DLSS 4 im Test: Multi-Frame-Generation, Performance und Latenzen mit RTX 5090 geprüft

Die RTX 5090 ist in der Redaktion angekommen und wurde sogleich von GPU-Fachredakteur Raff durch den Grafikkarten-Parcours gejagt. Zusammen mit dem Test-Embargo fällt auch jenes für DLSS 4 und natürlich gehört das neue Blackwell-Upsampling samt Multi-Frame-Generation zu einem Test des neuen Nvidia-Grafikkarten-Flaggschiffs dazu. Wir bieten unseren Lesern in Form dieses Artikels einen übersichtlichen Test zu DLSS 4. Den gewohnt umfangreichen, ausführlichen Test zur RTX 5090 finden Sie unter diesem Link. Doch zurück zu DLSS 4: Was kann Nvidias neues Blackwell-Upsampling mit Multi-Frame-Generation?

Blackwell und DLSS 4

MFG und Moore's Law is dead, es lebe das KI-Zeitalter! Nvidias neue Blackwell-Generation setzt nochmals stärker als bisher auf KI-Beschleunigung und neue KI-Features. Neben unzähligen möglichen KI-Anwendungen, die Sie mit Blackwell beschleunigen können oder in näherer Zukunft können werden, zählt für Gamer natürlich insbesondere DLSS 4 zu den spannendsten Blackwell-Fähigkeiten.

In diesem Artikel werden wir DLSS 4 und die neue Multi-Frame-Generation einem ersten größeren Test unterziehen. Dazu zählen neben Qualitätseindrücken auch Performance- und nicht zuletzt Latenzmessungen. Doch zuvor eine kleine Übersicht, was das neue, Blackwell-exklusive DLSS 4 ausmacht und welche Vorteile es gegenüber früheren DLSS-Versionen bietet.

Neues KI-Modell

Das neue DLSS kommt mit einigen Vorzügen. Dazu zählen unter anderem Qualitätsverbesserungen sowie weitere Optimierungen. Für DLSS 4 kommt ein neues KI-Modell, ein sogenannter Transformer, statt des bisher genutzten Convolutional Neural Networks (CNN) zum Einsatz. Das ursprünglich von Google entwickelte Transformer-AI-Modell bietet höhere Flexibilität und arbeitet präziser, ist "cleverer" als bisherige. Transformer-AI-Modelle werden auch für OpenAI genutzt, es kommen außerdem Transformer für LLMs wie ChatGPT zum Einsatz - dort steckt es gar im Namen: GPT steht für Generative Pre-Trained Transformer. Das neue DLSS-Tranformer-Modell bietet laut Nvidia neben einer besseren Qualität außerdem weiteres Potenzial als das nun seit sechs Jahren für DLSS genutzte CNN-Modell, das laut Nvidia technisch nunmehr nahezu vollständig ausgereizt wurde.

DLSS 4: CNN vs Transformer-Modell

CNN Transformer DLSS mit Transformer-Modell

Vollbild-Vergleich

Dank des Transformer-Modells kann die Qualität des Upsamplings insbesondere beim Einsatz von Ray- und Pathtracing erhöht, die Bildschärfe verbessert und zugleich Artefakte wie Ghosting oder Verwischen reduziert werden. Das neue Transformer-KI-Modell können Sie mit allen RTX-Grafikkarten, also auch älteren Nvidia-GPUs, verwenden; DLSS 4 samt MFG ist allerdings Blackwell-exklusiv und bleibt den neuen Geforce-RTX-GPUs vorbehalten.

Transformer-Modell auch für ältere GPUs

Dank des neuen KI-Modells, das für DLSS 4 zum Einsatz kommt, kann also die Bildqualität des Nvidia-Upsamplings verbessert werden. Laut Nvidia kann Blackwell mit DLSS 4 etwa um den Faktor vier (4x) umfangreichere Compute-Berechnungen vornehmen, um das Bild aufzubereiten, ohne dabei merklich Performance einzubüßen. Obendrein will Nvidia den Bedarf an Grafikspeicher gesenkt haben. Neben DLSS, also dem eigentlichen Upsampling, verbessert das Transfromer-Modell außerdem die Ray Reconstruction. Spiele, insbesondere jene mit Pathtracing, welche diese Technologie nutzen, werden also nochmals profitieren.

Quelle: PCGH Auch unsere spezielle Nvidia-Test-Version von Alan Wake 2 bietet DLSS 4 und MFG. Allerdings ohne Legacy-Mode, also das "alte DLSS". DLSS 4 ist Blackwell-exklusiv, das neue Transformer-DLSS läuft indes auch auf älteren RTX-GPUs.

Hier sehen Sie DLSS mit Transformer-AI auf einer RTX 4070 Ti (4K, DLSS Performance). Insbesondere feinere Details wie die Vegetation, Zaun, Stacheldraht profitieren sichtbar. Optional können Sie das neue Transformer-Modell also auch für ältere DLSS-Applikationen nutzen, etwa mit einer RTX 2080 oder RTX 4070 Ti. Eine Möglichkeit, auf das Transformer-Modell zu wechseln, bietet sich in Form einer Override-Option in der Nvidia-App. Einige Spiele - darunter aktuell Cyberpunk 2077 - bieten einen entsprechenden Schalter obendrein im Optionsmenü an. Sie können das neue DLSS-Transformer-Modell gar mit älteren RTX-GPUs nutzen. Wie genau dies funktioniert und mit welchen Qualitäts- und etwaigen Performance-Auswirkungen zu rechnen ist, werden wir zu Beginn dieses Artikels untersuchen.

Multi-Frame-Generation

Das eigentliche DLSS 4 samt Multi-Frame-Generation ("MFG") bleibt dagegen Blackwell vorbehalten. Die neue Blackwell-Generation ist laut Nvidia obendrein deutlich besser auf den Workload des neuen Transformer-Modells ausgelegt als bisherige Nvidia-RTX-Grafikkarten. Die Tensor-Cores werden mit DLSS 4 wesentlich stärker gefordert, insbesondere bei DLSS 4 samt MFG, das im Vergleich zu DLSS 3 auf nochmals deutlich mehr KI-Berechnungen setzt. Einer dieser Umstände betrifft etwa die Optical Flow Fields: Bei DLSS 3 wurden die Optical-Flow-Hardware-Beschleunigungseinheiten der Ada-Lovelace-Architektur genutzt, um die Unterschiede zwischen zwei Frames zu analysieren, um daraus Motion Vectors zu erzeugen und Artefakte wie Verschmieren oder Ghosting bei der Frame-Gen zu vermeiden.

DLSS 3 FG vs DLSS 4 MFG

DLSS 3 mit Frame Gen DLSS 4 mit Multi Frame Gen

Vollbild-Vergleich

Die Hardware-basierenden Optical Flow Accelerators der Ada-Lovelace-Generation waren dabei ursprünglich primär für die Bereiche Video-Kompression und Automotive respektive Objekt- und Umgebungserkennung im Rahmen von Robotics angedacht. Die Optical-Flow-Accelerators der Ada-Lovelace-Generation wurden indes für DLSS 3 eingesetzt, da bis dato kein entsprechender Optical-Flow-Algorithmus existierte, die Hardware-Beschleunigung jedoch laut Nvidia nötig war, um die gewünschte Qualität und Performance der DLSS-3-Frame-Gen zu erzielen.

Die Optical-Flow-Accelerators beziehungsweise deren Menge, sind der offizielle Grund dafür, weshalb DLSS 3 exklusiv für Nvidia-GPUs der Ada-Lovelace-Generation und darüber vorbehalten ist. Nun kommt für DLSS 4 statt der Optical Flow Accelerators abermals ein KI-Modell für die Optical Flow Fields und DLSS 4 samt Frame Generation zum Einsatz. Dieser neue auf KI-basierende Algorithmus ist wiederum Grund dafür, weshalb DLSS 4 exklusiv der Blackwell-Generation vorbehalten ist: Die zusätzliche KI-Last, der mit DLSS 4 drastisch erhöhte Workload für die Tensor-Cores, ist laut Nvidia nur mit Blackwell zufriedenzustellend zu stemmen.

Reflex vs Reflex 2 mit Frame Warp

Reflex Latenz ohne Reflex Latenz mit Reflex Reflex 2 mit Frame Warp

Vollbild-Vergleich

Kampf der Eingabe-Latenz

Zu DLSS 4 samt MFG gehört zudem Reflex 2, eine Weiterentwicklung der standardmäßig mit DLSS FG zum Einsatz kommenden Latenz-Optimierung. Reflex 2 nutzt ebenfalls einen neuen KI-Bestandteil, um die Latenz, welche durch die Frame Generation entsteht, mithilfe von Frame Warp nochmals zu senken. Auch dies wollen wir in diesem Artikel mit entsprechenden Messungen erstmals auf die Probe stellen. Doch als Erstes wollen wir die Bildqualität des neuen Transformer-Modells begutachten.

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DLSS 4 im Test: RTX 5090 mit Fps-Feuerwerk dank Multi Frame Gen? Die RTX 5090 ist erschienen und mit ihr DLSS 4 sowie die Multi-Frame-Generation "MFG". In unserem ersten Test prüfen wir, mit wie viel Performance Sie beim Einsatz von DLSS 4 und der MFG rechnen dürfen. Und welchen Preis Sie dafür in Form von Latenzen zahlen müssen.

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1. Seite 1 Einleitung
2. Seite 2 CNN vs. Transformer
3. Seite 3 Cyberpunk mit MFG