AMD FSR: Эволюция и влияние на производительность игр

Вечная дилемма: Визуальное великолепие против шелковистой плавности геймплея

В захватывающем мире компьютерных игр игроки постоянно сталкиваются с фундаментальным противоречием: желанием получить потрясающе реалистичную графику и необходимостью плавного, отзывчивого игрового процесса. Выкручивание визуальных настроек на максимум часто ставит на колени даже мощное оборудование, приводя к прерывистой частоте кадров, которая может разрушить погружение. И наоборот, приоритет скорости за счет снижения графической детализации может сделать визуально богатые игровые миры разочаровывающе блеклыми. Годами этот компромисс казался неизбежным. Геймерам нужен был способ преодолеть этот разрыв, достичь визуального богатства без ущерба для плавной производительности, критически важной для приятного опыта. Наступила эра технологий апскейлинга — мощных программных решений, разработанных для предоставления лучшего из обоих миров. Среди ключевых игроков этой технологической революции — FidelityFX Super Resolution от AMD, более известная как FSR.

Генезис: AMD выходит на арену апскейлинга с FSR 1

AMD официально представила FidelityFX Super Resolution в середине 2021 года, позиционируя ее как свой ответ на растущий спрос на более умные методы повышения производительности. В своей основе FSR была задумана как технология пространственного апскейлинга. Это означает, что она работает путем внутреннего рендеринга игры в разрешении ниже нативного разрешения вашего монитора — скажем, рендеринг в 1080p, когда вы стремитесь к выводу на дисплей 1440p. Затем сложные алгоритмы анализируют изображение с низким разрешением кадр за кадром и интеллектуально реконструируют его, чтобы соответствовать более высокому целевому разрешению. Представьте себе это как работу очень опытного художника, который быстро набрасывает основные формы, а затем тщательно добавляет детали для создания законченного шедевра.

Первая итерация, FSR 1, была примечательна своим программным подходом. В отличие от некоторых конкурирующих технологий, которые сильно зависели от выделенных аппаратных компонентов, таких как ядра AI, FSR 1 была разработана для работы на широком спектре графических процессоров (GPU). Этот открытый подход означал, что не только владельцы видеокарт AMD Radeon могли извлечь выгоду, но и потенциально пользователи с картами от Nvidia или даже Intel могли включить FSR в поддерживаемых играх. Эта широкая совместимость была значительным преимуществом, демократизируя доступ к повышающему производительность апскейлингу. Цель была проста: позволить GPU, особенно среднего класса или немного устаревшим поколениям, превосходить свои возможности, обеспечивая играбельную частоту кадров на более высоких разрешениях, таких как 1440p или даже 4K, с которыми они могли бы испытывать трудности при нативном рендеринге. Для высокопроизводительных GPU FSR предлагала потенциал для еще большего повышения частоты кадров, удовлетворяя растущую популярность мониторов с высокой частотой обновления.

Итерации и прогресс: Путь через FSR 2 и заря генерации кадров

Технологии редко стоят на месте, особенно в быстро развивающемся мире графики. AMD продолжала совершенствовать свое решение для апскейлинга. FSR 2 ознаменовала значительный шаг вперед, первоначально появившись в игре Deathloop в мае 2022 года, а вскоре после этого став открытым исходным кодом. Эта версия представляла собой значительный скачок в сложности алгоритмов. Оставаясь по сути пространственным апскейлером, FSR 2 включила временные данные — информацию из предыдущих кадров — в свой процесс реконструкции. Это позволило получить гораздо более детализированное и стабильное масштабированное изображение, значительно уменьшив визуальные артефакты (например, мерцание или рябь на мелких деталях), которые иногда могли быть заметны в FSR 1, особенно при более низких настройках качества. Цель сместилась не просто к повышению производительности, но и к сохранению качества изображения, гораздо более близкого к нативному рендерингу. К тому времени, когда FSR 2 стала широко доступной, ее внедрение значительно выросло: поддержку включили более 100 игр.

Однако конкурентная среда продолжала накаляться. Технология Deep Learning Super Sampling (DLSS) от Nvidia представила собственную технологию Frame Generation, создавая совершенно новые кадры, интерполированные между традиционно отрисованными, для массивного прироста производительности. AMD ответила в сентябре 2023 года запуском FSR 3, совпавшим с выпуском их видеокарт архитектуры RDNA 3 (серия Radeon RX 7000). FSR 3 была не просто инкрементальным обновлением; она включала собственную версию Frame Generation от AMD, основанную на их более ранней технологии AMD Fluid Motion Frames (AFMF).

Это изменило правила игры. FSR 3 теперь могла не только масштабировать изображение с низким разрешением, но и вставлять сгенерированные кадры между масштабированными. Этот метод обещал резкое увеличение воспринимаемой плавности и измеряемой частоты кадров — AMD заявляла о потенциальном приросте до четырех раз по сравнению с нативным рендерингом в идеальных сценариях. Однако эта передовая техника имела свои оговорки. Для оптимальных результатов, особенно для смягчения потенциальной задержки ввода, вносимой интерполяцией кадров, AMD рекомендовала базовую нативную производительность не менее 60 кадров в секунду перед включением FSR 3 с Frame Generation. Эта итерация ясно сигнализировала об амбициях AMD конкурировать напрямую с самыми передовыми функциями, предлагаемыми ее соперником.

Заглядывая под капот: Как работают FSR 1, 2 и 3

Понимание механики FSR (версии с 1 по 3.1) раскрывает ее основополагающие принципы и то, как она отличается от некоторых альтернатив. В своей основе эти версии полагались на вручную настроенные алгоритмы с открытым исходным кодом для выполнения магии апскейлинга. Процесс включал несколько ключевых шагов:

1. Рендеринг в низком разрешении: Игровой движок отрисовывает сцену в разрешении значительно ниже целевого разрешения дисплея. Степень этого снижения зависит от выбранного пользователем режима качества FSR.
2. Обнаружение и анализ краев: Алгоритм FSR анализирует отрисованный кадр низкого разрешения для выявления важных краев и особенностей.
3. Апскейлинг: Используя проанализированные данные, алгоритм реконструирует изображение в целевом разрешении, пытаясь интеллектуально заполнить недостающую информацию о пикселях. FSR 2 и более поздние версии улучшают этот шаг, включая временные данные из предыдущих кадров, что приводит к лучшему сохранению деталей и стабильности.
4. Повышение резкости: Важный заключительный шаг включает применение фильтра повышения резкости. Масштабированные изображения, особенно созданные чисто алгоритмически, иногда могут выглядеть немного мягкими или размытыми. Проход повышения резкости помогает противодействовать этому, улучшая четкость краев и текстур для получения более четкого конечного изображения. Интенсивность этого повышения резкости часто можно было настроить пользователем.

Эта зависимость от сложных, но в конечном счете традиционных программных алгоритмов отличала FSR 1-3 от DLSS от Nvidia (до ее последних итераций), которая активно использовала выделенные Tensor Cores (аппаратное обеспечение AI) в GPU RTX для своего процесса апскейлинга и реконструкции. Преимуществом подхода AMD была его замечательная кросс-вендорная совместимость. Поскольку он не требовал специфического оборудования AI, FSR теоретически мог работать почти на любой современной видеокарте, предлагая прирост производительности даже владельцам конкурирующего оборудования, которые могли предпочесть реализацию FSR или найти ее доступной в играх, где DLSS или XeSS от Intel отсутствовали.

Чтобы дать пользователям контроль над балансом между приростом производительности и визуальной точностью, FSR предлагала различные режимы качества:

• Ultra Quality: Рендеринг с самым высоким внутренним разрешением (ближе всего к нативному), приоритет качества изображения с умеренным приростом производительности.
• Quality: Предлагает хороший баланс, обеспечивая заметное увеличение производительности при сохранении высокой визуальной точности. Часто считается золотой серединой для многих геймеров.
• Balanced: Немного больше склоняется к производительности, рендеринг с более низким внутренним разрешением, чем режим Quality, что приводит к более высокой частоте кадров, но потенциально более заметным визуальным компромиссам.
• Performance: Максимизирует прирост частоты кадров за счет рендеринга с самым низким внутренним разрешением, идеально подходит для ситуаций, когда достижение высокого FPS имеет первостепенное значение (например, соревновательные игры или работа с дисплеями очень высокого разрешения), но ухудшение качества изображения может быть более очевидным.

Эффективность и визуальное качество этих режимов могли значительно варьироваться в зависимости от конкретной реализации в игре, базовой версии FSR, выбранного разрешения дисплея и присущего игре уровня детализации художественного стиля. Хотя FSR 2 и 3 значительно улучшили FSR 1, сравнения, особенно в требовательных сценариях, часто отмечали, что DLSS сохраняла преимущество в минимизации артефактов и сохранении мелких деталей, что в значительной степени объяснялось ее аппаратно-ускоренным подходом с использованием AI.

Сдвиг парадигмы ИИ: FSR 4 выходит на ринг

Повествование вокруг FSR претерпело фундаментальную трансформацию с введением FSR 4. Запущенная вместе с последними GPU AMD архитектуры RDNA 4 (первоначально представленными предполагаемыми картами, такими как RX 9070 и RX 9070 XT, хотя официальные названия могут отличаться), FSR 4 представляет собой отход от чисто программно-алгоритмического подхода своих предшественников. Она использует Искусственный Интеллект и Машинное Обучение, приближая свою основную методологию к методологии DLSS от Nvidia.

Это ключевое изменение. Вместо того чтобы полагаться исключительно на предопределенные алгоритмы, FSR 4 использует обученные нейронные сети для выполнения реконструкции изображения. Эти модели ИИ, обученные на огромных наборах данных изображений высокого разрешения и игровых сцен, теоретически могут достичь более сложного понимания того, как интеллектуально генерировать недостающие пиксели в процессе апскейлинга. Этот подход на основе ИИ обещает:

• Значительно улучшенное качество изображения: Превосходная реконструкция мелких деталей, лучшая обработка сложных текстур и уменьшение визуальных артефактов по сравнению с предыдущими версиями FSR.
• Улучшенная временная стабильность: Более эффективное использование данных из предыдущих кадров для минимизации ореолов или мерцания, особенно на движущихся объектах.
• Превосходная плавность: В сочетании с дальнейшими усовершенствованиями технологии Frame Generation, FSR 4 стремится обеспечить не только более высокую частоту кадров, но и более плавное воспринимаемое движение.

Однако этот скачок в возможностях сопровождается значительным изменением философии: аппаратная зависимость. В отличие от открытого характера FSR 1-3, FSR 4, по крайней мере на начальном этапе, требует специфических возможностей ускорения ИИ, встроенных в новые GPU RDNA 4. Это делает ее эксклюзивной для владельцев этих карт AMD последнего поколения, отражая аппаратную привязку, наблюдаемую у DLSS от Nvidia для карт RTX. Хотя это потенциально разочаровывает пользователей на старом оборудовании, этот шаг позволяет AMD использовать выделенный кремний для обработки ИИ, теоретически сокращая разрыв в качестве изображения с DLSS и расширяя границы возможностей FSR. Ранние признаки указывают на то, что, хотя пиковая частота кадров иногда может быть немного ниже, чем у агрессивно настроенных реализаций FSR 3.1, общая визуальная четкость, резкость и снижение артефактов, предлагаемые FSR 4, представляют собой явное улучшение поколения.

Усовершенствованная генерация кадров: В поисках плавного движения

Технология Frame Generation от AMD, впервые широко представленная с FSR 3 и дополнительно улучшенная в FSR 4, заслуживает более пристального рассмотрения. Ее основной принцип — интерполяция движения. После того как GPU отрисовывает и потенциально масштабирует кадр (Кадр A), и перед тем как он отрисует следующий (Кадр B), алгоритм Frame Generation анализирует векторы движения (как объекты двигались между предыдущими кадрами) и другие данные, чтобы синтезировать совершенно новый кадр (Кадр X) для вставки между A и B. Отображаемая последовательность становится A, X, B, эффективно удваивая частоту кадров, представляемую монитору.

Эта техника, производная от AMD Fluid Motion Frames (AFMF), предлагает потенциально огромный прирост производительности, особенно полезный для запуска требовательных игр на высоких разрешениях, таких как 4K. Однако она не лишена сложностей:

• Задержка: Поскольку сгенерированный кадр (Кадр X) зависит от данных из Кадра A и предвосхищает Кадр B, он по своей сути вносит небольшую задержку отображения по сравнению с нативно отрисованными кадрами. Вот почему рекомендуется высокая базовая частота кадров (например, 60fps+) перед включением Frame Generation — добавленная задержка менее заметна, когда базовая реакция игры уже быстрая.
• Артефакты: Несовершенный анализ векторов движения или быстрое, непредсказуемое движение на экране иногда могут приводить к визуальным артефактам в сгенерированных кадрах, таким как ореолы вокруг быстро движущихся объектов или странное поведение элементов интерфейса. Последовательные итерации, включая те, что в FSR 4, в значительной степени сосредоточены на уточнении алгоритмов для минимизации этих проблем.
• Вычислительная стоимость: Генерация этих дополнительных кадров требует значительной вычислительной мощности, что является еще одной причиной, по которой она часто сочетается с апскейлингом — производительность, сэкономленная за счет рендеринга в более низком разрешении, помогает компенсировать стоимость интерполяции кадров.

Несмотря на эти проблемы, при хорошей реализации и работе на способном оборудовании Frame Generation может превратить прерывистый опыт в удивительно плавный, делая ранее недостижимые цели производительности реальностью. Ожидается, что улучшения ИИ в FSR 4 еще больше повысят качество и надежность этих сгенерированных кадров.

Экосистема и внедрение: Каково положение FSR?

Успех любой графической технологии зависит от ее внедрения разработчиками игр. FSR добилась значительных успехов с момента своего дебюта в 2021 году.

• FSR 1 и 2: Благодаря своей открытости и широкой совместимости, эти версии получили широкое распространение. Сотни игр включили поддержку, предлагая ценный вариант повышения производительности для широкого круга ПК-геймеров.
• FSR 3: Хотя и новее, список игр, поддерживающих FSR 3 (включая Frame Generation), неуклонно растет. AMD подтвердила поддержку FSR 3 в более чем 75 играх, включая крупные релизы, такие как Starfield, Call of Duty: Black Ops 6, Frostpunk 2, God of War Ragnarök и ремейк Silent Hill 2. Это демонстрирует растущее доверие разработчиков к технологии.
• FSR 4: Все еще на ранних стадиях после запуска совместимого оборудования, AMD проактивно объявила о начальной поддержке. Они заявили, что планируется интеграция FSR 4 в более чем 30 игр, включая ожидаемые тайтлы, такие как Marvel’s Spider-Man 2, Kingdom Come: Deliverance 2, Civilization 7, Marvel Rivals, FragPunk и The Last of Us: Part 2 Remastered. Ожидается дальнейшее внедрение в течение 2025 года, что говорит о том, что разработчики все более готовы внедрять последние итерации FSR по мере их доступности.

Широкая совместимость FSR 1-3 остается ключевым преимуществом экосистемы, обеспечивая большую потенциальную базу пользователей. Хотя начальная эксклюзивность FSR 4 ограничивает ее охват, она служит флагманской технологией, демонстрирующей передовые возможности AMD и стимулирующей переход на их новейшее оборудование.

Навигация по выбору апскейлинга: FSR в контексте

Годами простое повествование часто сводилось к тому, что “у DLSS лучше качество изображения, у FSR шире совместимость”. Хотя это содержало элементы правды, это упрощение стало менее точным с появлением FSR 2 и 3, а приход FSR 4 значительно запутывает картину.

Дебаты FSR против DLSS теперь более нюансированы. Принятие ИИ в FSR 4 ставит ее на более сопоставимую технологическую основу с DLSS в отношении способа реконструкции изображения. Прямые сравнения, вероятно, станут сильно зависеть от игры, основываясь на качестве реализации каждой технологии в конкретном тайтле. XeSS от Intel также конкурирует в этом пространстве, предлагая собственное решение для апскейлинга на основе ИИ, что еще больше диверсифицирует доступные геймерам опции.

В конечном счете, “лучший” апскейлер часто зависит от конкретного оборудования пользователя, играемой игры и личной чувствительности к визуальным артефактам по сравнению с желанием получить более высокую частоту кадров. FSR 1-3 остаются ценными инструментами для всех, кому нужен прирост производительности, независимо от бренда их GPU. FSR 4 позиционирует AMD для более жесткой конкуренции на высшем уровне качества изображения, хотя и требует инвестиций в их последние видеокарты.

Практический вопрос: Стоит ли активировать FSR?

Учитывая потенциальные преимущества, вопрос для многих владельцев GPU AMD (и потенциально других, для FSR 1-3) прост: стоит ли использовать FSR? Ответ в большинстве случаев — громкое да, стоит попробовать.

FidelityFX Super Resolution — это, по сути, функция, разработанная, чтобы дать вам больше производительности бесплатно. Ее включение ничего не стоит, кроме нескольких кликов в меню настроек игры. Вот разбивка того, кто больше всего выиграет:

• Владельцы GPU среднего класса или старых: FSR может стать ключом к разблокировке играбельной частоты кадров на более высоких разрешениях (1440p или 4K) или включению более высоких графических настроек, чем было бы возможно в противном случае.
• Геймеры с высоким разрешением: Даже с мощным оборудованием, работа с дисплеями 4K или ультраширокими на высоких частотах обновления требовательна. FSR может обеспечить необходимый запас производительности.
• Пользователи мониторов с высокой частотой обновления: Достижение частоты кадров, соответствующей частоте обновления монитора (например, 144 Гц, 240 Гц), обеспечивает более плавный и отзывчивый опыт. FSR может помочь достичь этих целей.
• Энтузиасты трассировки лучей: Трассировка лучей в реальном времени невероятно вычислительно затратна. FSR (особенно FSR 3 или 4 с Frame Generation) может помочь компенсировать затраты производительности, делая визуально потрясающие опыты с трассировкой лучей более доступными.

Лучший подход — эмпирический:

1. Запустите поддерживаемую игру.
2. Измерьте свою производительность в нативном разрешении с желаемыми графическими настройками.
3. Включите FSR, начиная с пресета “Quality” или “Ultra Quality”.
4. Сравните прирост частоты кадров и визуально оцените качество изображения. Внимательно посмотрите на мелкие детали, текстуры и быстро движущиеся объекты.
5. Поэкспериментируйте с различными режимами FSR (Balanced, Performance), если вам нужно больше FPS и вы готовы принять потенциальные визуальные компромиссы.
6. Если используете FSR 3 или 4 на совместимом оборудовании, протестируйте с включенной и выключенной Frame Generation, чтобы оценить ее влияние на плавность и отзывчивость.

Вы можете обнаружить, что прирост производительности преобразующий, делая ранее почти неиграбельную игру плавной и приятной. Или вы можете решить, что для конкретной игры вы предпочитаете абсолютную четкость нативного разрешения, даже при более низкой частоте кадров. Прелесть FSR в том, что она предоставляет выбор. Хотя ранние версии сталкивались с обоснованной критикой относительно качества изображения по сравнению с конкурентами, AMD продемонстрировала явную приверженность итеративному улучшению. FSR 3 представляла собой крупный скачок, а интеграция ИИ в FSR 4 означает потенциальный сдвиг парадигмы. Она не всегда может идеально соответствовать нативному рендерингу пиксель в пиксель, но прирост производительности, который она предлагает, может фундаментально изменить ваш игровой опыт, потенциально удваивая или даже утраивая частоту кадров или делая великолепный гейминг в 4K достижимой реальностью. Попробовать — единственный способ узнать, как она работает для вас, на вашей системе, в ваших любимых играх.