Battlefield V: レイトレーシングによる反射
NVIDIAのTuringグラフィックスアーキテクチャの発表において、同社は前世代のPascalベースのカードにリアルタイムレイトレーシングのサポートを追加することを示唆したことは一度もありませんでした。実際、10年間続いたGeForce GTXブランドからの離脱という決定は、新しいGeForce RTXグラフィックスカードが機能面で独占権を持つという見方を強固なものにしているように思われます。
ただし、Titan XpやGeForce GTX 1080 Tiといったハイエンドカードでも、Battlefield Vや、それほどではないもののShadow of the Tomb Raiderでレイトレーシングを利用できるほどの速度を備えている場合もあります。一方で、Metro Exodusは、ハードウェアアクセラレーションが不足しているアーキテクチャでは、レイトレーシングによるグローバルイルミネーションがいかに致命的になるかを示す好例です。
GDCでは、NVIDIAのGeForce GTX DXR対応ドライバの発表について取り上げました。その後、最近のゲームや技術デモで使用されている様々なレイトレーシング技術について詳しく説明しました。さあ、早速ドライバをインストールしてベンチマークを実行してみましょう。
DXR対応NVIDIA GeForce GTXドライバーのテスト方法
メインのグラフィックテストベンチではIntel Core i7-7700K CPUを使用していますが、ホスト処理が高負荷のグラフィックワークロードのボトルネックとなるのは避けたいと考えました。そこで、Gigabyte Z370 Aorus Ultra Gamingマザーボードに搭載された、ハイパースレッディング対応コア6基を搭載したCore i7-8086Kベースのマシンにテスト環境を移行しました。このプロセッサにはCorsair CMK128GX4M8A2400OC14キットの1つが組み込まれており、プラットフォームには64GBのDDR4-2400メモリが搭載されています。Windows 10オペレーティングシステムはCrucial MX200 SSDに、ゲームライブラリはIntel 1.6TB DC P3700にそれぞれ格納されています。
NvidiaはGeForce GTX 1060 6GBでDXRのサポートを打ち切ったため、そこからテストプールの構築を開始しました。これにPascal世代のGeForce GTX 1070、1080、1080 Ti、Titan Xpを追加しました。TuringはGeForce RTX 2080とGeForce GTX 1660 Tiで表現されます。前者は固定機能のRTコアを搭載し、後者はRTコアを全く搭載していません。
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Battlefield V: レイトレーシングによる反射
DICEの『Battlefield V』におけるレイトレーシングの実装に関するNvidiaの説明を引用すると、
Frostbiteエンジンは、多様なレンダリング技術を用いて多様な視覚効果を生み出します。メッシュスキャッタリングやGPUパーティクルなど、一部の技術は『Battlefield V』のDXR実装ではまだ高速化されていませんが、多くの場合、これらの技術による視覚的な出力はフレームバッファに存在します。レイトレーシングによる反射をレンダリングする際、『Battlefield V』はフレームバッファもサンプリングします（SSRの仕組みと同様）。そして必要に応じて、それらのサンプルをレイトレーシングによる反射とブレンドすることで、あらゆる視覚効果において、ほとんどの場合、十分に正確な反射が見えるようにします。これがDICEの可変レートレイトレーシングシステムです。可変レートレイトレーシングシステムは、レイと処理能力を解放し、シーンの他の部分のクオリティ向上に活用できるようにします。可変レートレイトレーシングは利用可能なレイバジェットを最大限に活用しますが、実際には『チャプター1：序曲』アップデートによるパフォーマンス向上には寄与しませんでした。
私たちのテストによると、『Battlefield V』の可変レートレイトレーシングシステムは、『Metro Exodus』のレイトレーシングによるグローバルイルミネーション効果や『Shadow of the Tomb Raider』のレイトレーシングによるシャドウよりも、Pascalアーキテクチャのパフォーマンスへの悪影響が少ないことがわかりました。しかし、結果を発表する前に、DXRをオフにし、ゲームの品質プリセットを「Ultra」に設定した状態で、PascalとTuringを比較してみましょう。
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もちろん、GeForce RTX 2080 は最も速く、80 秒のベンチマークで Titan Xp と GeForce GTX 1080 Ti をわずかに上回りました。
GeForce GTX 1660 Ti は GeForce GTX 1070 と同程度の速度で、どちらも 1920x1080 で平均 100 FPS を超えていることに注目してください。
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DXR を有効にすると (プリセットに対応する Ultra に設定すると)、GeForce RTX 2080 のリードは大幅に拡大します。
Titan XpとGeForce GTX 1080 Tiはプレイ可能ですが、99パーセンタイルのフレームレートはレイトレーシングを無効にした場合よりも大幅に低下しています。これは、3つの燃料缶が濡れた地面で爆発し、水面とプレイヤーの銃に明るい反射が生じる特定のシーンが原因です。GeForce RTX 2080は、このシーンで若干速度が低下し、他のすべての要素が低速になります。つまり、レイトレーシングのワークロードがそれほど高くない限り、PascalベースのGPUでも十分対応できるということです。
レイ トレーシングのフレーム レートを DXR を無効にしたベースラインで割ると、レイ トレーシングをオンにした後に残っている平均パフォーマンスのパーセンテージという別の指標を使用して各 GPU を比較できるようになります。
予想どおり、専用の RT コアを搭載したグラフィック カードへの影響は最も小さくなります (ただし、それでも約 40% とかなりの影響があります)。
さらに驚くべきは、ベビーチューリング（GeForce GTX 1660 Ti）がパフォーマンスの半分を維持している点だ。このカードのTU116プロセッサには、レイトレーシングによる反射を高速化するRTコアが搭載されていないため、その主な利点は、SMのINT命令とFP命令の同時実行と、Pascalにはない再編成されたキャッシュ階層にある。
Pascal ベースのラインナップはシェーディング能力に応じて並んでいますが、スケーリングは GeForce GTX 1080 より下では徐々に低下します。
比較において、1920x1080 ではハイエンド カードに十分な負荷をかけられないのではないかと懸念し、2560x1440 でも GeForce RTX 2080 と Titan Xp を対戦させました。
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RTX 2080は1920x1080解像度ではTitan Xpよりもわずかに高速でしたが、DXRをオフにした2560x1440解像度では両カードは同等でした。ただし、NvidiaのGeForce RTX 2080は、ベンチマークではTitanよりもわずかにスムーズな動作を提供しました。
レイトレーシングによる反射を「Ultra」に設定すると、TuringベースのGeForceは元のパフォーマンスの55%を維持します（1920x1080では60%）。PascalベースのTitan Xpは、ラスタライズされたフレームレートの40%未満しか達成できず、1920x1080で記録した47%から大幅に低下しました。
Titan Xpは技術的にはまだプレイ可能ですが、画面上の反射が多いため、対応に苦労します。比較すると、GeForce RTX 2080のフレームタイムスパイクは、その半分以下です。
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クリス・アンジェリーニは、Tom's Hardware USの名誉編集者です。ハードウェアレビューの編集を担当し、注目度の高いCPUやGPUの発表を取り上げています。
