AMD FSR: Ewolucja i wpływ technologii na wydajność gier

Nieustanne wyzwanie: Wizualny splendor kontra jedwabiście płynna rozgrywka

W porywającym świecie gier PC gracze nieustannie balansują na granicy fundamentalnego napięcia: pragnienia zapierającej dech w piersiach, realistycznej grafiki kontra konieczności płynnej, responsywnej rozgrywki. Podkręcenie ustawień wizualnych do maksimum często rzuca na kolana nawet potężny sprzęt, skutkując zacinającą się liczbą klatek na sekundę, która może zrujnować immersję. Z drugiej strony, priorytetyzacja prędkości poprzez obniżenie jakości grafiki może sprawić, że bogate wizualnie światy gier będą wyglądać rozczarowująco mdło. Przez lata ten kompromis wydawał się nieunikniony. Gracze potrzebowali sposobu na wypełnienie tej luki, na osiągnięcie bogactwa wizualnego bez poświęcania płynnej wydajności kluczowej dla przyjemnego doświadczenia. Nadeszła era technologii upscalingu, potężnych rozwiązań programowych zaprojektowanych, aby dostarczyć to, co najlepsze z obu światów. Wśród kluczowych graczy tej technologicznej rewolucji znajduje się FidelityFX Super Resolution firmy AMD, bardziej znane jako FSR.

Geneza: AMD wkracza na arenę upscalingu z FSR 1

AMD formalnie wprowadziło FidelityFX Super Resolution w połowie 2021 roku, prezentując je jako swoją odpowiedź na rosnące zapotrzebowanie na inteligentniejsze zwiększanie wydajności. U podstaw FSR zostało pomyślane jako technologia upscalingu przestrzennego (spatial upscaling). Oznacza to, że działa poprzez renderowanie gry wewnętrznie w rozdzielczości niższej niż natywna rozdzielczość monitora – powiedzmy, renderowanie w 1080p, gdy celujesz w wyświetlanie obrazu w 1440p. Następnie zaawansowane algorytmy analizują obraz o niższej rozdzielczości klatka po klatce i inteligentnie rekonstruują go, aby pasował do wyższej rozdzielczości docelowej. Pomyśl o tym jak o wysoce wykwalifikowanym artyście, który szybko szkicuje podstawowe formy, a następnie skrupulatnie dodaje szczegóły, aby stworzyć gotowe arcydzieło.

Początkowa iteracja, FSR 1, wyróżniała się podejściem opartym na oprogramowaniu. W przeciwieństwie do niektórych konkurencyjnych technologii, które w dużym stopniu opierały się na dedykowanych komponentach sprzętowych, takich jak rdzenie AI, FSR 1 zostało zaprojektowane do działania na szerokiej gamie procesorów graficznych (GPU). To otwarte podejście oznaczało, że nie tylko właściciele kart graficznych AMD Radeon mogli z niego skorzystać, ale potencjalnie użytkownicy z kartami Nvidia, a nawet Intel mogli włączyć FSR w obsługiwanych grach. Ta szeroka kompatybilność była znaczącą zaletą, demokratyzując dostęp do zwiększającego wydajność upscalingu. Cel był prosty: pozwolić GPU, szczególnie tym ze średniej półki lub nieco starszych generacji, na osiągnięcie wydajności przekraczającej ich możliwości, umożliwiając grywalną liczbę klatek na sekundę w wyższych rozdzielczościach, takich jak 1440p, a nawet 4K, z którymi mogłyby mieć problemy przy renderowaniu natywnym. Dla kart GPU z najwyższej półki FSR oferowało potencjał do jeszcze większego zwiększenia liczby klatek na sekundę, wychodząc naprzeciw rosnącej popularności monitorów o wysokiej częstotliwości odświeżania.

Iteracja i postęp: Podróż przez FSR 2 i świt Frame Generation

Technologia rzadko stoi w miejscu, zwłaszcza w szybko zmieniającym się świecie grafiki. AMD kontynuowało udoskonalanie swojego rozwiązania do upscalingu. FSR 2 stanowiło znaczący krok naprzód, debiutując początkowo w grze Deathloop w maju 2022 roku, a wkrótce potem stając się oprogramowaniem open-source. Ta wersja reprezentowała znaczny skok w zaawansowaniu algorytmicznym. Chociaż nadal fundamentalnie był to upscaler przestrzenny, FSR 2 włączyło dane czasowe (temporal data) – informacje z poprzednich klatek – do swojego procesu rekonstrukcji. Pozwoliło to na znacznie bardziej szczegółowy i stabilny obraz po upscalingu, znacząco redukując artefakty wizualne (takie jak migotanie lub ‘mrowienie’ na drobnych detalach), które czasami mogły być zauważalne w FSR 1, zwłaszcza przy niższych ustawieniach jakości. Cel przesunął się w kierunku nie tylko zwiększenia wydajności, ale robienia tego przy jednoczesnym zachowaniu jakości obrazu znacznie bliższej renderowaniu natywnemu. Zanim FSR 2 stało się powszechnie dostępne, jego adopcja znacznie wzrosła, a ponad 100 tytułów zawierało wsparcie.

Jednak krajobraz konkurencyjny nadal się zaostrzał. Technologia Deep Learning Super Sampling (DLSS) firmy Nvidia wprowadziła własną technologię Frame Generation, tworząc całkowicie nowe klatki interpolowane między tradycyjnie renderowanymi, co zapewniało ogromny wzrost wydajności. AMD odpowiedziało we wrześniu 2023 roku wprowadzeniem FSR 3, co zbiegło się z premierą ich kart graficznych opartych na architekturze RDNA 3 (seria Radeon RX 7000). FSR 3 nie było tylko przyrostową aktualizacją; zawierało własną wersję Frame Generation od AMD, opierając się na ich wcześniejszej technologii AMD Fluid Motion Frames (AFMF).

To była rewolucja. FSR 3 mogło teraz nie tylko skalować obraz o niższej rozdzielczości, ale także wstawiać wygenerowane klatki między te przeskalowane. Ta technika obiecywała dramatyczny wzrost postrzeganej płynności i mierzonej liczby klatek na sekundę – AMD twierdziło, że w idealnych scenariuszach możliwe są wzrosty nawet czterokrotne w porównaniu do renderowania natywnego. Jednak ta zaawansowana technika wiązała się z zastrzeżeniami. Dla optymalnych rezultatów, szczególnie w celu złagodzenia potencjalnego opóźnienia wejściowego (input lag) wprowadzanego przez interpolację klatek, AMD zalecało bazową wydajność natywną co najmniej 60 klatek na sekundę przed włączeniem FSR 3 z Frame Generation. Ta iteracja wyraźnie sygnalizowała ambicję AMD do bezpośredniej konkurencji z najbardziej zaawansowanymi funkcjami oferowanymi przez rywala.

Odkrywanie warstw: Jak działają FSR 1, 2 i 3

Zrozumienie mechaniki stojącej za FSR (wersje od 1 do 3.1) ujawnia jego podstawowe zasady i różnice w stosunku do niektórych alternatyw. W sercu tych wersji leżały ręcznie dostrajane algorytmy open-source do wykonywania magii upscalingu. Proces obejmował kilka kluczowych kroków:

1. Renderowanie w niższej rozdzielczości: Silnik gry renderuje scenę w rozdzielczości znacznie niższej niż docelowa rozdzielczość wyświetlacza. Stopień tej redukcji zależy od trybu jakości FSR wybranego przez użytkownika.
2. Wykrywanie i analiza krawędzi: Algorytm FSR analizuje wyrenderowaną klatkę o niskiej rozdzielczości, aby zidentyfikować ważne krawędzie i cechy.
3. Upscaling: Wykorzystując przeanalizowane dane, algorytm rekonstruuje obraz w docelowej rozdzielczości, próbując inteligentnie wypełnić brakujące informacje o pikselach. FSR 2 i późniejsze wersje ulepszają ten krok, włączając dane czasowe z poprzednich klatek, co prowadzi do lepszego zachowania szczegółów i stabilności.
4. Wyostrzanie: Kluczowym ostatnim krokiem jest zastosowanie filtra wyostrzającego. Obrazy po upscalingu, zwłaszcza te generowane czysto algorytmicznie, mogą czasami wydawać się nieco miękkie lub rozmyte. Krok wyostrzania pomaga temu przeciwdziałać, poprawiając definicję krawędzi i klarowność tekstur, aby uzyskać ostrzejszy obraz końcowy. Intensywność tego wyostrzania często mogła być regulowana przez użytkownika.

To poleganie na zaawansowanych, ale ostatecznie konwencjonalnych algorytmach programowych odróżniało FSR 1-3 od DLSS firmy Nvidia (przed jej najnowszymi iteracjami), które w dużym stopniu wykorzystywało dedykowane rdzenie Tensor Cores (sprzęt AI) w kartach GPU RTX do procesu upscalingu i rekonstrukcji. Zaletą podejścia AMD była jego niezwykła kompatybilność między producentami. Ponieważ nie wymagało ono specyficznego sprzętu AI, FSR mogło teoretycznie działać na prawie każdej nowoczesnej karcie graficznej, oferując wzrost wydajności nawet właścicielom konkurencyjnego sprzętu, którzy mogli preferować implementację FSR lub znaleźć ją dostępną w grach, w których DLSS lub XeSS firmy Intel nie były dostępne.

Aby dać użytkownikom kontrolę nad równowagą między wzrostem wydajności a jakością wizualną, FSR oferowało odrębne tryby jakości:

• Ultra Quality: Renderuje w najwyższej rozdzielczości wewnętrznej (najbliższej natywnej), priorytetyzując jakość obrazu przy umiarkowanym wzroście wydajności.
• Quality: Oferuje dobrą równowagę, zapewniając zauważalny wzrost wydajności przy zachowaniu wysokiej jakości wizualnej. Często uważany za optymalny wybór dla wielu graczy.
• Balanced: Skłania się nieco bardziej ku wydajności, renderując w niższej rozdzielczości wewnętrznej niż tryb Quality, co skutkuje wyższą liczbą klatek na sekundę, ale potencjalnie bardziej zauważalnymi kompromisami wizualnymi.
• Performance: Maksymalizuje wzrost liczby klatek na sekundę, renderując w najniższej rozdzielczości wewnętrznej, idealny w sytuacjach, gdy osiągnięcie wysokiego FPS jest najważniejsze (np. w grach kompetytywnych lub przy obsłudze wyświetlaczy o bardzo wysokiej rozdzielczości), ale degradacja jakości obrazu może być bardziej widoczna.

Skuteczność i jakość wizualna tych trybów mogły się znacznie różnić w zależności od konkretnej implementacji w grze, bazowej wersji FSR, wybranej rozdzielczości wyświetlacza oraz wrodzonego poziomu szczegółowości stylu artystycznego gry. Chociaż FSR 2 i 3 znacznie poprawiły FSR 1, porównania, zwłaszcza w wymagających scenariuszach, często zauważały, że DLSS utrzymywało przewagę pod względem minimalizacji artefaktów i zachowania drobnych szczegółów, co w dużej mierze przypisywano jego podejściu AI przyspieszanemu sprzętowo.

Zmiana paradygmatu AI: FSR 4 wkracza na ring

Narracja wokół FSR przeszła fundamentalną transformację wraz z wprowadzeniem FSR 4. Wprowadzone wraz z najnowszymi kartami graficznymi AMD opartymi na architekturze RDNA 4 (początkowo reprezentowanymi przez spekulowane karty, takie jak RX 9070 i RX 9070 XT, chociaż oficjalne nazwy mogą się różnić), FSR 4 stanowi odejście od czysto programowo-algorytmicznego podejścia swoich poprzedników. Wykorzystuje Sztuczną Inteligencję i Uczenie Maszynowe, zbliżając swoją podstawową metodologię do tej stosowanej w DLSS firmy Nvidia.

To kluczowa zmiana. Zamiast polegać wyłącznie na predefiniowanych algorytmach, FSR 4 wykorzystuje wytrenowane sieci neuronowe do przeprowadzania rekonstrukcji obrazu. Te modele AI, wytrenowane na ogromnych zbiorach danych obrazów o wysokiej rozdzielczości i scen z gier, mogą teoretycznie osiągnąć bardziej zaawansowane zrozumienie tego, jak inteligentnie generować brakujące piksele podczas procesu upscalingu. To podejście oparte na AI obiecuje:

• Znacznie poprawioną jakość obrazu: Lepszą rekonstrukcję drobnych szczegółów, lepsze radzenie sobie ze złożonymi teksturami i zredukowane artefakty wizualne w porównaniu do poprzednich wersji FSR.
• Zwiększoną stabilność czasową: Skuteczniejsze wykorzystanie danych z poprzednich klatek w celu zminimalizowania efektu ‘ghostingu’ lub migotania, szczególnie na poruszających się obiektach.
• Lepszą płynność: W połączeniu z dalszymi udoskonaleniami technologii Frame Generation, FSR 4 ma na celu dostarczenie nie tylko wyższej liczby klatek na sekundę, ale także płynniejszego postrzeganego ruchu.

Jednak ten skok możliwości wiąże się ze znaczącą zmianą filozofii: zależnością od sprzętu. W przeciwieństwie do otwartej natury FSR 1-3, FSR 4, przynajmniej początkowo, wymaga specyficznych możliwości akceleracji AI wbudowanych w nowe karty GPU RDNA 4. To czyni go ekskluzywnym dla właścicieli tych najnowszych kart AMD, odzwierciedlając uzależnienie od sprzętu widoczne w przypadku DLSS firmy Nvidia dla kart RTX. Chociaż potencjalnie rozczarowujące dla użytkowników starszego sprzętu, ten ruch pozwala AMD wykorzystać dedykowany krzem do przetwarzania AI, teoretycznie zmniejszając lukę w jakości obrazu w stosunku do DLSS i przesuwając granice możliwości FSR. Wczesne wskazania sugerują, że chociaż szczytowa liczba klatek na sekundę może czasami być nieco niższa niż w agresywnie dostrojonych implementacjach FSR 3.1, ogólna klarowność wizualna, ostrość i redukcja artefaktów oferowane przez FSR 4 stanowią wyraźną poprawę generacyjną.

Udoskonalone Frame Generation: W poszukiwaniu płynnego ruchu

Technologia Frame Generation firmyAMD, wprowadzona szeroko wraz z FSR 3 i dalej ulepszana w FSR 4, zasługuje na bliższe przyjrzenie się. Jej podstawową zasadą jest interpolacja ruchu (motion interpolation). Po tym, jak GPU wyrenderuje i potencjalnie przeskaluje klatkę (Klatka A), a przed wyrenderowaniem następnej (Klatka B), algorytm Frame Generation analizuje wektory ruchu (jak obiekty poruszały się między poprzednimi klatkami) i inne dane, aby zsyntetyzować całkowicie nową klatkę (Klatka X) do wstawienia między A i B. Wyświetlana sekwencja staje się A, X, B, skutecznie podwajając liczbę klatek prezentowaną na monitorze.

Ta technika, wywodząca się z AMD Fluid Motion Frames (AFMF), oferuje potencjalnie ogromne wzrosty wydajności, szczególnie korzystne przy obsłudze wymagających tytułów w wysokich rozdzielczościach, takich jak 4K. Jednak nie jest pozbawiona złożoności:

• Opóźnienie (Latency): Ponieważ wygenerowana klatka (Klatka X) opiera się na danych z Klatki A i przewiduje Klatkę B, nieodłącznie wprowadza niewielkie opóźnienie wyświetlania w porównaniu do klatek renderowanych natywnie. Dlatego zalecana jest wysoka bazowa liczba klatek na sekundę (np. 60fps+) przed włączeniem Frame Generation – dodatkowe opóźnienie jest mniej zauważalne, gdy podstawowa responsywność gry jest już wysoka.
• Artefakty: Niedoskonała analiza wektorów ruchu lub szybki, nieprzewidywalny ruch na ekranie mogą czasami prowadzić do artefaktów wizualnych w generowanych klatkach, takich jak ‘ghosting’ wokół szybko poruszających się obiektów lub dziwne zachowanie elementów interfejsu użytkownika. Kolejne iteracje, w tym te w FSR 4, mocno koncentrują się na udoskonalaniu algorytmów w celu zminimalizowania tych problemów.
• Koszt obliczeniowy: Generowanie tych dodatkowych klatek wymaga znacznej mocy obliczeniowej, co jest kolejnym powodem, dla którego często jest łączone z upscalingiem – wydajność zaoszczędzona dzięki renderowaniu w niższej rozdzielczości pomaga zrównoważyć koszt interpolacji klatek.

Pomimo tych wyzwań, gdy jest dobrze zaimplementowane i działa na odpowiednim sprzęcie, Frame Generation może przekształcić ‘rwane’ doświadczenie w niezwykle płynne, czyniąc wcześniej nieosiągalne cele wydajnościowe rzeczywistością. Oczekuje się, że ulepszenia AI w FSR 4 jeszcze bardziej poprawią jakość i niezawodność tych generowanych klatek.

Ekosystem i adopcja: Gdzie plasuje się FSR?

Sukces każdej technologii graficznej zależy od jej przyjęcia przez twórców gier. FSR poczyniło znaczące postępy od swojego debiutu w 2021 roku.

• FSR 1 i 2: Korzystając ze swojej natury open-source i szerokiej kompatybilności, te wersje zyskały powszechną adopcję. Setki gier włączyły wsparcie, oferując cenną opcję zwiększenia wydajności dla szerokiego grona graczy PC.
• FSR 3: Chociaż nowsza, lista gier obsługujących FSR 3 (w tym Frame Generation) stale rośnie. AMD potwierdziło wsparcie FSR 3 w ponad 75 tytułach, w tym w dużych produkcjach, takich jak Starfield, Call of Duty: Black Ops 6, Frostpunk 2, God of War Ragnarök i remake Silent Hill 2. Świadczy to o rosnącym zaufaniu deweloperów do tej technologii.
• FSR 4: Wciąż we wczesnej fazie po premierze kompatybilnego sprzętu, AMD proaktywnie ogłosiło wstępne wsparcie. Stwierdzili, że planowana jest integracja FSR 4 w ponad 30 grach, w tym w oczekiwanych tytułach, takich jak Marvel’s Spider-Man 2, Kingdom Come: Deliverance 2, Civilization 7, Marvel Rivals, FragPunk i The Last of Us: Part 2 Remastered. Oczekuje się dalszej adopcji w 2025 roku, co sugeruje, że deweloperzy są coraz bardziej gotowi do implementacji najnowszych iteracji FSR, gdy tylko staną się dostępne.

Szeroka kompatybilność FSR 1-3 pozostaje kluczową siłą ekosystemu, zapewniając dużą potencjalną bazę użytkowników. Chociaż początkowa ekskluzywność FSR 4 ogranicza jego zasięg, służy jako flagowa technologia demonstrująca najnowocześniejsze możliwości AMD i zachęcająca do modernizacji do ich najnowszego sprzętu.

Nawigacja po opcjach upscalingu: FSR w kontekście

Przez lata prosta narracja często brzmiała: ‘DLSS ma lepszą jakość obrazu, FSR ma szerszą kompatybilność’. Chociaż zawierało to elementy prawdy, to uproszczenie stało się mniej dokładne wraz z FSR 2 i 3, a pojawienie się FSR 4 znacznie zaciemnia obraz.

Debata FSR kontra DLSS jest teraz bardziej zniuansowana. Wykorzystanie AI przez FSR 4 stawia je na bardziej porównywalnym poziomie technologicznym z DLSS pod względem sposobu rekonstrukcji obrazu. Bezpośrednie porównania prawdopodobnie staną się bardzo zależne od gry, zawiasując na jakości implementacji każdej technologii w konkretnym tytule. XeSS firmy Intel również konkuruje w tej przestrzeni, oferując własne rozwiązanie upscalingu oparte na AI, co dodatkowo dywersyfikuje opcje dostępne dla graczy.

Ostatecznie ‘najlepszy’ upscaler często zależy od konkretnego sprzętu użytkownika, gry, w którą gra, oraz osobistej wrażliwości na artefakty wizualne w porównaniu z pragnieniem wyższej liczby klatek na sekundę. FSR 1-3 pozostają cennymi narzędziami dla każdego, kto potrzebuje zwiększenia wydajności, niezależnie od marki GPU. FSR 4 pozycjonuje AMD do bardziej zaciętej rywalizacji na najwyższym poziomie jakości obrazu, aczkolwiek wymaga inwestycji w ich najnowsze karty graficzne.

Praktyczne pytanie: Czy powinieneś aktywować FSR?

Biorąc pod uwagę potencjalne korzyści, pytanie dla wielu właścicieli kart GPU AMD (i potencjalnie innych, w przypadku FSR 1-3) jest proste: czy powinieneś używać FSR? Odpowiedź w większości przypadków brzmi: tak, warto spróbować.

FidelityFX Super Resolution to fundamentalnie funkcja zaprojektowana, aby dać ci więcej wydajności za darmo. Włączenie jej nic nie kosztuje poza kilkoma kliknięciami w menu ustawień gry. Oto zestawienie, kto najbardziej skorzysta:

• Właściciele kart GPU ze średniej półki lub starszych: FSR może być kluczem do odblokowania grywalnej liczby klatek na sekundę w wyższych rozdzielczościach (1440p lub 4K) lub umożliwienia wyższych ustawień graficznych, niż byłoby to możliwe w innym przypadku.
• Gracze grający w wysokich rozdzielczościach: Nawet przy potężnym sprzęcie, obsługa wyświetlaczy 4K lub ultrawide przy wysokich częstotliwościach odświeżania jest wymagająca. FSR może zapewnić niezbędny zapas wydajności.
• Użytkownicy monitorów o wysokiej częstotliwości odświeżania: Osiągnięcie liczby klatek na sekundę odpowiadającej częstotliwości odświeżania monitora (np. 144 Hz, 240 Hz) zapewnia płynniejsze, bardziej responsywne wrażenia. FSR może pomóc osiągnąć te cele.
• Entuzjaści Ray Tracingu: Ray tracing w czasie rzeczywistym jest niezwykle kosztowny obliczeniowo. FSR (zwłaszcza FSR 3 lub 4 z Frame Generation) może pomóc zrównoważyć koszt wydajności, czyniąc wizualnie oszałamiające doświadczenia z ray tracingiem bardziej dostępnymi.

Najlepszym podejściem jest empiryczne:

1. Uruchom obsługiwaną grę.
2. Przeprowadź test wydajności w natywnej rozdzielczości z pożądanymi ustawieniami graficznymi.
3. Włącz FSR, zaczynając od presetu ‘Quality’ lub ‘Ultra Quality’.
4. Porównaj wzrost liczby klatek na sekundę i wizualnie oceń jakość obrazu. Przyjrzyj się uważnie drobnym detalom, teksturom i szybko poruszającym się obiektom.
5. Eksperymentuj z różnymi trybami FSR (Balanced, Performance), jeśli potrzebujesz więcej FPS i jesteś gotów zaakceptować potencjalne kompromisy wizualne.
6. Jeśli używasz FSR 3 lub 4 na kompatybilnym sprzęcie, przetestuj z włączonym i wyłączonym Frame Generation, aby ocenić jego wpływ na płynność i responsywność.

Możesz odkryć, że wzrost wydajności jest transformujący, czyniąc wcześniej ledwo grywalną grę płynną i przyjemną. Lub możesz zdecydować, że dla konkretnego tytułu wolisz absolutną ostrość natywnej rozdzielczości, nawet przy niższej liczbie klatek na sekundę. Piękno FSR polega na tym, że daje opcję. Chociaż wczesne wersje spotykały się z uzasadnioną krytyką dotyczącą jakości obrazu w porównaniu do konkurencji, AMD wykazało wyraźne zaangażowanie w iteracyjne ulepszenia. FSR 3 stanowiło duży skok, a integracja AI w FSR 4 oznacza potencjalną zmianę paradygmatu. Może nie zawsze idealnie odwzorowuje renderowanie natywne piksel po pikselu, ale wzrost wydajności, jaki oferuje, może fundamentalnie zmienić twoje wrażenia z gry, potencjalnie podwajając lub nawet potrajając liczbę klatek na sekundę lub czyniąc wspaniałe granie w 4K osiągalną rzeczywistością. Wypróbowanie go to jedyny sposób, aby dowiedzieć się, jak działa dla ciebie, na twoim systemie, w twoich ulubionych grach.