بررسی کارت گرافیک GIGABYTE AORUS GeForce RTX 2060 GAMING OC

بررسی کارت گرافیک GIGABYTE AORUS GeForce RTX 2060 GAMING OC


پیش‌گفتار

انویدیا به عنوان کمپانی پیشرو در توسعه تراشه‌های گرافیکی چند هفته گذشته به طور رسمی از نسل جدید معماری NVIDIA Turing رونمایی کرد. تقریبا پس از گذشت دو سال از زمان معرفی معماری Pascal، کمپانی انویدیا در مراسم Gamescom سال جاری واقع در Cologne کشور آلمان، تولیدات بخش گیمینگ معماری جدید Turing را با 3 محصول RTX 2080 ،RTX 2070 و RTX 2080 Ti معرفی کرد.

NVIDIA Turing

تغییر نامگذاری سری GTX انویدیا به RTX دلیل کاملا روشنی دارد و آن هم چیزی جزء معرفی نسل جدیدی از فناوری Real Time Ray Tracing نیست. همانطور که گفته شد اهمیت Ray Tracing تا حدی از نظر انویدیا زیاد بوده که شیوه نامگذاری محصولات و اساس معماری Turing برای عملکرد مناسب در این فرآیند (Ray Tracing) پی ریزی شده است. اما اینکه Ray Tracing چیست و چه تاثیری در آینده بازی‌های کامپیوتری دارد در ادامه صحبت خواهیم کرد.

 

انویدیا برای معماری Turing وقت و هزینه بسیار زیادی صرف کرده است چرا که پایه معماری پردازشگرهای گرافیکی در این معماری دچار تحولی شگرف شده است و از حالت پردازش تمام شطرنجی‌سازی (Rasterisation) به سمت رندر ترکیبی یا به اصطلاح Hybrid Rendering حرکت کرده است. برای درک بهتر مفهوم Rasterisation بهتر است بدانید که وظیفه اصلی یک تراشه گرافیکی تبدیل داده‌های برداری به داده‌های شطرنجی است به بیان ساده‌تر تصاویر از حالت گرافیک برداری به گرافیک شطرنجی و پیکسل تغییر می‌کنند. در مبحث رندرینگ کامپیوترها این فرآیند از طریق نوعی الگوریتم برای نمایش تصاویر سه‌بعدی به کار می‌رود.

NVIDIA Turing

انویدیا با فراهم کردن سخت افزار و رابط نرم افزاری مورد نیاز گام بلندی در شبیه سازی فناوری Ray Tracing برداشته است و امکان تجربه گرافیک خارق العاده و طبیعی را برای علاقه‌مندان به بازی‌های رایانه‌ای تدارک دیده است. اگرچه انویدیا با استدیوهای توسعه‌دهنده زیادی برای استفاده Ray Tracing در عناوین سه بعدی همکاری کرده است اما در حال حاضر به دلیل عدم عرضه رابط برنامه نویسی اختصاصی این فناوری با نام DXR امکان پیاده سازی افکت‌های گرافیکی Ray Tracing برای بازی‌ها امکان‌پذیر نیست.

با نزدیک شدن به محدودیت اندازه ترانزیستورها به عنوان جزء اصلی ساخت هر پردازشگر، کمپانی‌های سازنده به ناچار باید به دنبال روش‌های دیگری برای طراحی محصولات خود باشند. انویدیا با معرفی معماری Turing و ویژگی رندر ترکیبی در حقیقت شروعی پرقدرت در پیمودن این مسیر به شیوه صحیح داشته است. در حالی که انویدیا کارت‌های گرافیک RTX 2000 را با محصولات نسل گذشته سری GTX 1000 مقایسه می‌کند، طراحی Turing در واقع شباهت‌های زیادی با معماری Volta دارد.

تا کمتر از دو ماه گذشته تصور بر این بود که مشابه با نسل‌های قبلی، پس از معرفی محصولات بخش تجاری با فاصله اندکی تولیدات بخش مصرف‌کننده یا گیمینگ معرفی می‌شوند، اما انویدیا سنت چند ساله خود را با معرفی معماری Turing شکست و دیگر خبری از محصولات گیمینگ سری Volta نخواهد بود و این معماری تنها به بخش تجاری و حرفه‌ای اختصاص داده خواهد شد. البته این تصمیم چندان نیز دور از انتظار نبوده است چرا که دو شرکت NVIDIA و AMD قبلا اعلام کرده بودند که معماری کارت‌های گرافیکی به زودی به طرح جداگانه‌ای برای بازی و محاسبه تقسیم خواهد شد.

ایجاد یک استاندارد در رندرینگ ترکیبی توسط انویدیا کار را برای سایر شرکت‌های رقیب نظیر AMD و حتی Intel برای ورود به بازار این بخش یا ارائه محصولاتی با طراحی مشابه دشوار خواهد ساخت، انویدیا به طور هوشمندانه‌ای با استفاده از پتانسیل تیم برنامه نویس خود باعث ایجاد یک توازن مناسب جهت به کارگیری تکنیک‌های جدید Ray Tracing همراه با شیوه مرسوم Rasterisation شده است. به کمک این روش پردازش تصاویر متحرک به خاطر استفاده از روش شطرنجی‌سازی با سرعت بیشتری انجام خواهد شد و در کنار آن نیز استفاده از ویژگی‌های فوق‌العاده Ray Tracing برای بهبود جلوه‌های بصری عناوین سه‌بعدی نقش مهمی خواهد داشت.

 

Ray Tracing دریچه‌ای به نسل آینده گرافیک بازی‌ها

یکی از دو تغییر بسیار کلیدی در واحد‌های پردازشگر (SM) تراشه‌‌های گرافیکی Turing اضافه شدن قسمتی تحت عنوان RT Core یا هسته‌های Ray Tracing می‌باشد. قبل از اینکه بیشتر در مورد معماری تازه وارد انویدیا صحبت کنیم بهتر است توضیحی در خصوص مبحث Ray Tracing داشته باشیم. این بخش همانطور که اشاره شد تا اندازه‌ای برای انویدیا مهم بوده است که قسمت تقریبا زیادی از منابع پردازشی تراشه گرافیکی را به این بخش اختصاص داده است.

مختصر می‌توان گفت که Ray Tracing به معنای فرآیند رندرینگی برای نمایش حالات و رفتار نور مشابه با دنیای واقعی است. در سطح بنیادی، نور می‌تواند به صورت یک پرتو در نظر گرفته شود، زیرا فوتون‌ها خارج از تاثیرات جانبی به صورت یک خط مستقیم حرکت می‌کنند تا اینکه با جسمی برخورد داشته باشند. در نقطه برخورد تعاملاتی نظیر انعکاس، انکسار یا شکست نور و …… میان فوتون‌ها و اجسام اتفاق می‌افتد.

Ray Tracing روندی بسیار دشوار و حساس برای شبیه سازی واکنش اشیاء به نور در یک محیط می‌باشد، ردیابی پرتوها کار بسیار حساسی است و اگر به فرض مثال رویکردی ساده را برای پیشبرد Ray Tracing در نظر بگیرم و به دنبال محاسبه تمام پرتوهای تابشی از منابع نور در یک محیط باشیم باید تعداد بیشماری نزدیک به بی‌نهایت از این پرتوها را که در جهت‌های مختلف حرکت می‌کنند را ردیابی کنید!

به همین منظور بهینه‌سازی و تغییرات زیادی در نحوه پردازش Ray Tracing طی سال‌های گذشته انجام گرفته است که مهم‌ترین آن‌ کنار گذاشتن روش مرسوم ردیابی تمام پرتوها از منابع نور در صحنه می‌باشد. در روش جدید به جای ردیابی پرتوها از منابع نور، پرتوهایی که از نقطه مشاهده کننده به صحنه ارسال می‌شوند، مورد ردیابی قرار می‌گیرند و در نهایت نیز تنها پرتوهایی که به دوربین می‌رسند مورد محاسبه و پردازش قرار می‌گیرند.

اگرچه تکنیک‌های رندرینگ برای Ray Tracing طی گذر زمان دستخوش تغییرات زیادی شده است اما این پردازش همچنان عملیاتی بسیار سنگین و زمان‌بر محسوب می‌شود. تمام این بهینه‌سازی‌ها این امکان را فراهم کرده است که پردازش Ray Tracing تنها با یک کامپیوتر در مدت زمانی منطقی انجام گیرد. البته منظور از یک کامپیوتر در حقیقت سریعترین سیستم مجهز شده به جدیدترین سخت افزارها می‌باشد و زمان منطقی هم ممکن است حتی تا ساعت‌ها به طول انجامد.

RayTracing هم اکنون نیز در بخش‌های مختلف صنعتی نظیر ملک و املاک برای نمایش واقع‌گرایی عکس‌وار پروژه‌های در حال ساخت نقش مهمی دارد و تا به حال استفاده چندانی در بازی‌های کامپیوتری نداشته است. به علت طبیعت پویا، صحنه‌های بزرگتر، اشیاء بیشتر و حرکت سریع دوربین در بازی‌های کامپیوتری، پیاده‌سازی RayTracing در این بخش بسیار دشوار و هزینه‌بر است.

صنعت فیلم‌سازی طی چند سال گذشته از تکنیک RayTracing تنها به صورت فریم‌های از پیش رندر شده برای خلق جلوه‌های ویژه فقط در فیلم‌هایی با بودجه تولید بزرگ بهره برده است. در پروژه‌های سینمایی برخلاف بازی‌های کامپیوتری اثری از محتوای تعاملی نیست و رندر فریم‌های تصاویر به کمک بهره‌گیری از صدها پرتو در هر پیکسل امکان‌پذیر خواهد بود.

برای مطالعه‌ی ادامه‌ی مقاله به نوشتار نگاهی به معماری جدید NVIDIA Turing انقلابی در فناوری Ray Tracing مراجعه کنید.

پست های مرتبط

دیدگاه خود را بنویسید