Czym jest Intel XeSS? Wszystko o konkurencji dla NVIDIA DLSS

XeSS to technologia, która może być game-changerem dla nowego gracza na rynku kart graficznych – Intela. Firma rzuca wyzwanie tuzom z branży kart graficznych. Czym jest XeSS i czy AMD, a zwłaszcza NVIDIA, mają się czego obawiać?

Intel XeSS – co to jest?

Konferencję Intel Architecture Day 2021, która odbyła się 19 sierpnia, można nazwać początkiem zmian układu sił w branży kart graficznych. Potentat w dziedzinie procesorów, Intel, zapowiedział wprowadzenie na rynek własnych kart graficznych Intel Xe–HPG (ARC). Jedną z technologii, dzięki której nowy gracz ma mieć szansę w starciu z weteranami, jakimi są AMD i NVIDIA, jest Xe Super Sampling (XeSS).

Intel XeSS to technika polegająca na zwiększaniu liczby generowanych na sekundę klatek (FPS) przy zachowaniu wysokiej wydajności (czyli szybkości działania) karty graficznej (GPU) bez widocznych strat w jakości obrazu. Całość nie byłaby możliwa bez „mózgu” całej technologii, przy czym słowo „mózg” pasuje jak ulał do opisu XeSS. Podstawą intelowskiego supersamplingu jest bowiem sztuczna inteligencja. Jej działanie jest bardzo podobne do technologii rywala – DLSS (Deep Learning Super Sampling) firmy NVIDIA.

XeSS Intela opiera się na algorytmach głębokiego uczenia. Uruchamiając warstwy sieci neuronowej, sztuczna inteligencja analizuje dane zapisane na sterowniku karty graficznej, którymi są wygenerowane w bardzo wysokiej rozdzielczości zrzuty ekranu z setek gier. Jak wysokiej? Tego Intel nie ujawnił. Spodziewać się można rozdzielczości nie gorszej niż u konkurencji, czyli 16K.

W procesie tym jedno działanie umożliwia uruchomienie kolejnego. Dzięki XeSS układ graficzny może renderować obraz w rozdzielczości niższej niż maksymalnie dostępna, a następnie, skalować ją do rozdzielczości wyższej. Renderowanie grafiki w niższej rozdzielczości skutkuje zwiększeniem liczby klatek na sekundę. Kolejny etap procesu (upscaling) poprawia obraz, skalując go z 1080p do rozdzielczości zbliżonej do 4K.

W poprawieniu wrażeń wizualnych pomoże również jitter. Technika ta polega na nieznacznym przemieszczeniu poziomych linii obrazu i łączeniu klatek obrazu. Dzięki temu wyrenderowana w niższej rozdzielczości, a następnie skalowana grafika jest jeszcze bardziej podobna do tej w rozdzielczości oryginalnej. Rezultatem jest płynny, szczegółowy obraz o dużej liczbie FPS, a jednocześnie szybkie działanie układu graficznego.

Wzrost wydajności będzie możliwy także dzięki danym na temat wektora ruchu zapisanym w silniku graficznym gry. Mając informacje na temat poruszania się postaci w kolejnych klatkach, sztuczna inteligencja jest w stanie przewidzieć, gdzie znajdą się kolejne elementy obrazu wymagające poprawy. Jest to szczególnie ważne w dynamicznych scenach, w których często ruch postaci lub elementów otoczenia skutkuje rozmazywaniem się krawędzi obiektów.

Korekta całego obrazu byłaby jednak czasochłonna, co rzutowałoby na szybkość działania GPU. Nie ma też potrzeby poprawiania każdej partii obrazu. Aby usprawnić ten proces, XeSS będzie pobierał z jednej klatki źródłowej aż 64 próbki na piksel. W ten sposób sztuczna inteligencja będzie analizowała, które elementy obrazu należy skorygować, a które mogą pozostać niezmienione.

Implementując XeSS w takim kształcie, Intel chce uniknąć jednego z problemów, które dotknęły konkurencję. W pierwszej wersji DLSS NVIDIA zastosowała mechanizm polegający na głębokim uczeniu się przez sztuczną inteligencję każdej gry z osobna, co ograniczało wydajność układu graficznego. Zmieniło się to dopiero wraz z DLSS 2.0.

Możliwości Intel XeSS

Najnowsze karty graficzne Intela nie zostały jeszcze oficjalnie wydane, więc o możliwościach Intel XeSS dywagować można na razie tylko na podstawie informacji zaczerpniętych od samego producenta. Te zaś, wedle zapewnień, wyglądają obiecująco.

Dzięki XeSS najnowsze karty graficzne Intela mają zaoferować dwukrotnie szybsze renderowanie grafiki (a więc zwiększenie liczby FPS) w rozdzielczości zbliżonej do 4K niż ma to miejsce w przypadku renderowania w samym 4K. Podobnie jak NVIDIA, także Intel w swoich kartach wykorzysta dwa typy rdzeni – Alchemist do ogólnego przeznaczenia oraz dodatkowe Xe. To właśnie te drugie mają odpowiadać za działanie XeSS i odciążać główne jednostki, a tym samym zwiększać wydajność układu. Będą one obsługiwać instrukcje sprzętowej akceleracji sztucznej inteligencji o nazwie Matrix Engine (Xe Matrix Extensions – XMX). Ich zadaniem będzie przetwarzanie danych z wektorów ruchu i historii klatek.

Ostateczny efekt, jaki ujrzeć będzie można w grach, być może będzie zależał od wybranego trybu XeSS. Po raz kolejny odwołać należy się do DLSS. W wielu grach, z którymi zgodna jest ta technologia, użytkownik ma do wyboru dwa lub trzy tryby. Pierwszy z nich ma na celu poprawę jakości grafiki kosztem mniejszej liczby FPS. Drugi odwrotnie – zorientowany jest na płynność, ale kosztem wrażeń wizualnych. Trzeci tryb polega na balansie między poziomem odwzorowania detali a wydajnością.

Jak Intel XeSS wpłynie na jakość w grach?

Przecierając niełatwy szlak technologii głębokiego uczenia, NVIDIA pomogła nie tylko sobie, ale również niespodziewanemu rywalowi. Wdrażanie XeSS do swoich układów graficznych jest dla Intela łatwiejsze ze względu na to, że już w pierwszej generacji tej technologii mogą pozbyć się bolączek, które trapiły pierwszą odsłonę DLSS.

Jedną z nich była wspomniana już mniejsza niż oczekiwana wydajność spowodowana uczeniem się przez sztuczną inteligencję każdej gry osobno. Drugą – nie najlepsza jakość obrazu po włączeniu DLSS. Zwiększenie wydajności odbywało się kosztem jakości obrazu. Natomiast w przypadku technologii XeSS twórcy zadbali o to, by grafika w grach nie odbiegała znacząco od tego, co można zobaczyć bez włączonego XeSS. Gry mają działać szybko, a obraz ma być wysokiej jakości.

Jak w praktyce wyglądać będą gry z XeSS, będzie można się przekonać dopiero po premierze kart graficznych Intel ARC i implementacji tego rozwiązania przez studia tworzące gry. Na razie skromną i pozostawiającą wiele do życzenia próbkę oddał w ręce graczy sam Intel.

Wyrenderowane obrazy z gier działających na silniku graficznym Unreal Engine rzeczywiście wyglądają bardzo dobrze. Na uwagę zasługuje nie tylko widoczna różnica w jakości pomiędzy rozdzielczościami 1080p i 4K XeSS, bo tej nie tylko można było, ale wręcz należało oczekiwać. Najważniejsza jest tu niemal niewidoczna różnica między natywnym 4K a upscalowanym 4K XeSS.

Czemu więc wideo promocyjne przygotowane przez Intel pozostawia wiele do życzenia? W pokazanych lokacjach brakuje dynamicznych scen, które mogą powodować rozmazywanie się krawędzi postaci. Nie ma także dużej liczby obiektów, takich jak ludzie czy pojazdy. Sceny, które zaprezentował Intel, nie wymagają dużego obciążenia procesora graficznego. W ten sposób łatwo jest pokazać zalety swojej technologii i ukryć jej ewentualne wady. Na prawdziwy sprawdzian XeSS należy więc jeszcze poczekać.

Czy Intel XeSS zadziała na kartach NVIDIA lub AMD?

Wszystkich, którzy zechcą zobaczyć, jak działa nowa technologia Intela, ucieszy zapewne fakt, że z XeSS skorzystają posiadacze nie tylko kart Intel ARC, ale również NVIDIA GeForce i AMD Radeon. W planach twórców XeSS znalazł się jednak pewien kruczek.

Kompatybilność kart graficznych z Intel XeSS

Niektóre układy graficzne konkurencyjnych producentów będą mogły uruchomić XeSS, jednak wykorzystają do tego instrukcje akceleracji sztucznej inteligencji DP4a (a nie, jak w przypadku kart Intela, XMX). Czy wykorzystanie DP4a do obsługi XeSS pozwoli osiągnąć takie same rezultaty jak w przypadku korzystania z GPU Intela? Zapewne nie. Decyduje o tym najważniejszy dla każdego przedsiębiorstwa czynnik.

Są nim pieniądze. Z biznesowego punktu widzenia Intelowi nie opłaca się oferować identycznie działającej technologii graczom używającym kart innych firm. Połowiczne otwarcie się na konkurencję ma na celu skuteczne konkurowanie z NVIDIA DLSS i AMD FidelityFX Super Resolution, a może z czasem nawet wyparcie tych technologii i zmonopolizowanie gamingowego rynku swoim rozwiązaniem.

Jednocześnie pozostawienie wszystkiego, co najlepsze w XeSS, posiadaczom kart Intel ARC może przyczynić się do przekonania użytkowników GeForce’ów i Radeonów do zakupu układów Intela. Nie należy więc raczej spodziewać się takich samych efektów działania XeSS na kartach Intel ARC oraz NVIDIA GeForce i AMD Radeon. Jak duże będą ewentualne (ale prawdopodobne) różnice, będzie się można przekonać jednak dopiero po premierze kart Intel ARC i przetestowaniu możliwości włączenia XeSS na kompatybilnych kartach konkurencji.

Na wpół otwarty standard to właśnie wejście klinem między rywali. Z jednej strony właściciele GPU konkurencji będą mogli sprawdzić działanie Intel XeSS, co w przypadku DLSS jest niemożliwe bez karty graficznej NVIDIA GeForce.

Z drugiej strony nie będzie to technologia tak otwarta, jak np. AMD FidelityFX Super Resolution. Producent kart Radeon pozwala na wykorzystanie pełni możliwości swojego standardu niezależnie od posiadanego GPU. Gwoli ścisłości należy jednak dodać, że AMD FidelityFX Super Resolution to po prostu bardziej zaawansowany upscaling, a nie technologia uczenia maszynowego.

O tym, jak XeSS będzie działać na GeForce’ach i Radeonach, przekonają się posiadacze kart z następujących generacji:

• AMD RDNA 2 (RX 6000)
• NVIDIA z architekturą Turing (GTX 1650, GTX 1660, RTX 2000)
• NVIDIA z architekturą Ampere (RTX 3000)

Zobacz: Intel Xe-HPG DG2 — premiera, specyfikacja i cena. Co wiemy o kartach graficznych Intel Xe-HPG DG2?

Nie wiadomo natomiast, czy obsługę XeSS będą miały karty oparte na starszych architekturach, czyli AMD RDNA (generacja RX 5000) i NVIDIA Pascal (modele GTX 1060 i nowsze).

Co ciekawe, XeSS wykorzystujący instrukcje DP4a będzie też dostępny na słabszych układach Intela – Xe-LP. Będą to zintegrowane karty graficzne Intel UHD Graphics 730 i nowsze.

Kiedy premiera Intel XeSS?

Premiera technologii XeSS zbiegnie się z zaprezentowaniem nowych kart graficznych Intel ARC. Wydarzenia tego można spodziewać się w pierwszej połowie 2022 roku.

W pierwszej kolejności z nowego rozwiązania skorzystają właśnie posiadacze kart Intel ARC. Zestaw narzędzi deweloperskich dla programistów (Software Development Kit, SDK) Intel udostępnił latem 2021 roku. SDK dla DP4a nie zostało dotychczas wydane. Termin udostępnienia narzędzi deweloperskich do obsługi XeSS na innych kartach graficznych nie jest jeszcze znany.

XeSS wydaje się dobrym wstępem do rozpoczęcia przygody Intela z rynkiem kart graficznych. Jeśli doniesienia na temat działania tej technologii znajdą odbicie w rzeczywistości, producent ten może skutecznie zawalczyć o serca i portfele graczy. Powiew świeżości w branży, w której od lat dominują AMD i NVIDIA, może być korzystny zwłaszcza dla klientów. Większa konkurencja to bowiem większa innowacyjność i niższe ceny. Kto wygra to starcie gigantów? Czas pokaże, niemniej jednak walka ta może być równie pasjonująca, co niejeden pojedynek w grze.

Źródło obrazka głównego: esportstalk.com