AMDはついにFidelityFX Super Resolution（別名AMD FSR）を新しい21.6.1ドライバと共に一般公開し、ここ数日間テストしてきました。Team RedのDLSS代替として高く評価されながらも、あらゆるGPUに対応していることから、より優れた汎用的なアップスケーリングおよびエンハンスメントソリューションへの期待が高まっていました。FSRは、低解像度でレンダリングしてからアップスケーリングすることでパフォーマンスを向上させるという謳い文句通りの機能を提供し、私たちがテストしたすべての最新GPUで動作しました。しかし、パフォーマンスの単なる向上以外にも、議論すべき点があります。特に、画質に焦点を当て、FSRがDLSS 2.0に匹敵するかどうかを検証したいと考えました。
まず、このアルゴリズムの仕組みを簡単に説明しましょう。低解像度のコンテンツをアップスケールし、シャープニングフィルターを適用するという手法は、古くから行われてきました。初期のBlu-rayプレーヤーやHDTVは720x480のDVDコンテンツを「エンハンス」していましたが、現代の4Kプレーヤーは1080pコンテンツに対しても同様のことが可能です。シャープニングの程度によって、結果は良好なものから「うわ、やりすぎだ」と感じて四辺形全体にハローが現れるものまで様々です。AMDのFSRは、少なくとも高画質設定においては、スペクトルの「良好」側に近い値を示す傾向があります。
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| FSRプリセット | スケール係数 | 4K入力 | 1440p入力 | 1080p入力 |
|---|---|---|---|---|
| 超高品質 | 1.3倍 | 2954x1662 | 1970x1108 | 1477x831 |
| 品質 | 1.5倍 | 2560x1440 | 1706x960 | 1280x720 |
| バランスの取れた | 1.7倍 | 2259x1270 | 1506x847 | 1130x635 |
| パフォーマンス | 2.0倍 | 1920x1080 | 1280x720 | 960x540 |
スケーリング係数は最終的に重要な要素となり、両方の次元に適用されることを覚えておくことが重要です。1.3倍のアップスケーリングは、レンダリングするピクセル数が23%減るだけでなく、41%も少なくなります。パフォーマンスモードでは、アップスケーリングとシャープニングフィルターを適用する前にレンダリングするピクセル数が25%に減少するため、ほとんどのゲームでパフォーマンスが大幅に向上します。
ウルトラクオリティでは、FSRはネイティブレンダリング（ゲームがCASをサポートしている場合はCASなし）にかなり近くなり、クオリティモードでもオリジナルにかなり近くなります。しかし、当然ながら、アップスケーリングが進むほどアーティファクトが増え、バランスとパフォーマンスのプリセットは明らかに妥協点となります。パフォーマンスモードのDLSSでも同様です。
では、FSR と DLSS の画質比較に移りましょう。順序を入れ替えて、一種の推測ゲームを提供します (答えは最後にあります) 。 FSR 対応のゲームは 5 つ ( Anno 1800、Godfall、Kingshunt、Riftbreaker、Terminator: Resistance )でした。他の 2 つのゲーム ( 22nd Century Racing SeriesとEvil Genius 2 )も、現在 FSR パッチが利用可能です。 これら 7 つのゲームに加えて、AMD は「間もなく」 FSR サポートを取得する予定のゲームを 12 個挙げています: Far Cry 6、Resident Evil Village、Forspoken、MYST、Dota 2、Necromunda Hired Gun、Baldur's Gate、Swordsman、Farming Simulator 22、Astergos、Vampire the Masquerade: Blood Hunt、Edge of Eternity。まだリリースされていないゲームもありますが、Far Cry 6などの未リリースのゲームでは、発売時に FSR が有効になることを期待しています。
AMDはまた、現在45以上のゲームでFidelityFX要素が1つ以上有効化されていると発表しています。これは、現在DLSSに対応している55以上のゲームをわずかに下回る数です。もちろん、FidelityFX対応ゲームの多くはFSRを使用していません。しかし、PlayStation 5とXbox Series S/Xに搭載されているAMDハードウェアを考慮すると、今後、より多くのゲームでFSRが採用されるようになるはずです。しかし、現状はどうなっているのでしょうか？
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FidelityFX 超解像画質
注：これらの画像は4K解像度の高解像度ディスプレイでフル画質でご覧いただくことをおすすめします。スライド画像の右下にある4本線状の「拡大」ボタンをクリックし、さらに「オリジナルを表示」リンクをクリックしてください。スマートフォンでもほぼ同じように見えるはずです。設定に関する「答え」は記事の最後に記載していますが、カンニングをする前に画像をよく見てみてください。 :-)
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Godfallでは、FSR Ultra Quality は自信を持ってお勧めできます。細部がわずかに失われますが、動いていると違いに気付かないでしょう。UI オーバーレイをターゲット解像度 (スクリーンショットでは 4K) で適用すると、テキストが鮮明に見えるようになります。Quality モードも見栄えは良いですが、柔らかさがより顕著になります。Balanced モードと Performance モードは簡単に見分けられるはずです。ネイティブレンダリングと FidelityFX CAS を組み合わせた画像を含む 2 セットの画像があります。AMD はこれをオフにすることを推奨していますが、ネイティブ解像度で余分なシャープニングが行われるため、FSR が低解像度でレンダリングされているかどうかがはるかに簡単にわかるためと思われます。
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『ターミネーター：レジスタンス』のウルトラクオリティFSRは、純粋なネイティブレンダリングよりも見栄えが良いかもしれません。スクリーンショットでは、岩だらけの地面に異なるレベルのテッセレーションが使用されているように見えるという少し変わった点がありますが、それ以外は、スクリーンショット間で動的に変化する煙や照明効果は見られません。ただし、銃身の先端など、画像の一部には明らかにアーティファクトが見られます。
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最後に、対比として、サイバーパンク2077のスクリーンショットをいくつかご紹介します。今回はDLSS 2.0を品質、バランス、パフォーマンスの各モードで使用しています。さらに、楽しみのためにウルトラパフォーマンス9倍アップスケーリングモードも収録しています。ただし、これは主に8Kなどのゲームプレイを想定しています。
サイバーパンクですぐにわかるのは、他のプレイヤーの動き、さらには視点の揺れ、そして煙などのダイナミックエフェクトです。そのため、完璧なA/B比較は少し難しくなりますが、それでも違いは確認できます。特に床を見れば違いがはっきりと分かります。（また、様々な画像でどの設定が使われていたかを判断するのもはるかに簡単になりますが、まあ仕方ありません。）2枚目の画像の格子は、ウルトラパフォーマンスモードでは非常に見栄えが悪く、動いている状態では設定に関わらず非DLSSモードほど良く見えませんが、これはあくまでも例外的なケースです。
実際、DLSS が Ultra Performance モードで全体的に非常に優れていることには驚きますが、これは部分的には時間的再構築が行われるためで、静止した状態でスクリーンショットを撮ると DLSS が真価を発揮します。
FidelityFX スーパー解像度と DLSS の違い
これはFSRとDLSSの主な違いを説明する良いきっかけとなりました。FSRは空間アップスケーリングを用いるのに対し、DLSSはニューラルネットワークに複数の入力情報を送り込みます。FSRが使用するソース画像に加え、DLSSはモーションベクトル、前のフレームからの時間的フィードバック、そしてトレーニングアルゴリズム（16K画像を「グラウンドトゥルース」ターゲットとして用いる）の結果も取り込みます。DLSSでは膨大な計算量が発生し、プレイ可能な結果を得るにはNvidiaのRTXカードのTensorコアが必要になります。少なくとも、そう言われています。DLSSは独自のアルゴリズムであるため、他のプラットフォームでDLSSを実行することはできません。
全体的に見て、画質の点ではDLSSがリードしています。DLSSは2年以上先行しているため、現在実装されているゲーム数でもリードしていますが、DLSS 1.0のゲームはDLSS 2.0以降のゲームほど画質が良くありません。問題は、DLSS 2.0とFSRの両方をサポートするゲームが（まだ？）存在しないため、画質を同一条件で比較できないことです。
しかし、FSRにはDLSSに比べて大きな利点がいくつかあります。まず、あらゆる最新GPU（Intelの統合型グラフィックスも含む）で動作するため、誰でも試すことができます。次に、DLSSほど多くの計算処理を必要としないため、ほとんどのDLSSゲームよりもはるかに高いフレームレートを実現できます。基本的に、解像度を下げると、フレームレートもそれに比例して増加します。
そのため、60 fps に少し足りないゲームをプレイしている場合、DLSS と FSR はどちらも 60 fps 以上のスムーズなフレームレートを実現できます。しかし、120 fps でゲームをプレイしていて、240 Hz ディスプレイを使用している場合、私たちの経験では、DLSS は一般的にそれほど高いフレームレートには対応しておらず、むしろ制限要因となります。一方、FSR はより高いフレームレートへのスケーリングに抵抗がなく、画質の低下を気にしないのであれば、パフォーマンスモードで実行することでパフォーマンスが 2 倍以上になることが多々あります（4K ではなく 1080p で実行する場合も同様です）。
FSRパフォーマンステスト済み
いよいよ本題です。FSR は、特に Ultra Quality では問題なく見えますが、パフォーマンスはどうでしょうか? また、さまざまな GPU で実行するとどうなるでしょうか? ご安心ください。AMD と Nvidia の過去数世代のハードウェアを網羅する 12 種類の GPU をテストしました。主に、他のゲームはグラフィック要件がそれほど厳しくないため、 GodfallとTerminator: Resistanceでテストしました。新しい GPU だけでなく古い GPU もテストしているため、Godfallではレイ トレーシング効果なしでもテストしました(これも、1440p 以上で 12GB 未満の VRAM を持つ GPU に悪影響を与える傾向があります)。
今回のテストでは1440pと4K解像度を使用し、両ゲームとも最高画質（Epic）のプリセット、FSRオフ、ウルトラクオリティ、バランス設定で実行しました。これで十分に効果を証明できるはずです。また、これまでの結果から判断すると、CPUやその他のシステムのボトルネックが発生する設定で実行しない限り、他のゲームにも概ね当てはまる結果が得られました。まずはGodfallから見ていきましょう。
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1440pでは、FSRを有効にしてもGPUの順位は全く変わらず、相対的なパフォーマンスはほぼ同等です。RX 6800 XTが最高の結果を示し、続いてRTX 3080が続きました。これはGodfallでお馴染みの性能です。このゲームはAMDのGPU、特に最新世代のRDNA2カードに最適化されています。
ほとんどのGPUは1440pでも技術的にはプレイ可能ですが、平均60fps以上を達成するにはRTX 2080以上が必要となり、これはかなり厳しい条件です。FSR Ultra Qualityを有効にすると、ほとんどのGPUでパフォーマンスが25～33%向上し、RX 570 4GBでは64%向上します。（これは、Godfallが1440pでVRAM容量を多く必要とするゲームで、FSRによってVRAMの要件が緩和され、4GBでも十分なパフォーマンスを実現できるためです。）現在、すべてのGPUが30fpsを突破していますが、最後の数枚のカードはまだギリギリの性能です。
最後に、FSRバランスモードでは、ほとんどのGPUでフレームレートが50～65%向上し、RX 570 4GBではパフォーマンスがほぼ倍増します。画質は確かに低下しますが、FPSモードで動き回っている場合はそれほど目立ちません。それでも、可能であれば「高品質」または「超高品質」を選択することをお勧めします。ただし、「バランス」モードでは、GTX 1080以上のGPUでは60fpsを超えることがあります。
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4KをEpic設定でプレイするには、非常に高性能なGPUが必要です。平均60fpsを実現できるのはRTX 3080とRX 6800 XT以上です。つまり、RTX 3080 Ti、RTX 3090、RX 6900 XTも60fps以上を実現できるということです。また、RX 570 4GBは1440pで既にかなり苦戦していたため、今回は除外しました。FSRを有効にしてもGPUのランキングは変わりませんが、今回は一部のGPUで大幅な改善が見られます。
FSR Ultra Qualityを有効にすると、GPUによって異なりますが、パフォーマンスが35%から50%向上します。興味深いことに、RX 6800 XTとRX 6700 XT、そしてNvidiaの旧世代GPUでは43%以上のパフォーマンス向上が見られるのに対し、RTX 3060 TiとRTX 3080ではそれほど大きな向上は見られません。これは、異なるハードウェアへの最適化、あるいはAmpereアーキテクチャの何かがFSRの効果をあまり引き出せないことが原因である可能性があります。
RX 6700 XTのみがFSR Ultraで60fps未満から60fps以上までフレームレートを上げ、RTX 3060 Tiは58fpsでそれに近い値に達します。一方、FSR Balancedに落とすと、RX 5700 XT以上では60fpsを突破できます。
レンダリング解像度を見ると、興味深い詳細も明らかになります。FSRバランスモードの4Kは、1440pネイティブ（2259x1270）よりもわずかに低い解像度でレンダリングされます。1440pオフと4Kバランスのグラフを見ると、テストしたすべてのGPUで4Kバランスの方が1440pネイティブよりもわずかにパフォーマンスが優れていることがわかります。生のピクセル数で見ると、4Kバランスは1440pネイティブよりも22%少ないピクセルをレンダリングしますが、パフォーマンスは約7%しか向上しません。つまり、FSRアルゴリズムには少なくとも適度な量の作業が必要であるということです。以下は、さまざまなGPUで測定したGodfallのFSRパフォーマンス向上の概要です。
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| グラフィックプロセッサ | 1440p ウルトラ | 1440p バランス | 4Kウルトラ | 4Kバランス |
|---|---|---|---|---|
| RTX 3080 | 120% | 147% | 134% | 175% |
| RTX 3060 Ti | 124% | 147% | 136% | 182% |
| RTX 2080 | 132% | 164% | 147% | 208% |
| RTX 2060 | 133% | 166% | 146% | 209% |
| GTX 1660 スーパー | 131% | 165% | 150% | 215% |
| GTX 1080 | 131% | 162% | 149% | 212% |
| GTX 1060 6GB | 130% | 162% | 145% | 200% |
| RX 6800 XT | 125% | 149% | 143% | 192% |
| RX 6700 XT | 128% | 156% | 144% | 199% |
| RX 5700 XT | 127% | 156% | 140% | 192% |
| RX 5600 XT | 125% | 152% | 147% | 203% |
| RX 580 8GB | 126% | 154% | 141% | 192% |
| RX 570 4GB | 164% | 198% | DNR | DNR |
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『ターミネーター：レジスタンス』はどちらもUnreal Engineを使用しているにもかかわらず、 『ゴッドフォール』ほど負荷は高くありません。FSRなしの1440p Epicモードでは、テストしたGPUのうち最も遅い3つだけが60fpsを突破できませんでした。また、 『ゴッドフォール』とは異なり、『ターミネーター』はVRAMの負荷がそれほど高くなく、NVIDIAのGPUは概してAMDのGPUよりも性能が優れています。
FSR Ultra Qualityを有効にすると、この傾向はさらに顕著になります。GTX 1660 SuperはRX 5600 XTを、RTX 2060はRX 5700 XTを大きく上回りますが、これは通常とは異なる結果です。RX 5700 XTはFSR Balancedを有効にすると再びトップに返り咲きますが、GTX 1080およびRTX 2060とほぼ互角です。
全てのGPUは既に1440pネイティブで技術的にプレイ可能でしたが、FSRによりRX 570 4GBでさえ60fpsを突破できるようになりました。画質をさらに妥協できるのであれば、FSRパフォーマンスによってフレームレートをさらに向上させることができます。FSRによるフレームレートの向上は、Terminatorの方がGodfallよりもわずかに高く、Ultra Qualityでは平均32%（Godfallは28%）、Balancedモードでは83%（Godfallは60%）高くなっています。ただし、その多くはGodfallのVRAM要求によるものと思われます。
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『ターミネーター：レジスタンス』はそれほど要求が厳しくないため、全てのGPUを4Kで動作させても十分なパフォーマンス（FSRをオンにすれば十分）を維持できました。4KネイティブではRTX 3060 Ti以上のみが60fpsを突破しましたが、ウルトラクオリティでは平均45%のパフォーマンス向上が見られました（RX 570は2倍以上のfps向上）。また、バランスモードでは5600 XT（90%向上）を除く全てのGPUでネイティブと比較して2倍以上のパフォーマンス向上が見られました。
FSRバランス設定では、4Kで30fpsを軽々と超え、RX 5600 XT以上では60fps以上を達成しました。しかし、現実的には画質の低下が多少目立つため、通常は「高品質」または「超高品質」モードを選択します。いずれにせよ、FSRは画質をわずかに犠牲にしながらパフォーマンスを向上させる優れた方法です。
しかし、もちろん、それが問題なのです。ほとんどのゲームには、パフォーマンスを向上させるために下げられる設定が数多くあり、場合によっては画質をそれほど損なうことさえありません。また、ウルトラ設定（ GodfallやTerminatorの場合は「エピック」 ）が実質的にプラシーボ効果しかないゲームも数多くあります。多くの場合、高画質設定を使用すると、解像度を落とさずにパフォーマンスが20～30%向上します。しかし、FSRによってさらに30%、50%、あるいは100%も向上する可能性があります。
上記のように、テストした 2 つの FSR モードから測定したパフォーマンス向上の概要を表形式で示します。
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| グラフィックプロセッサ | 1440p ウルトラ | 1440p バランス | 4Kウルトラ | 4Kバランス |
|---|---|---|---|---|
| RTX 3080 | 128% | 150% | 140% | 206% |
| RTX 3060 Ti | 133% | 182% | 143% | 212% |
| RTX 2080 | 130% | 185% | 140% | 206% |
| RTX 2060 | 137% | 194% | 141% | 215% |
| GTX 1660 スーパー | 136% | 195% | 146% | 220% |
| GTX 1080 | 129% | 181% | 134% | 202% |
| GTX 1060 6GB | 133% | 193% | 135% | 206% |
| RX 6800 XT | 134% | 177% | 143% | 208% |
| RX 6700 XT | 136% | 187% | 145% | 216% |
| RX 5700 XT | 129% | 185% | 134% | 200% |
| RX 5600 XT | 125% | 171% | 131% | 190% |
| RX 580 8GB | 134% | 190% | 145% | 220% |
| RX 570 4GB | 137% | 195% | 205% | 303% |
はい、FSRはIntel統合グラフィックスで動作します
最後にもう一つ、互換性について触れておきます。理論上、FSRはほぼすべての最新GPUで動作するはずですが、AMDでさえ対応可能なGPUのサブセットしかリストしていません。そこで、第7世代から第10世代のIntelデスクトップCPUに搭載されているGPU、Intel UHD Graphics 630をテストすることにしました。グラフは作成していませんが、「ターミネーター：レジスタンス」のパフォーマンスは、1600x900の解像度で中設定時の平均19.3fpsから、FSRウルトラクオリティモード使用時には25.4fpsに向上し、FSRパフォーマンスモード使用時にはネイティブフレームレートが倍増の38.2fpsに向上しました。
もっと低い設定から始めることもできましたが、900pの中画質の方が720pの低画質よりも良いと考えました。いずれにせよ、FSRは機能しました。パフォーマンスモードはネイティブレンダリングほど美しくはありませんが、低スペックのゲーマーにとって、少なくともFSR対応ゲームでは、ある程度の可能性を広げてくれます。Intel UHD 630テストの画質比較をご覧ください。
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Epicプリセット使用時はフィルムグレインはデフォルトで無効になっていますが、Mediumプリセットでは色収差と共に有効になっています。FSRをオンにすると両方とも無効になり、これが画質の違いの大きな要因となっています。とはいえ、Intel統合グラフィックスソリューションを使用している人は、画質よりもプレイ可能なフレームレートの達成を重視している可能性が高いため、FSRは『ターミネーター：レジスタンス』でその役割を果たしています。
最初の感想
一般的に言えば、FSRはゲーム開発者向けのツール群に追加された素晴らしいツールです。特に超高画質モードを超えると、画質の低下が顕著に感じられることもありますが、パフォーマンスを向上させる新たな手段が得られたことを喜ばしく思う人も多いでしょう。特に、ギリギリの性能、あるいは低速すぎるハードウェアを使っている人にとってはなおさらです。万能薬ではありませんが、そうである必要はありません。
DLSSと比較すると、良い点も悪い点もあります。少なくとも私たちの限られたテストでは、ほぼすべてのゲームで動作します。これが大きなセールスポイントです。しかし、時間的（前のフレーム）入力がないため、空間的なアップスケーリングには、注意深く見ればわかるようなアーティファクトがほぼ常に発生します。とはいえ、実装が容易だと仮定すれば、将来のゲームにFSR（あるいはDLSS）を搭載しない理由はありません。まあ、多くのゲーム開発者が既にリリース日に間に合うように苦労しているという事実以外に理由はありません。そして、これが彼らの課題をさらに一つ増やすことになるだけです。
FSRがゲームごとに実装されなければならないのは残念です。そうでなければ、他の多くのゲームが恩恵を受けることができるはずです。ちなみに、FSRとDLSSがゲームレベルのサポートを必要とする理由の一つは、ゲームコンテンツをレンダリングし、アップスケールとエンハンスメントを行ってから最終的にUI要素を描画するためです。代替手段として、ドライバーレベルの画像リサイズとシャープニングを使用することもできます（私の知る限り、Intel GPUでは不可能です）。しかし、私たちの経験上、見た目と操作感はかなり悪くなる傾向があります。アップスケールによるアーティファクトは、特にUI要素とテキストで目立ちます。
すべてのゲームが高フレームレートを目標としたり、3Dレンダリング技術を採用しているわけではありませんが、そうしたゲームにおいては、FSRやDLSSといった技術のさらなる普及を期待しています。グラフィックエフェクトの多くは、ビジュアルやパフォーマンスにほとんど影響を与えないことを考えると、アップスケーリングを有効にする方が、設定項目を増やすよりもはるかに効果的です。どれだけ多くの開発者やゲームエンジンがこれに賛同するかはまだ分かりませんが、少なくともFSRの初期段階では、私たちの経験は良好でした。
最後に、上記のギャラリーの「解決策」を知りたい場合は、次のとおりです。
Godfall (FSR): 1-品質、2-バランス、3-オフ、4-ウルトラ品質、5-パフォーマンス、6-オフ+CAS、7-バランス、8-パフォーマンス、9-オフ、10-ウルトラ品質、11-品質
Terminator: Resistance (FSR): 1-バランス、2-ウルトラ品質、3-パフォーマンス、4-オフ、5-品質
Cyberpunk 2077 (DLSS): 1-ウルトラ パフォーマンス、2-品質、3-オフ、4-パフォーマンス、5-バランス、6-オフ、7-バランス、8-パフォーマンス、9-品質、10-ウルトラ パフォーマンス
AMDが公開したスライド資料の全文は、興味のある方のためにAMD独自の内部テストによるパフォーマンス結果を示しています。すべての数値をテストで確認したわけではありませんが、少なくともTerminatorとGodfallは、私たちがテストしたカードでほぼ同等のfpsを示しました。
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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。
