Digital Foundryは先日、NVIDIAの最新GPU「RTX 40シリーズ Ada Lovelace」におけるDLSS 3のパフォーマンスを独占的に初公開しました。この動画では、RTX 4090で印象的なFPS向上が見られ、フレームレートは最大500%向上しました。しかし、この技術系メディアはDLSS 3の欠点も明らかにしました。例えば、AI生成フレームにおけるラグの増加やアーティファクトの発生など、ゲームプレイ体験に望ましくない副作用を引き起こす可能性がある点です。
DLSS 3は、NVIDIAのディープラーニング・スーパーサンプリング（DLSS）の革命であり、画像のアップスケーリングとフレーム生成の両方を同時に提供する役割を担っています。つまり、DLSS 3は（DLSS 2と同様に）画像をアップスケーリングするだけでなく、AI生成画像も自動的に生成するため、従来の3Dレンダリングに頼ることなく、フレームレートを大幅に向上させることができます。
これはDLSS 2がなくなるという意味ではありません。むしろ、ゲーム開発者がどのような実装をしたいかに応じて、DLSS 2とDLSS 3は並行して存在することになります。DLSS 3は、単にDLSS 2のフレーム増幅版です。
その結果、DLSS 3 でも引き続き、品質、バランス、パフォーマンスなどの DLSS 2 の画質プリセットを選択できるようになります。
この技術は、GPUコアによって生成されDLSSによってアップスケールされた2つの物理フレームをレンダリングし、その2つのフレームの中間にAI生成フレームを直接挿入することで機能します。その結果、フレームレートは大幅に向上しますが、AIフレームを生成するために両方のフレームを待機する待機時間により、入力遅延が大幅に増加します。
現時点では、DLSS 3はRTX 40シリーズGPUのみをサポートしています。これは、この技術にはより強力なオプティカルフローアクセラレータが必要であり、これは現在Ada Lovelace GPUマイクロアーキテクチャにのみ搭載されているためです。Nvidiaは、技術的にはDLSS 3は以前の世代のRTX GPUでも実行可能としていますが、これらの古いGPUはDLSS 3を十分に実行できるほど強力ではありません。
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そのため、DLSS 3の何らかのバリエーションがRTX 20および30シリーズのGPUに搭載される可能性は技術的にはありますが、その可能性は極めて低いでしょう。ソフトウェア最適化の観点から、DLSS 3をうまく動作させるには奇跡的なことが必要でしょう。
パフォーマンス特性
Digital Foundry は、Cyberpunk 2077、Portal RTX、Spider-Man Remasteredのテスト ビルドを含む、DLSS 3 統合を特徴とする 3 つの異なるタイトルを調査対象としました。これらはすべて GeForce RTX 4090 で実行されています。情報公開制限のため、Digital Foundry はパーセンテージ ベースの向上のみを提供でき、静的なフレーム レートの結果は提供できませんでした。
Digital Foundryは、サイバーパンク2077において、DLSS 3を有効にするとネイティブ4K解像度でゲームを実行した場合と比較して、パフォーマンスが3.9倍向上することを確認。DLSS 3はパフォーマンスモードではDLSS 2よりも2.5倍遅くなりますが、遅いといってもネイティブ解像度より「わずか」2.5倍速いだけです。
『スパイダーマン リマスタード』では、DLSS 3によるパフォーマンス向上は大幅に小さく、ネイティブ4K解像度に対して2倍のFPS向上にとどまりました。しかし、ネイティブ解像度に対して9%のフレームレート向上にとどまるDLSS 2パフォーマンスモードと比べると、依然として大幅に高速です。（DLSS 2のパフォーマンスが低い理由は、CPUのボトルネックです。）
Portal RTXはDLSS 3で最大のパフォーマンス向上を示し、ネイティブ4Kレンダリングと比較してフレームレートが5.5倍も向上しました。DLSS 3はパフォーマンスモードでDLSS 2の2.2倍の速度でしたが、DLSS 2はネイティブ解像度と比較して3.3倍のパフォーマンス向上を実現しています。（ちなみに、 YouTube動画ではPortal RTXがネイティブ4Kで約20FPSで動作しているのが確認できます。つまり、このゲームのネイティブフレームレートは、特にRTX 4090としては、そもそも非常に低いということです。）
DLSS 3 のパフォーマンスはネイティブフレームレートが低いほど向上します
Digital Foundryの分析によると、DLSS 3はネイティブフレームレートが非常に低い場合に最も効果を発揮し、ネイティブフレームレートが上昇するにつれてパフォーマンス乗算が低下することが示されています。これはPortal RTXで顕著で、ネイティブバージョンとDLSS 2および3バージョンのフレームレートの違いを視覚的に確認できます。
これは『スパイダーマン リマスター』と比較した場合です。『スパイダーマン リマスター』は、フラッグシップハードウェアで最大設定で動作させるのがそれほど難しいゲームではなく、CPUボトルネックが発生しない限り、60fpsをはるかに超えるフレームレートを簡単に達成できます。そのため、このタイトルではDLSS 3の乗算ゲインが最も低くなっています。
この副作用は、DLSS 3の仕組みから見て非常に理にかなっています。DLSS 3は、2つの完全なフレームを生成した後、AI画像をレンダリングし、3つのフレームすべてをディスプレイに表示するまでに数ミリ秒待つ必要があります。この追加の待機時間により、フレームレートが全体的に上昇するにつれて、DLSS 3のフレームレート向上は継続的に減少します。
ただし、高 FPS 環境でも、DLSS 3 はパフォーマンス モードの DLSS 2 よりも高い FPS ブーストを提供するため、これが問題になるのは 700 FPS を超えるような超高フレーム レートの場合のみだと考えられます。
つまり、DLSS 3 は、入力遅延が高 FPS と同じくらい重要なOverwatchやApex Legendsなどの競争的なシューティング ゲームには適していないということです。
入力遅延分析
Digital Foundryは、DLSS 3とNvidia Reflexの組み合わせこそが、この技術の真価を発揮することを示しています。Portal RTXでは、DLSS 3の入力遅延は56ミリ秒とほぼ半減しました。これは、Reflexを有効にしたネイティブ4Kレンダリングでは95ミリ秒（無効時は129ミリ秒）だったのに対し、大幅に短縮されました。
サイバーパンク2077では、DLSS 3とNvidia Reflexの組み合わせによるゲインは異なりますが、それでも良好な結果となりました。ネイティブ4KでReflexをオンにした状態で、Digital Foundryの調査では平均62ミリ秒（オフの場合は108ミリ秒）を記録しました。DLSS 3とReflexを組み合わせると、この値は54ミリ秒まで短縮されました。しかし、DLSS 2をパフォーマンスモードにした場合、入力遅延は最も短く、Reflex有効で31ミリ秒、無効で42ミリ秒となりました。
スパイダーマンでも同様の挙動が見られ、ネイティブ4KでReflexオンの状態で入力遅延は36ミリ秒（オフの場合は39ミリ秒）でした。DLSS 3とReflexは38ミリ秒で中間の値でした。また、パフォーマンスモードでのDLSS 2では、入力遅延が最も短く、Reflexオンで23ミリ秒、オフで24ミリ秒でした。
DLSS 3 は Reflex なしでは使用できないのは残念ですが、DLSS 2 パフォーマンス モードの結果を見ると、DLSS 3 を有効にすると Nvidia Reflex テクノロジーが大きな役割を果たし、入力遅延をプレイ可能なレベルまで大幅に削減していることがわかります。
画質
DLSS 3をめぐる最も興味深いトピックの一つは、AI生成フレームの画質でしょう。Digital Foundryもこの点をテストし、DLSS 3は驚くほど優れている（完璧ではないものの）ことを明らかにしました。
DLSS 3の弱点は、隠れたジオメトリにあるようです。これは、動きのあるジオメトリが別のジオメトリと重なり合うことで、2フレーム間の情報が欠落する現象です。これにより、DLSS 3は欠落したディテールを埋めようとする際に「シャッター」のような動作をし、醜いアーティファクトを出力する可能性があります。
しかし、画像のその他の部分はほとんど問題なく、しっかりしているように見えます。
Digital Foundryは、より厳密なテスト手法が確立したら、DLSS 3をより徹底的にテストする必要があると述べています。DLSS 3ではフレームレートが非常に高いため、DLSS 3のジオメトリの問題がリアルタイムで確認できるかどうかを実証する方法はまだ見つかっていないとのことです。
DLSS 3 で時折発生するアーティファクトは、リアルタイムでは確認できません。ただし、YouTube の圧縮とフレームレート制限により、DLSS 3 を適用したゲームが現実世界でどのように表示されるかは不明です。近日中に弊社独自の DLSS 3 テストを実施いたしますので、どうぞご期待ください。
Aaron Klotz 氏は Tom's Hardware の寄稿ライターであり、CPU やグラフィック カードなどのコンピューター ハードウェアに関するニュースを扱っています。
