Turing: Weitere Begriffe erklärt und Zusammenfassung

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Special 14.09.2018 um 15:00 Uhr Raffael Vötter Als bevorzugte Quelle auf Google hinzufügen

Auf der letzten Seite des Technik-Dossiers zu Turing geht es um weitere Begriffe wie NV Link 2.0, Variable Rate Shading und Mesh Shading - und wir ziehen ein erstes Fazit.

Turing: Weitere Begriff und Fazit

1 Turing: RTX, DXR, NGX: WTF?
2 NV Link 2.0, DP 1.4a, USB-C und Virtual Link
3 Neue Features: Variable Rate Shading, Mesh Shading
4 Nvidia Geforce RTX Turing: Zusammenfassung

Turing: RTX, DXR, NGX: WTF?

Hinter diesen für Turing relevanten Begriffen steckt das Software-Portfolio, um Raytracing- und AI-Funktionen abzurufen. DXR (DirectX Raytracing) ist die offizielle Erweiterung von DirectX 12 durch Microsoft, um Raytracing-Funktionalität im Sinne eines Aufsatzes bestehender Rendering-Verfahren bereitzustellen. Radeon-GPUs können die entsprechenen Funktionen ebenfalls aufrufen, allerdings bislang ohne dedizierte Hardware. RTX ist nicht bloß Nvidias Bezeichnung für DXR-Kompatibilität des Treibers, sondern beschreibt das komplette Funktionssortiment sowie entsprechende Entwicklungstools, darunter Raytracing in Direct 3D und Vulkan, CUDA und Physx. Die vielseitigen AI-Funktionen wie das erwähnte DLSS erfordern Nvidias Neural-Graphics-SDK (NGX), um gezielt mit den Tensor-Kernen zu kommunizieren. Letztere werden keinesfalls automatisch für Berechnungen eingespannt (wie beispielsweise konventionelle ALUs), sondern nur auf "Zuruf".

NV Link 2.0, DP 1.4a, USB-C und Virtual Link

Die komplette Turing-Familie unterstützt die neuen Schnittstellen Virtual Link sowie USB Typ C, wobei entsprechende Ausgänge an der Slotblende der Grafikkarte optional seien. Die Nvidia-Referenzkarten, Founders Edition genannt, führen die notwendigen Kontakte nach außen. Weitere Informationen zu Virtual Link finden Sie in einem gesonderten Artikel: Virtual Link für VR-Headsets: Neuer Verbindungsstandard von Oculus, Valve, AMD, Nvidia und Microsoft. Daneben bietet die neue Nvidia-Generation auch Support für den Standard Displayport 1.4a, welcher den Betrieb von 8K-Bildschirmen (7.680 × 4.320 Pixel) bei 60 Hz ermöglicht - auf Wunsch auch zwei davon parallel.
Quelle: Nvidia Turing Display Support Turing unterstützt kein PCI-Express 4.0.Weiterhin implementiert Nvidia bei den Turing-GPUs TU102 und TU104 die zweite Generation des NV-Link-Interconnects. Die erste Version wurde mit dem Volta GV100 eingeführt und dient seither dem schnellen Datenaustausch im Multi-GPU-Betrieb. Ein NV Link ×8 liefert pro Richtung eine Transferrate von 25 GByte/s (50 GByte/s bidirektional). TU104 beinhaltet einen dieser NV-Links. TU102 stellt sogar zwei dieser Links und somit 100 GByte/s für den Dual-GPU-Betrieb zur Verfügung. Zwei-Wege-SLI (Dual-GPU) wird offiziell unterstützt, Triple- und Quad-Konfigurationen nicht. Da Nvidia in den Turing-Schaltbildern lediglich PCI-Express 3.0 nennt, haben wir nachgefragt: Turing unterstützt kein PCI-Express 4.0. Das stellt höchstens beim TU106 ein Problem dar, welcher auf der Geforce RTX 2070 zum Einsatz kommen wird, denn dieser bietet keinen NV Link.

Neue Features: Variable Rate Shading, Mesh Shading

Obwohl die Anzahl der Rechenwerke und Instruktionen pro Sekunde stetig ansteigt, gilt eine alte Weisheit: Man kann niemals genug Rechenleistung haben. Daher ist nicht nur effiziente Hardware gefragt, sondern auch clevere Software. Mit dem neu entflammten Interesse an virtueller Realität und den damit verbundenen hohen Anforderungen an das Grafiksystem wird verstärkt an Methoden geforscht, um die Last intelligent anzupassen. Nach Ideen wie Multi-Res-Shading (MRS), das die Auflösung an den Bildschirmrändern relativ grob herabsetzt, oder pauschal reduzierter Präzision für bestimmte Effekte (FP16 statt FP32 -> "Rapid Packed Math") folgt nun der nächste Streich in Form von Variable Rate Shading (VRS). Auch dabei kommt die Erkenntnis zum Tragen, dass im Grunde nicht das komplette Bild die volle Shading-Präzision benötigt, da der Spieler niemals alles fokussiert. Laut Nvidia kann die Shading-Rate je nach Bedarf von "achtmal pro Pixel" bis "einmal alle 16 Pixel" reichen.

Nvidia nennt diverse Anwendungsszenarien für VRS, darunter Content Adaptive Shading (einfarbige oder komplett schwarze Flächen werden mit geringerer Präzision bedacht), Motion Adaptive Shading (reduzierte Präzision beispielsweise am Rand einer Rennstrecke bei schneller Fahrt) sowie gezielte VR-Optimierungen. Richtig gut funktioniert die Idee erst in Kombination mit Eye-Tracking, da die Anwendung dann weiß, was der Spieler fokussiert. All das soll ohne sichtbaren Qualitätsverlust geschehen und zweistellige Fps-Gewinne erlauben - beachten Sie dazu das eingebettete Video. Da der Eingriff nicht trivial ist, muss Variable Rate Shading explizit vom Entwickler ins Spiel integriert werden. In welcher Form Nvidia Code-Fragmente dafür anliefert, ist unbekannt.
Quelle: Nvidia Variable Rate Shading Daneben führte Nvidia das sogenannte Mesh Shading vor, ein neues Shader-Modell. Auch dabei ist der Name Programm: Mithilfe von Mesh Shading kümmert sich der Grafikchip anstelle des Hauptprozessors um die Geometrie. Damit soll eines der Hauptprobleme aktueller Spiele aus der Welt geschafft werden: Je mehr Objekte, desto mehr Drawcalls, desto höher die CPU-Last, desto geringer die Bildrate. Zwar bieten die Low-Level-APIs DirectX 12 und Vulkan bereits einige Optionen, um die Drawcalls zusammenzufassen, das Mesh Shading geht jedoch einen Schritt weiter: Der Prozessor übermittelt lediglich eine Liste der zu zeichnenden Objekte an den Grafikchip (anstatt jedes einzeln) und dieser kümmert sich um den Rest. Das betrifft auch die Justierung des Level of Detail (LoD) sowie Tessellierung. Auf diese Weise sollen Szenen mit wesentlich komplexerer Geometrie möglich werden. Auch dieses Feature demonstrierte Nvidia in einer Live-Demo, welche wir für Sie abgefilmt haben.
Quelle: Nvidia Mesh Shading

Nvidia Geforce RTX Turing: Zusammenfassung

Sie haben es nach all dem Material sicher bemerkt: Die neue Geforce-RTX-Generation alias Turing ist mehr als ein bloßes Leistungs-Upgrade. Nvidia verspricht Echtzeit-Raytracing, AI-beschleunigte Kantenglättung und flüssiges 4K-HDR - eine echte "Next-Generation"-Erfahrung. Passend dazu rufen die Kalifornier vor Selbstbewusstsein strotzende Preise auf. Das Topmodell Geforce RTX 2080 Ti ist als Founders Edition (Referenzdesign) ab 1.259 Euro vorbestellbar, Partnerkarten sollen sich sowohl darunter als auch darüber ansiedeln. Die Geforce RTX 2080 schlägt mit 849 Euro zu Buche - 30 Euro mehr als bei der Geforce GTX 1080 Ti zu deren Launch.

Eine Performance-Einschätzung möchten wir zum jetzigen Zeitpunkt nicht abgeben, da dies unseriös wäre. Die zahlreichen Änderungen innerhalb des Turing-Kerns schüren jedoch die Erwartung auf fühlbare Leistungssteigerungen gegenüber Pascal - zumindest bei der RTX 2080 Ti. "Mehr netto" scheint eines der Leitthemen bei Turing zu sein und wir sind gespannt, wie viel von den theoretischen Errungenschaften in Leistung umgesetzt wird. Die Reife des Treibers wird zweifellos Einfluss auf das Resultat haben. Wir werden im ausführlichen Turing-Test klären, ob sich die Investition in eine Geforce RTX 2080 (Ti) lohnt oder ob die innovative Architektur das gleiche Schicksal ereilt wie einige Wegbereiter zuvor.

Wie eingangs erwähnt, können Sie mit einem Test der Geforce RTX 2080 Ti und RTX 2080 am 19. September rechnen. Einzig die Geforce RTX 2070 ist noch in Nebel gehüllt, zu diesem Modell schweigt Nvidia derzeit wie ein Grab. Die Markteinführung soll im Laufe des Oktobers stattfinden.