6900 XTを16%、1440pで23%も上回っています。つまり、AMDはFSRを必要としており、RDNA2 GPUとコンソールが発売される前に、実用的なソリューションを用意しておくべきだったということです。遅くてもやらないよりはましでしょう。
もちろん、ほとんどのゲームにおいてレイトレーシングがプレイヤーに実際にどれほどのメリットをもたらすのかという、より大きな疑問がまだ残っています。Control、サイバーパンク2077、フォートナイト、マインクラフトといった最高のレイトレーシングゲームは、レイトレーシングによってビジュアルが大幅に向上しており、オフにするよりもオンにしておきたいほどです。（まあ、ビジュアルよりもfpsが重要なフォートナイトではそうではありませんが、クリエイティブモードでは便利です。）しかし、これらのゲームそれぞれについて、レイトレーシングによってパフォーマンスが低下するだけで、ビジュアル面で大きなメリットがないゲームが少なくとも5つあります。
プログラマブルシェーダーがゲームのビジュアルに真の変化をもたらすまでには5年以上かかりましたが、将来のゲームはレイトレーシングによって最終的にそのレベルに到達するでしょう。しかし、まだそこには至っていません。要するに、NVIDIAはゲーム向けレイトレーシングGPUの王者として君臨しています。あとは、パフォーマンスの低下に見合うだけのビジュアル効果が得られるゲームがもっと増えるだけです。
ジャレッド・ウォルトンは、Tom's Hardwareのシニアエディターで、GPU全般を専門としています。2004年からテクノロジージャーナリストとして活躍し、AnandTech、Maximum PC、PC Gamerなどで執筆活動を行っています。初代S3 Virgeの「3Dデセラレータ」から最新のGPUまで、ジャレッドは最新のグラフィックストレンドを常に把握しており、ゲームパフォーマンスに関する質問は彼にお任せください。
