Технічні особливості GeForce RTX 50 та технології NVIDIA для мобільного сегмента. Тестування GeForce RTX 5070 для ноутбуків

Відеокарти NVIDIA на архітектурі Blackwell стали важливим етапом для індустрії, забезпечивши широку підтримку ШІ для впровадження нових технологій у рендеринг та ігри. Нещодавно ми розповідали про основні інновації в десктопних відеокартах GeForce RTX 50. Мобільний сегмент теж має велике значення, лептопи здатні забезпечити основні потреби та комфортний геймінг. А нові ноутбуки з відеокартами NVIDIA забезпечують повну підтримку всіх сучасних технологій, включно з DLSS 4 та багатокадровою генерацією MFG. Про ігрові можливості ноутбуків з графікою Blackwell поговоримо в цьому огляді. Також проведемо практичне знайомство з ноутбуком ASUS ProArt P16 і перевіримо його потенціал у деяких вимогливих технологічних іграх.

Стисло нагадаємо основні технічні особливості архітектури NVIDIA Blackwell:

• Нові функції в блоках SM для оптимізації під нейронні обчислення.
• Нові ядра RT четвертого покоління.
• Нові тензорні ядра п’ятого покоління.
• Додатковий співпроцесор AI Management Processor.
• Впровадження швидкої пам’яті GDDR7.
• DLSS 4 на базі моделі Transformer і Multi Frame Generation.
• Mega Geometry Technology та нейронні шейдери.
• Технології Max‑Q і покращене управління живленням.

Нова архітектура NVIDIA Blackwell була розроблена з урахуванням нових нейронних навантажень і складніших режимів трасування. Додано посилені тензорні ядра п’ятого покоління з підтримкою обчислень у форматі FP4 і FP6 для малих нейронних мереж. Блоки RT четвертого покоління отримали нові функції для прискорення різних операцій під час прорахунку трасування. Покращено механізми планування і розподілу навантаження в GPU.

Усе це дало змогу впровадити новий тип нейронних шейдерів (RTX Neural Shaders) і цілу низку технологій із застосуванням малих нейронних мереж для оптимізації різних елементів рендерингу. RTX Mega Geometry прискорить роботу зі складною геометрією під час трасування шляху. Технології RTX Neural Texture Compression, RTX Neural Materials і RTX Neural Radiance Cache покликані забезпечити кращу якість візуалізації за кращим використання ресурсів, зокрема знижуючи завантаження відеопам’яті. Також представлено технологію RTX Neural Faces для створення реалістичних облич та інші технології, які спираються на технології ШІ.

Запуск графічних процесорів Blackwell у споживчому сегменті має стати новим етапом розвитку комп’ютерного рендерингу. NVIDIA вже порівнює це з появою відеокарт GeForce RTX 20 у 2018 році, що дало старт для впровадження трасування променів і DLSS у споживчий сегмент.

Більше кадрів з DLSS 4 і Multi Frame Generation

Важливою особливістю нового покоління відеокарт NVIDIA є підтримка технології DLSS 4 і генерації кадрів Multi Frame Generation. Ключовим тут є перехід на модель Transformer замість стандартних нейромереж типу CNN (Convolutional Neural Network), які використовуються для побудови зображення. Transformer краще працює з динамічними послідовностями даних, даючи змогу зменшити розмиття контурів та інші артефакти. Завдяки цьому зросла загальна якість зображення та деталізація з масштабуванням DLSS 4 Super Resolution, а швидкі режими (наприклад, DLSS Performance) мають більшу практичну цінність. Одночасно покращено якість роботи Ray Reconstruction для кращої деталізації в сценах зі складним освітленням при трасуванні променів і трасуванні шляху.

Впровадження нової моделі Transformer, посилені тензорні блоки та оновлений рушій AI Optical Flow дали змогу представити нову версію генерації кадрів, що створює до чотирьох додаткових кадрів. Це підвищує загальну продуктивність при тому ж енергоспоживанні, що у підсумку позитивно позначається на часі автономної роботи. З впровадженням Multi Frame Generation можна говорити про те, що більшу частину пікселів на екрані вже малює нейромережа.

Як приклад роботи масштабування DLSS 4 Super Resolution скористаємося порівнянням із гри Doom: The Dark Ages, яке наводилося в минулих матеріалах. Нижче можна оцінити якість зображення у форматі 2560×1440 зі стандартним згладжуванням TAA та з ввімкненою технологією DLSS Quality. Другий варіант надає кращу чіткість текстур на зброї та землі, що особливо добре видно на скриншоті з дворазовим збільшенням. І одночасно з поліпшенням картинки користувач отримує помітне зростання продуктивності. Очевидно, що у швидкому режимі DLSS Performance все буде не так ідеально, але це відмінний компроміс для подвоєння частоти кадрів.

Нова генерація кадрів додатково розширює можливості відеокарт Blackwell, даючи змогу видавати ще більше fps за тієї ж потужності. Це вкрай важливо для компактних і мобільних пристроїв. Також генерація додаткових кадрів дасть змогу в багатьох іграх домогтися ідеальної синхронізації з високою частотою оновлення сучасних швидких дисплеїв.

Зворотним боком генерації є збільшення затримок введення. Кадрів більше, але реакція на ваші дії швидшою не стає, що породжує певний дисонанс і не дає відчуття комфорту. Раніше це компенсувала технологія NVIDIA Reflex, яка знижувала затримки завдяки оптимізації конвеєра CPU-GPU. Тепер доступна технологія NVIDIA Reflex 2, яка йде далі й дає змогу враховувати зміщення об’єктів ще до повного відтворення кадру. Для цього знадобилося ввести «прогностичний рендеринг» (Predictive Rendering) із заповненням порожніх областей даними сусідніх кадрів. Але в підсумку гравці отримують не тільки високий фреймрейт, а й гідну реакцію на свої дії.

Трасування шляху і трасування променів стають доступнішими

Сучасна графіка в іграх рухається в бік повсюдного впровадження трасування променів для симуляції реалістичнішого освітлення, тіней і віддзеркалень. NVIDIA була першопрохідцем, забезпечивши апаратне прискорення трасування у відеокартах GeForce RTX 20‑ї серії. Актуальне покоління стало значно потужнішим у цих операціях завдяки посиленим блокам RT з новими функціями. Також зараз почала з’являтися технологія трасування шляху або повне трасування. Цей варіант трасування враховує більше нюансів і використовує менше компромісів для підвищення продуктивності.

Зображення з трасуванням шляху демонструє більший рівень реалізму, краще враховуючи вплив непрямого та відбитого світла. Особливо це помітно в сценах зі складним освітленням і за великої кількості поверхонь, що відбивають світло. Як приклад можна знову згадати Doom: The Dark Ages. На релізі гра підтримувала трасування променів, а в червні отримала оновлення з трасуванням шляху і DLSS 4. Візуальні зміни показані в спеціальному трейлері.

Ресурсів на прорахунок такого трасування шляху потрібно більше. Тому GPU Blackwell підтримують додаткові методи оптимізації, включно з RTX Mega Geometry та іншими технологіями для прискорення прорахунку певної геометрії та світла під час трасування. Одночасно ми маємо DLSS 4 і Multi Frame Generation, які дозволяють серйозно підвищити загальну продуктивність. У підсумку графіка з трасуванням стає доступною на ігрових ноутбуках. А за наявності топової мобільної відеокарти можна розраховувати й на просунуте трасування шляху.

Технології Max‑Q і поліпшене управління живленням

Кілька років тому NVIDIA ввела в мобільний сегмент стандарт Max‑Q, що передбачало високу енергоефективність та оптимізації для тонких легких ноутбуків. Спочатку це вказувало на найекономніші версії мобільних відеокарт, але тепер за визначенням Max‑Q ховається цілий набір технологій, спрямованих на оптимізацію енергоспоживання. Одночасно зникла чітка диференціація за енергоспоживанням, тепер кожна мобільна відеокарта представлена в декількох версіях — з різними частотами та з різним рівнем TGP.

Приклад топових відеокарт Blackwell із десктопного сегмента демонструє, що процесори цього сімейства важко назвати економічними та холодними. Але насправді в архітектурі є певні зміни в управлінні живленням для підвищення енергоефективності саме в мобільному сегменті. Змінено механізм управління частотами Boost. Прискорено час переходу в сплячий режим. Згадується енергоефективний режим пам’яті GDDR7 з низькою напругою. І навіть підтримка DLSS 4 є одним з елементів оптимізації, адже за тієї ж потужності GPU з генерацією здатний виводити більше кадрів за секунду.

Відеокарти NVIDIA Max‑Q використовують цілий комплекс апаратно-програмних технологій:

• Dynamic Boost — автоматичний розподіл потужності між GPU, відеопам’яттю і CPU на основі ШІ для підвищення продуктивності;
• Advanced Optimus — швидке перемикання між дискретною та вбудованою графікою для підвищення автономної роботи;
• Battery Boost — технологія для підтримки балансу між енергоспоживанням GPU, CPU і зарядом батареї;
• Whisper Mode — технологія керування алгоритмами вентиляторів на основі ШІ для оптимального охолодження та шуму;
• CPU Optimizer — дає змогу GPU керувати та масштабувати навантаження на CPU для зниження його потужності та нагрівання.

Blackwell пропонує серйозні апаратні зміни в управлінні живленням, даючи змогу більш тонко і швидко керувати напругою на різних блоках GPU. Також реалізовано гнучкі механізми окремого керування живленням графічного чипа і пам’яті GDDR7. Прискорено час перемикання між різними станами GPU. Це дає змогу економити енергію з неповним завантаженням чипа або за короткочасних навантажень. Нові GPU швидше переходять в економний режим, час активації режиму глибокого сну відбувається в 10 разів швидше відносно минулого покоління. І це теж допомагає знизити загальне енергоспоживання ноутбука.

Уперше за 10 років було змінено механізми управління частотами в режимі Boost. Чип краще адаптується до динамічних навантажень і перемикає частоти в 1000 разів швидше, ніж старі графічні процесори. Це дає змогу отримати максимальну віддачу від графічного процесора в межах заданого ліміту потужності.

Виробляються чипи Blackwell за тією ж технологією, що і минуле покоління Ada Lovelace. Це TSMC 4N — варіація техпроцесу 5 нм на базі літографії EUV. Тому при всіх покращеннях великого стрибка в енергоефективності не відбулося. Але в рамках заданого ліміту потужності нові графічні процесори пропонують більше, ніж чипи старої серії.

Додаткові можливості NVIDIA App і NVIDIA Broadcast

Змінився основний застосунок для управління програмними налаштуваннями відеокарт NVIDIA. Тепер разом із драйвером GeForce кожен користувач отримує NVIDIA App, де зосереджені всі функції для управління відеокартою та ігровими налаштуваннями. Звідси ви вмикаєте всі режими оверлею NVIDIA — запис відео, моніторинг продуктивності та інше. У вкладці Graphics можна активувати оптимальні режими для різних ігор, які забезпечать найкращий баланс між графікою і продуктивністю на вашій системі.

Серед можливостей NVIDIA App присутня функція DLSS Overdrive, яка дає змогу замістити стару версію масштабування DLSS в обраній грі на нову версію DLSS 4 Transformer. Можна навіть вибирати окремі пресети під ваш режим DLSS, що безпосередньо ніколи не було доступно користувачам в ігрових налаштуваннях.

Разом з NVIDIA App можна встановити кілька додаткових програмних застосунків, серед яких окремо варто виділити NVIDIA Broadcast. Це набір інструментів для стримера, включно з ШІ-технологіями для поліпшення якості звуку від мікрофона та вебкамери.

NVIDIA Broadcast робить стріми доступнішими для всіх. Будь-який користувач відеокарти GeForce RTX може покращити якість своїх трансляцій без використання коштовної додаткової техніки для запису звуку та відео.

Характеристики мобільних відеокарт NVIDIA GeForce RTX 50

Треба трохи поговорити про конкретні характеристики мобільних відеокарт і їхню відмінність від десктопних моделей. Загалом це трохи різні пристрої. Мобільні відеокарти орієнтовані на баланс між продуктивністю та енергоефективністю для кращої автономності. Тому, мобільний флагман GeForce RTX 5090 Laptop використовує чип GB203, який також використовується в десктопній GeForce RTX 5080. При цьому мобільна GeForce RTX 5090 оснащена великим обсягом пам’яті у 24 ГБ при шині 256 біт, що можливо завдяки використанню модулів GDDR7 на 3 ГБ. Згідно з даними офіційного сайту, для найпотужнішої версії GeForce RTX 5090 Laptop частота Boost Clock складе 2160 МГц при енергоспоживанні до 150 Вт. При меншому енергоспоживанні будуть встановлені й менші частоти — аж до Boost Clock 1597 МГц при 95 Вт (у деяких джерелах згадується варіант на 1515 МГц).

Далі в ієрархії йде GeForce RTX 5080 Laptop на базі чипа GB203 з 7680 ядрами CUDA, шиною 256 біт і обсягом пам’яті 16 ГБ. Діапазон можливих частот Boost Clock становить 1500–2287 МГц при допустимому енергоспоживанні в діапазоні 80–150 Вт.

Мобільна GeForce RTX 5070 Ti Laptop використовує процесор GB205 з 5888 ядрами CUDA і 12 ГБ пам’яті при шині 192 біт. GeForce RTX 5070 Laptop вже отримала чип з 4608 активними потоковими ядрами, шину 128 біт і 8 ГБ відеобуфера. Повні характеристики всіх відеокарт із заявленим діапазоном частот і енергоспоживанням представлені в таблиці.

Як приклад розглянемо ноутбук ASUS серії ProArt з графікою GeForce RTX 5070.