Технические особенности GeForce RTX 50 и технологии NVIDIA для мобильного сегмента. Тестирование GeForce RTX 5070 для ноутбуков

Видеокарты NVIDIA на архитектуре Blackwell стали важным этапом для индустрии, обеспечив широкую поддержку ИИ для внедрения новых технологий в рендеринг и игры. Недавно мы рассказывали про основные инновации в десктопных видеокартах GeForce RTX 50. Мобильный сегмент тоже имеет большое значение, лэптопы способы обеспечить основные потребности и комфортный гейминг. А новые ноутбуки с видеокартами NVIDIA обеспечивают полную поддержку всех современных технологий, включая DLSS 4 и многокадровую генерацию MFG. Об игровых возможностях ноутбуков с графикой Blackwell поговорим в данном обзоре. Заодно проведем практическое знакомство с ASUS ProArt P16 и проверим его потенциал в требовательных технологичных играх.

Кратко напомним основные технические особенности архитектуры NVIDIA Blackwell:

• Новые функции в блоках SM для оптимизации под нейронные вычисления;
• Новые ядра RT четвертого поколения;
• Новые тензорные ядра пятого поколения;
• Дополнительный сопроцессор AI Management Processor;
• Внедрение быстрой памяти GDDR7;
• DLSS 4 на базе модели Transformer и Multi Frame Generation;
• Mega Geometry Technology и нейронные шейдеры;
• Технологии Max‑Q и улучшенное управление питанием.

Новая архитектура NVIDIA Blackwell была разработана с учетом новых нейронных нагрузок и более сложных режимов трассировки. Добавлены усиленные тензорные ядра пятого поколения с поддержкой вычислений в формате FP4 и FP6 для малых нейронных сетей. Блоки RT четвертого поколения получили новые функции для ускорения разных операций при просчете трассировки. Улучшены механизмы планирования и распределения нагрузки в GPU.

Все это позволило внедрить новый тип нейронных шейдеров (RTX Neural Shaders) и целый ряд технологий с применением малых нейронных сетей для оптимизации разных элементов рендеринга. RTX Mega Geometry ускорит работу со сложной геометрией при трассировке пути. Технологии RTX Neural Texture Compression, RTX Neural Materials и RTX Neural Radiance Cache призваны обеспечить лучшее качество визуализации при более оптимальном использовании ресурсов, в том числе снижая загрузка видеопамяти. Также представлена технология RTX Neural Faces для создания реалистичных лиц и другие технологии, которые опираются на технологии ИИ.

Запуск графических процессоров Blackwell в потребительском сегменте должен стать новым этапом развития компьютерного рендера. NVIDIA уже сравнивает это с появлением видеокарт GeForce RTX 20 в 2018 году, что дало старт для внедрения трассировки лучей и DLSS в потребительский сегмент.

Больше кадров с DLSS 4 и Multi Frame Generation

Важным преимуществом нового поколения видеокарт NVIDIA является поддержка технологии DLSS 4 и генерации кадров Multi Frame Generation. Ключевым тут является переход на модель Transformer вместо стандартных нейросетей типа CNN (Convolutional Neural Network), которые используются для построения изображения. Transformer лучше работает с динамическими последовательностями данных, позволяя уменьшить размытие контуров и прочие артефакты. Благодаря этому выросло общее качество изображения и детализация с масштабированием DLSS 4 Super Resolution, а быстрые режимы (например, DLSS Performance) имеют большую практическую ценность. Одновременно улучшено качество работы Ray Reconstruction для лучшей детализации в сценах со сложным освещением при трассировке лучей и трассировке пути.

Внедрение новой модели Transformer, усиленные тензорные блоки и обновленный движок AI Optical Flow позволили представить новую версию генерации кадров, которая создает до четырех дополнительных кадров. Это повышает общую производительность при том же энергопотреблении, что в итоге положительно сказывается на времени автономной работы. С внедрением Multi Frame Generation можно говорить о том, что большую часть пикселей на экране уже рисует нейросеть.

В качестве примера работы масштабирования DLSS 4 Super Resolution воспользуемся сравнением из игры Doom: The Dark Ages, которое приводилось в прошлых материалах. Ниже можно оценить качество изображения в формате 2560×1440 при стандартном сглаживании TAA и при включенной технологии DLSS Quality. Второй вариант дает лучшую четкость текстур на оружии и земле, что особенно хорошо видно на скриншоте с двукратным увеличением. И одновременно с улучшением картинки пользователь получает заметный рост производительности. Очевидно, что в быстром режиме DLSS Performance все будет не так идеально, но это отличный компромисс для удвоения частоты кадров.

Новая генерация кадров дополнительно расширяет возможности видеокарт Blackwell, позволяя выдавать еще больше fps при той же мощности. Это крайне важно для компактных и мобильных устройств. Также генерация дополнительных кадров позволит во многих играх добиться идеальной синхронизации с высокой частотой обновления современных быстрых дисплеев.

Обратной стороной генерации является увеличение задержек ввода. Кадров больше, но реакция на ваши действия быстрее не становится, что порождает определенный диссонанс и не дает ощущения комфорта. Ранее это компенсировала технология NVIDIA Reflex, которая снижала задержки благодаря оптимизации конвейера CPU-GPU. Теперь доступна технология NVIDIA Reflex 2, которая идет дальше и позволяет учитывать смещение объектов еще до полной отрисовки кадра. Для этого понадобилось ввести «предсказательный рендеринг» (Predictive Rendering) с заполнением пустых областей данными соседних кадров. Но в итоге игроки получают не только высокий фреймрейт, но и достойную отзывчивость на свои действия.

Трассировка пути и трассировка лучей становятся доступнее

Современная графика в играх движется в сторону повсеместного внедрения трассировки лучей для симуляции более реалистичного освещения, теней и отражений. NVIDIA была первопроходцем, обеспечив аппаратное ускорение трассировки в видеокартах GeForce RTX 20‑й серии. Актуальное поколение стало значительно мощнее в этих операциях благодаря усиленным блокам RT с новыми функциями. Также сейчас начала появляться технология трассировки пути или полная трассировка. Этот вариант трассировки учитывает больше нюансов и использует меньше компромиссов для повышения производительности.

Изображение с трассировкой пути демонстрирует больший уровень реализма, лучше учитывая влияние непрямого и отраженного света. Особенно это заметно в сценах со сложным освещением и при большом количестве отражающих поверхностей. В качестве примера можно снова вспомнить Doom: The Dark Ages. На релизе игра поддерживала трассировку лучей, а в июне получила обновление с трассировкой пути и DLSS 4. Визуальные изменения показаны в специальном трейлере.

Ресурсов на просчет такой трассировки пути требуется больше. Поэтому GPU Blackwell поддерживают дополнительные методы оптимизации, включая RTX Mega Geometry и другие технологии для ускорения просчета определенной геометрии и света при трассировке. Одновременно мы имеем DLSS 4 и Multi Frame Generation, которые позволяют серьезно повысить общую производительность. В итоге графика с трассировкой становится доступной на игровых ноутбуках. А при наличии топовой мобильной видеокарты можно рассчитывать и на продвинутую трассировку пути.

Технологии Max‑Q и улучшенное управление питанием

Несколько лет назад NVIDIA ввела в мобильный сегмент стандарт Max‑Q, что подразумевало высокую энергоэффективность и оптимизации для тонких легких ноутбуков. Вначале это указывало на самые экономичные версии мобильных видеокарт, но теперь за определением Max‑Q скрывается целый набор технологий, направленных на оптимизацию энергопотребления. Одновременно исчезла четкая дифференциация по мощности, теперь каждая мобильная видеокарта представлена в нескольких версиях — с разными частотами и разным уровнем TGP.

Пример топовых видеокарт Blackwell из десктопного сегмента демонстрирует, что процессоры этого семейства трудно назвать экономичными и холодными. Но на самом деле в архитектуре есть определенные изменения в управлении питанием для повышения энергоэффективности именно в мобильном сегменте. Изменен механизм управления частотами Boost. Ускорено время перехода в спящий режим. Упоминается энергоэффективный режим памяти GDDR7 с низким напряжением. И даже поддержка DLSS 4 является одним элементов оптимизации, ведь при той же мощности GPU с генерацией способен выводить больше кадров в секунду.

Видеокарты NVIDIA Max‑Q используют целый комплекс аппаратно-программных технологий:

• Dynamic Boost — автоматическое распределение мощности между GPU, видеопамятью и CPU на основе ИИ для повышения производительности;
• Advanced Optimus — быстрое переключение между дискретной и встроенной графикой для повышения автономной работы;
• Battery Boost — технология для поддержания баланса между энергопотреблением GPU, CPU и зарядом батареи;
• Whisper Mode — технология управления алгоритмами вентиляторов на основе ИИ для оптимального охлаждения и шума;
• CPU Optimizer — позволяет GPU управлять и масштабировать нагрузку на CPU для снижения его мощности и нагрева.

Blackwell предлагает серьезные аппаратные изменения в управлении питанием, позволяя более тонко и быстро управлять напряжением на разных блоках GPU. Также реализованы гибкие механизмы раздельного управления питанием графического чипа и памяти GDDR7. Ускорено время переключения между разными состояниями GPU. Это позволяет экономить энергию при неполной загрузке чипа или при кратковременных нагрузках. Новые GPU быстрее переходят в экономный режим, время активации режима глубокого сна происходит в 10 раз быстрее относительно прошлого поколения. И это тоже помогает снизить общее энергопотребление ноутбука.

Впервые за 10 лет были изменены механизмы управления частотами в режиме Boost. Чип лучше адаптируется к динамическим нагрузкам и переключает частоты в 1000 раз быстрее, чем старые графические процессоры. Это позволяет получить максимальную отдачу от графического процессора в рамках заданного лимита мощности.

Производятся чипы Blackwell по той же технологии, что и прошлое поколение Ada Lovelace. Это TSMC 4N — вариация техпроцесса 5 нм на базе литографии EUV. Поэтому при всех улучшениях большого скачка в энергоэффективности не произошло. Но в рамках заданного лимита мощности новые графические процессоры предлагают больше, чем чипы старой серии.

Дополнительные возможности NVIDIA App и NVIDIA Broadcast

Сменилось основное приложение для управления программными настройками видеокарт NVIDIA. Теперь вместе с драйвером GeForce каждый пользователь получает NVIDIA App, где сосредоточены все функции для управления видеокартой и игровым настройками. Отсюда вы включаете все режимы оверлея NVIDIA — запись видео, мониторинг производительности и прочее. Во вкладке Graphics можно активировать оптимальные режимы для разных игр, которые обеспечат лучший баланс между графикой и производительностью на вашей системе.

Среди возможностей NVIDIA App присутствует функция DLSS Overdrive, которая позволяет заместить старую версию масштабирования DLSS в выбранной игре на новую версию DLSS 4 Transformer. Можно даже выбирать отдельные пресеты под ваш режим DLSS, что напрямую никогда не было доступно пользователям в игровых настройках.

Вместе с NVIDIA App можно установить несколько дополнительных программных приложений, среди которых отдельно стоит выделить NVIDIA Broadcast. Это набор инструментов для стримера, включая ИИ-технологии для улучшения качества звука от микрофона и веб-камеры.

NVIDIA Broadcast делает стримы доступнее для всех. Любой пользователь видеокарты GeForce RTX может серьезно улучшить качество своих трансляций без использования дорогой дополнительной техники для записи звука и видео.

Характеристики мобильных видеокарт NVIDIA GeForce RTX 50

Стоит немного поговорить о конкретных характеристиках мобильных видеокарт и их отличии от десктопных моделей. В общем это немного разные устройства. Мобильные видеокарты ориентированы на баланс между производительностью и энергоэффективностью для лучшей автономности. Поэтому мобильный флагман GeForce RTX 5090 Laptop использует GB203 чип, который также используется в десктопной GeForce RTX 5080. При этом мобильная GeForce RTX 5090 оснащена большим объемом памяти в 24 ГБ при шине 256 бит, что возможно благодаря использованию модулей GDDR7 на 3 ГБ. Согласно данным с официального сайта, для самой мощной версии GeForce RTX 5090 Laptop частота Boost Clock составит 2160 МГц при энергопотреблении до 150 Вт. При меньшем энергопотреблении будут установлены и меньшие частоты — вплоть до Boost Clock 1597 МГц при 95 Вт (в некоторых источниках упоминается вариант на 1515 МГц).

Далее в иерархии идет GeForce RTX 5080 Laptop на базе чипа GB203 с 7680 ядрами CUDA, шиной 256 бит и объемом памяти 16 ГБ. Диапазон возможных частот Boost Clock составляет 1500–2287 МГц при допустимом энергопотреблении в диапазоне 80–150 Вт.

Мобильная GeForce RTX 5070 Ti Laptop использует процессор GB205 с 5888 ядрами CUDA и 12 ГБ памяти при шине 192 бита. GeForce RTX 5070 Laptop уже получила чип с 4608 активными потоковыми ядрами, шину 128 бит и 8 ГБ видеобуфера. Полные характеристики всех видеокарт с заявленным диапазоном частот и энергопотреблением представлены в таблице.

В качестве примера рассмотрим ноутбук ASUS серии ProArt с графикой GeForce RTX 5070.