K uvedení karet došlo na vlastní akci Nvidia v předvečer Gamescomu, tedy 20. srpna. Celá tisková konference byla zaměřena na prezentaci ray tracingu, což je hlavní tahák nové generace GeForce RTX. Ba co víc, Nvidia se odvažuje novou architekturu Turing označit jako revoluci v počítačové grafice her, která se vyrovná předcházejícím historickým milníkům. Co je tedy na nových grafických kartách přelomového?

Ray tracing

Současný způsob vykreslování her je založen na rasterizaci. Ta, velmi zjednodušeně řečeno, převádí 3D objekty do 2D mřížky, aby mohly být zobrazeny na displeji monitoru. Samotné tvary pro výsledný obraz ale nestačí, ty je třeba ještě obarvit, grafická karta proto zpracovává každý pixel na scéně a přiřazuje mu správnou barvu. Problém je v tom, že při zploštění do 2D se ztratí podstatná část informací, které by grafice pomohly určit správný odstín.

zdroj: Nvidia

Představte si třeba takovou skleněnou, průhlednou kouli. V trojrozměrném světě je zřejmé, že to, jak koule vypadá zepředu, ovlivňuje i její odvrácená strana. Jakmile se však koule „zploští“ do 2D, zůstane z ní relevantní pouze přední část, zbytek se „zahodí“. To pochopitelně představuje problém u jevů, které jsou na „zahozených“ informacích založeny – odrazy, odlesky a stíny objektů mimo viditelnou scénu, souběh stínů několika se překrývajících objektů, ambientní světlo a další. Některé z těchto jevů se dají do určité míry suplovat pomocí pokročilých grafických efektů, ale krom toho, že nemohou ze své podstaty plně odpovídat realitě, jejich implementace vyžaduje značné úsilí vývojářů.

Ray tracing naproti tomu dokáže simulovat, jak světlo funguje v prostoru. Dokáže sledovat cestu jednotlivých světelných paprsků, počítat jejich interference s dalšími objekty, odrazy i rozptyl po dopadu na různé materiály. Výsledná scéna má pak opravdu realistické nasvícení. Z těchto důvodů se ray tracing považuje za ideální způsob vykreslování počítačové grafiky, bohužel je výpočetně velmi náročný, a proto se dnes běžně využívá pouze v takových situacích, kdy je možné scény předrenderovat dopředu (filmy, architektonické a interiérové rendery, vizualizace aj.).

Pro ilustraci: kvalitně vykreslit jeden snímek pomocí ray tracingu může trvat i několik minut, hra přitom pro plynulý chod vyžaduje desítky snímků za sekundu. Pokusy o ray tracing v reálném čase (a ve hrách) už tady byly, ale kvůli extrémním nárokům na výkon nebyly uvedeny do široké praxe.

Architektura Turing a Nvidia RTX

Tím bodem zlomu by podle Nvidie měla být právě architektura Turing. Klíč není v kompletním vykreslování celé scény pomocí ray tracingu, ale v hybridním modelu, kdy se většinový obraz vykresluje pomocí rasterizace a ray tracing se používá pouze na určité efekty, jako například odrazy světel, ambientní osvětlení, realističtější stíny a další jevy, které by v rámci rasterizace nebyly prakticky nebo vůbec proveditelné.

Stěžejním bodem čipu Turing jsou proto nová výpočetní jádra, takzvaná „RT cores“ a „Tensor cores“. RT cores, neboli Ray Tracing jádra, mají za úkol hardwarově akcelerovat výpočty ray tracingu. Protože i v omezené míře jsou takové výpočty stále náročné, nebude se počítat s plnou přesností. Výsledkem bude obraz s určitým procentem šumu. O jeho eliminaci se postarají jádra Tensor, jejichž podstatou je AI napojená na neurální síť. S pomocí výstupů strojového učení tak dojde k odšumování scény. Výsledkem by měl být bezchybný realistický efekt.

zdroj: Nvidia

A jak je to s podporou u her? Nvidia RTX funguje na Windows skrze API DirectX Raytracing (DXR), které je součástí DirectX 12. Takže bude nutný počítač s Windows 10. Později má přibýt podpora také v API Vulkan. Co se herních enginů týče, ray tracing prozatím podporuje Frostbite, Unreal Engine a Unity.

zdroj: Nvidia

Nejdůležitější jsou ale samozřejmě hry. Na tiskovce se Nvidia vytasila s několika AAA tituly, které budou podporovat efekty ray tracingu. Na čtyřech z nich dokonce výhody nového vykreslování demonstrovala. Jednalo se o Battlefield V, Shadows of the Tomb Raider, Metro Exodus a Assetto Corsa Competizione. Kromě těchto pecek jsme napočítali dalších 17 her, které budou Nvidia RTX využívat, jde buďto o nové hry, anebo o doplnění podpory v již vydaných titulech.

zdroj: Nvidia

Grafické karty GeForce RTX – parametry, ceny, dostupnost

Nové grafické karty ponesou jméno GeForce RTX, namísto dosavadního GTX. Číselně se novinky budou označovat jako řada 20. Představeno bylo trio nových grafických karet: GeForce RTX 2080Ti, RTX 2080 a RTX 2070. Karty by měly být celosvětové dostupné 20. září, s výjimkou RTX 2070, u které ještě datum naskladnění ohlášeno nebylo. RTX 2080 a 2080Ti je možné již také předobjednat, ale ceny jsou závratné: 21 999 Kč, respektive 32 700 Kč (platné pro předobjednávky Founders Edition).

Vysoké ceny kontrastují s faktem, že nevíme, jaké budou mít karty výkon. Ačkoli jsme se dočkali prezentace základních parametrů, ohledně výkonu ve hrách toho moc nepadlo. Nvidia pouze prozradila, že v demu Infiltrator je RTX 2080Ti o 50 % rychlejší než GTX 1080Ti, ale zda to platí pro celkový výkon, anebo jen pro efekty ray tracingu, není jasné. Ukázka se hýbala ve 4K při 60 FPS, ale ani to nám o výkonu vzhledem ke stávajícím hrám moc neřekne.

zdroj: Nvidia

Nejvýraznější novinkou GeForce RTX je přepracovaný referenční chladič. Nvidia upustila od svého tradičního designu s jedním ventilátorem, nyní na chladiči najdeme dva. Ventilátory chladí vapor chamber, která pokrývá celý plošný spoj karty. Podle výrobce by tak grafika měla operovat o 10 °C chladněji a být také podstatně tišší (pravděpodobně ve srovnání s předchozími referenčními edicemi).

zdroj: Nvidia

Premiéru si na kartách GeForce RTX odbývají paměti GDDR6 s taktem 14 GHz. Inovací prošly také obrazové výstupy: DisplayPort je ve verzi 1.4, takže dokáže protlačit až 8K při 60 fps. Novinkou je konektor USB-C s rozhraním VirtualLink, které by mělo, ideálně v blízké budoucnosti, umožnit připojení VR systémů jedním kabelem.

zdroj: Nvidia

Referenční karty (Founders Edition) jsou nově přetaktované od výroby, Nvidia zmiňuje tovární navýšení frekvence o 90 MHz. Pojďme se podívat na jednotlivé modely.

GeForce RTX 2080Ti

Nejvýkonnější model je založen na mírně ořezaném čipu TU102, celkově nese 4352 CUDA jader (plný čip Turing v profi grafikách Quadro jich má 4608). Celkem je osazených 11 GB paměti GDDR6 s taktem 14 GHz na 352bitové sběrnici, což dělá propustnost 616 GB/s. Základní frekvence jádra je 1350 MHz, v boostu karta dosáhne na 1545 MHz, v případě Founders Edition ještě o 90 MHz více (OC 1635 MHz). TDP je stanoveno na 250 W (resp. 260 W pro Founders Edition), karta tak vyžaduje napájení dvěma 8pinovými konektory. Kartu je již možné předobjednat, cena Founders Edition na českých stránkách Nvidie dělá astronomických 32 700 Kč. Skladem údajně 20. září.

Parametry	RTX 2080Ti	GTX 1080Ti
Architektura	Turing	Pascal
Počet jader	4352	3584
Základní frekvence	1350 MHz	1481 MHz
Boost frekvence	1545 (1635 OC) MHz	1582 MHz
Paměť	11 GB GDDR6	11 GB GDDR5X
Takt pamětí	14 GHz	11 GHz
Sběrnice	352bit	352bit
Propustnost	616 GB/s	484 GB/s
TDP	250 (260) W	250 W
Napájení	2× 8pin	1× 6pin + 1× 8pin
Cena při vydání	$999 ($1199 Founders Edition)	$699
Dostupnost	20. září 2018	skladem

GeForce RTX 2080

Druhý high-end je založen na čipu TU104, má 2944 CUDA jader a 8 GB GDDR6 pamětí rovněž s taktem 14 GHz. Při sběrnici 256bit to dělá propustnost 448 GB/s. Jádro tiká na taktu 1515 MHz, boost je 1710 MHz, anebo rovných 1800 MHz v případě Founders Edition. TPD bylo stanoveno na 215 W (225W), napájení je tak realizováno jedním šestipinem a jedním osmipinem. Předobjednávky již začaly, ale cena oproti minulé generaci notně poskočila: 21 999 Kč. Na skladech má být karta rovněž 20. září.

Parametry	RTX 2080	GTX 1080
Architektura	Turing	Pascal
Počet jader	2944	2560
Základní frekvence	1515 MHz	1607 MHz
Boost frekvence	1710 (1800 OC) MHz	1733 MHz
Paměť	8 GB GDDR6	8 GB GDDR5X
Takt pamětí	14 GHz	10 GHz
Sběrnice	256bit	256bit
Propustnost	448 GB/s	320 GB/s
TDP	215 (225) W	180 W
Napájení	1× 6pin + 1× 8pin	1× 8pin
Cena při vydání	$699 ($799 Founders Edition)	$599
Dostupnost	20. září 2018	skladem

GeForce RTX 2070

Poslední vydaný model je založen na čipu TU104 a nese 2304 CUDA jader. Paměť má stejnou konfiguraci jako RTX 2080, tedy 8 GB GDDR6 s frekvencí 14 GHz a sběrnicí 256bit, což dělá propustnost 448 GB/s. Základní takt 1410 MHz se v případě boostu vyšplhá až na 1620 MHz, u Founders Edition pak na 1710 MHz. TDP je 175 W (185 W), k napájení tedy stačí jeden osmipin. Dostupnost karty ještě oznámena nebyla a nejde ani zadat předobjednávku, i tak na webu Nvidie svítí cenovka 16 400 Kč. V takové cenové hladině jsme byli zvyklí vídat high-end, i pro třetího zástupce Turing tedy platí, že cena je opravdu vysoká.

Parametry	RTX 2070	GTX 1070
Architektura	Turing	Pascal
Počet jader	2304	1920
Základní frekvence	1410 MHz	1506 MHz
Boost frekvence	1620 (1710 OC) MHz	1683 MHz
Paměť	8 GB GDDR6	8 GB GDDR5
Takt pamětí	14 GHz	8 GHz
Sběrnice	256bit	256bit
Propustnost	448 GB/s	256 GB/s
TDP	175 (185) W	150 W
Napájení	1× 8pin	1× 8pin
Cena v USD (při vydání)	$499 ($599 Founders Edition)	$379
Dostupnost	neznámá	skladem

Oproti pascalu vidíme na referenčních (Founders Edition) kartách snížení frekvencí, u RTX 2080 a 2070 přitom TDP poskočilo nahoru. Mohou za to pravděpodobně nové výpočetní jednotky. Jaká bude reálná spotřeba při jejich vytížení a zda klesne, pokud se nebude akcelerovat ray tracing, se již brzy dozvíme v testech.

Protože výkon karet ještě není ani přibližně znám, zájemcům o koupi doporučujeme vyčkat na recenze.