AMD FSR: Mageuzi na Athari Katika Utendaji wa Michezo

Changamoto ya Kudumu: Uzuri wa Picha dhidi ya Uchezaji Laini

Katika ulimwengu unaovutia wa michezo ya PC, wachezaji daima wanakabiliana na mvutano wa kimsingi: hamu ya picha za kuvutia zinazofanana na uhalisia dhidi ya ulazima wa uchezaji laini na wenye muitikio wa haraka. Kuongeza mipangilio ya picha hadi kiwango cha juu kabisa mara nyingi hulemaza hata vifaa vyenye nguvu zaidi, na kusababisha viwango vya fremu vinavyokwama ambavyo vinaweza kuharibu hisia za kuzama kwenye mchezo. Kinyume chake, kutanguliza kasi kwa kupunguza ubora wa picha kunaweza kufanya ulimwengu wa mchezo wenye utajiri wa kuonekana uonekane wa kuchosha. Kwa miaka mingi, maelewano haya yalionekana kuwa hayaepukiki. Wachezaji walihitaji njia ya kuziba pengo hili, kufikia utajiri wa kuonekana bila kuathiri utendaji laini muhimu kwa uzoefu wa kufurahisha. Hapo ndipo ilipoingia enzi ya teknolojia za ‘upscaling’, suluhisho zenye nguvu za programu zilizoundwa kutoa bora zaidi ya pande zote mbili. Miongoni mwa wahusika wakuu katika mapinduzi haya ya kiteknolojia ni FidelityFX Super Resolution ya AMD, inayojulikana zaidi kama FSR.

Mwanzo: AMD Inaingia Kwenye Ulingo wa Upscaling na FSR 1

AMD ilianzisha rasmi FidelityFX Super Resolution katikati ya mwaka 2021, ikiwasilisha kama jibu lao kwa mahitaji yanayokua ya uboreshaji wa utendaji kwa njia nadhifu zaidi. Katika msingi wake, FSR ilibuniwa kama teknolojia ya ukuzaji wa anga (spatial upscaling). Hii inamaanisha inafanya kazi kwa kuonyesha mchezo ndani kwa azimio la chini kuliko mpangilio asili wa kichunguzi chako – tuseme, kuonyesha kwa 1080p wakati unalenga pato la kuonyesha la 1440p. Kisha, algoriti za kisasa huchanganua picha ya azimio la chini fremu kwa fremu na kuijenga upya kwa akili ili kutoshea azimio lengwa la juu. Fikiria kama msanii mwenye ujuzi wa hali ya juu anayechora haraka maumbo ya msingi na kisha kuongeza kwa uangalifu maelezo ili kuunda kazi bora iliyokamilika.

Toleo la awali, FSR 1, lilikuwa maarufu kwa mbinu yake inayotegemea programu. Tofauti na baadhi ya teknolojia shindani zilizotegemea sana vipengele maalum vya maunzi kama vile chembe za AI, FSR 1 iliundwa kufanya kazi kwenye anuwai kubwa ya vitengo vya usindikaji wa picha (GPUs). Mbinu hii wazi ilimaanisha kuwa sio tu wamiliki wa kadi za michoro za Radeon za AMD wangeweza kufaidika, lakini watumiaji wenye kadi kutoka Nvidia au hata Intel wangeweza kuwezesha FSR katika michezo inayotumika. Utangamano huu mpana ulikuwa faida kubwa, ukifanya upatikanaji wa ‘upscaling’ unaoongeza utendaji kuwa wa kidemokrasia. Lengo lilikuwa wazi: kuruhusu GPUs, haswa zile za kiwango cha kati au vizazi vya zamani kidogo, kufanya kazi zaidi ya uwezo wao, kuwezesha viwango vya fremu vinavyoweza kuchezwa katika maazimio ya juu kama 1440p au hata 4K, maazimio ambayo wangeweza kuhangaika nayo wakati wa kuonyesha kwa asili. Kwa GPUs za hali ya juu, FSR ilitoa uwezekano wa kusukuma viwango vya fremu juu zaidi, ikikidhi umaarufu unaokua wa vichunguzi vyenye viwango vya juu vya kuonyesha upya (high-refresh-rate).

Marudio na Maendeleo: Safari Kupitia FSR 2 na Mwanzo wa Frame Generation

Teknolojia mara chache husimama tuli, haswa katika ulimwengu wa kasi wa michoro. AMD iliendelea kuboresha suluhisho lake la ‘upscaling’. FSR 2 iliashiria hatua kubwa mbele, ikitolewa awali na mchezo Deathloop mnamo Mei 2022 kabla ya kuwa chanzo wazi muda mfupi baadaye. Toleo hili liliwakilisha kuruka kubwa katika ugumu wa algoriti. Ingawa bado kimsingi ilikuwa ‘spatial upscaler’, FSR 2 ilijumuisha data ya muda (temporal data) – habari kutoka kwa fremu zilizopita – katika mchakato wake wa ujenzi upya. Hii iliruhusu picha iliyokuzwa kuwa na maelezo zaidi na thabiti zaidi, ikipunguza kwa kiasi kikubwa kasoro za kuona (kama vile kumetameta au kufifia kwenye maelezo madogo) ambazo wakati mwingine zingeweza kuonekana na FSR 1, haswa katika mipangilio ya ubora wa chini. Lengo lilibadilika kuelekea sio tu kuongeza utendaji, lakini kufanya hivyo huku ikihifadhi ubora wa picha karibu sana na uonyeshaji asili. Kufikia wakati FSR 2 ilipopatikana kwa wingi, upokeaji wake ulikuwa umeongezeka sana, na zaidi ya michezo 100 ikiwa na usaidizi.

Hata hivyo, mazingira ya ushindani yaliendelea kupamba moto. Deep Learning Super Sampling (DLSS) ya Nvidia ilikuwa imeanzisha teknolojia yake ya Frame Generation, ikitengeneza fremu mpya kabisa zilizoingizwa kati ya zile zilizoonyeshwa kijadi kwa ongezeko kubwa la utendaji. AMD ilijibu mnamo Septemba 2023 na uzinduzi wa FSR 3, sanjari na kutolewa kwa kadi zao za michoro za usanifu wa RDNA 3 (mfululizo wa Radeon RX 7000). FSR 3 haikuwa tu sasisho la nyongeza; ilijumuisha toleo la AMD lenyewe la Frame Generation, likijengwa juu ya teknolojia yao ya awali ya AMD Fluid Motion Frames (AFMF).

Hili lilikuwa badiliko la mchezo. FSR 3 sasa ingeweza sio tu kukuza picha ya azimio la chini lakini pia kuingiza fremu zilizozalishwa kati ya zile zilizokuzwa. Mbinu hii iliahidi ongezeko kubwa la ulaini unaoonekana na viwango vya fremu vilivyopimwa – AMD ilidai uwezekano wa nyongeza hadi mara nne ikilinganishwa na uonyeshaji asili katika hali bora. Hata hivyo, mbinu hii ya hali ya juu ilikuja na tahadhari. Kwa matokeo bora, haswa ili kupunguza ucheleweshaji wa uingizaji unaoweza kuletwa na uingizaji wa fremu, AMD ilipendekeza utendaji wa msingi wa asili wa angalau fremu 60 kwa sekunde (FPS) kabla ya kuwezesha FSR 3 na Frame Generation. Marudio haya yalionyesha wazi azma ya AMD kushindana moja kwa moja na vipengele vya hali ya juu zaidi vinavyotolewa na mpinzani wake.

Kufunua Tabaka: Jinsi FSR 1, 2, na 3 Zinavyofanya Kazi

Kuelewa mifumo iliyo nyuma ya FSR (matoleo 1 hadi 3.1) hufunua kanuni zake za msingi na jinsi inavyotofautiana na baadhi ya njia mbadala. Katika msingi wake, matoleo haya yalitegemea algoriti zilizopangwa kwa mkono, za chanzo wazi kufanya uchawi wa ‘upscaling’. Mchakato ulihusisha hatua kadhaa muhimu:

1. Uonyeshaji wa Azimio la Chini: Injini ya mchezo huonyesha mandhari katika azimio la chini sana kuliko azimio lengwa la onyesho. Kiwango cha upunguzaji huu kinategemea hali ya ubora wa FSR iliyochaguliwa na mtumiaji.
2. Utambuzi na Uchambuzi wa Kingo: Algoriti ya FSR huchanganua fremu iliyoonyeshwa ya azimio la chini ili kutambua kingo na vipengele muhimu.
3. Ukuzaji (Upscaling): Kwa kutumia data iliyochanganuliwa, algoriti huijenga upya picha katika azimio lengwa, ikijaribu kujaza kwa akili habari za pikseli zinazokosekana. FSR 2 na matoleo ya baadaye huboresha hatua hii kwa kujumuisha data ya muda kutoka kwa fremu zilizotangulia, na kusababisha uhifadhi bora wa maelezo na uthabiti.
4. Uongezaji Ukali (Sharpening): Hatua muhimu ya mwisho inahusisha kutumia kichujio cha kuongeza ukali. Picha zilizokuzwa, haswa zile zilizozalishwa kwa algoriti tu, wakati mwingine zinaweza kuonekana laini kidogo au zenye ukungu. Hatua ya kuongeza ukali husaidia kukabiliana na hili, ikiboresha ufafanuzi wa kingo na uwazi wa maumbo ili kutoa picha ya mwisho iliyo kali zaidi. Ukali wa uongezaji huu mara nyingi ungeweza kurekebishwa na mtumiaji.

Utegemezi huu kwa algoriti za programu za kisasa, lakini hatimaye za kawaida, ulitofautisha FSR 1-3 na DLSS ya Nvidia (kabla ya marudio yake ya hivi karibuni), ambayo ilitegemea sana Tensor Cores maalum (maunzi ya AI) ndani ya RTX GPUs kwa mchakato wake wa ‘upscaling’ na ujenzi upya. Faida ya mbinu ya AMD ilikuwa utangamano wake wa ajabu kati ya wachuuzi. Kwa sababu haikulazimisha maunzi maalum ya AI, FSR ingeweza, kinadharia, kufanya kazi kwenye karibu kadi yoyote ya kisasa ya michoro, ikitoa ongezeko la utendaji hata kwa wamiliki wa maunzi shindani ambao wangeweza kupendelea utekelezaji wa FSR au kuipata katika michezo ambapo DLSS au XeSS ya Intel haikupatikana.

Ili kuwapa watumiaji udhibiti juu ya usawa kati ya faida ya utendaji na uaminifu wa kuona, FSR ilitoa njia tofauti za ubora:

• Ubora wa Juu Zaidi (Ultra Quality): Huonyesha kwa azimio la ndani la juu zaidi (karibu na asili), ikitanguliza ubora wa picha na ongezeko la wastani la utendaji.
• Ubora (Quality): Hutoa usawa mzuri, ikitoa ongezeko linaloonekana la utendaji huku ikidumisha uaminifu wa juu wa kuona. Mara nyingi huchukuliwa kuwa mahali pazuri kwa wachezaji wengi.
• Uwiano (Balanced): Huegemea kidogo zaidi kuelekea utendaji, ikionyesha kwa azimio la ndani la chini kuliko hali ya Ubora, na kusababisha viwango vya juu vya fremu lakini uwezekano wa maelewano yanayoonekana zaidi ya kuona.
• Utendaji (Performance): Huongeza faida za kiwango cha fremu kwa kuonyesha kwa azimio la ndani la chini kabisa, bora kwa hali ambapo kufikia FPS ya juu ni muhimu sana (k.m., michezo ya ushindani au kuendesha maonyesho ya azimio la juu sana), lakini uharibifu wa ubora wa picha unaweza kuwa dhahiri zaidi.

Ufanisi na ubora wa kuona wa njia hizi ungeweza kutofautiana sana kulingana na utekelezaji maalum wa mchezo, toleo la msingi la FSR, azimio la onyesho lililochaguliwa, na kiwango cha asili cha maelezo ya mtindo wa sanaa wa mchezo. Ingawa FSR 2 na 3 ziliboresha sana juu ya FSR 1, ulinganisho, haswa katika hali ngumu, mara nyingi ulibaini kuwa DLSS ilidumisha makali katika suala la kupunguza kasoro za picha na kuhifadhi maelezo madogo, kwa kiasi kikubwa kutokana na mbinu yake ya AI iliyoharakishwa na maunzi.

Mabadiliko ya Mfumo wa AI: FSR 4 Inaingia Ulingoni

Masimulizi yanayozunguka FSR yalipitia mabadiliko ya kimsingi na kuanzishwa kwa FSR 4. Ikizinduliwa pamoja na GPUs za usanifu wa RDNA 4 za hivi karibuni za AMD (awali zikionyeshwa na kadi zilizokisiwa kama RX 9070 na RX 9070 XT, ingawa majina rasmi yanaweza kutofautiana), FSR 4 inawakilisha kuondoka kutoka kwa mbinu ya algoriti ya programu tu ya watangulizi wake. Inakumbatia Akili Bandia (AI) na Ujifunzaji wa Mashine (Machine Learning), ikiunganisha mbinu yake ya msingi kwa karibu zaidi na ile ya DLSS ya Nvidia.

Hili ni badiliko muhimu. Badala ya kutegemea tu algoriti zilizofafanuliwa awali, FSR 4 hutumia mitandao ya neva iliyofunzwa kufanya ujenzi upya wa picha. Miundo hii ya AI, iliyofunzwa kwa hifadhidata kubwa za picha za azimio la juu na mandhari za mchezo, inaweza kinadharia kufikia uelewa wa kisasa zaidi wa jinsi ya kuzalisha kwa akili pikseli zinazokosekana wakati wa mchakato wa ‘upscaling’. Mbinu hii inayoendeshwa na AI inaahidi:

• Ubora wa Picha Ulioboreshwa Sana: Ujenzi upya bora wa maelezo madogo, ushughulikiaji bora wa maumbo tata, na kupunguzwa kwa kasoro za kuona ikilinganishwa na matoleo ya awali ya FSR.
• Uthabiti wa Muda Ulioimarishwa: Kutumia kwa ufanisi zaidi data kutoka kwa fremu zilizopita ili kupunguza ‘ghosting’ au kumetameta, haswa kwenye vitu vinavyosonga.
• Ulaini Bora: Pamoja na maboresho zaidi ya teknolojia ya Frame Generation, FSR 4 inalenga kutoa sio tu viwango vya juu vya fremu, lakini mwendo laini unaoonekana.

Hata hivyo, kuruka huku kwa uwezo kunakuja na mabadiliko makubwa katika falsafa: utegemezi wa maunzi. Tofauti na asili wazi ya FSR 1-3, FSR 4, angalau mwanzoni, inahitaji uwezo maalum wa kuongeza kasi ya AI uliojengwa ndani ya GPUs mpya za RDNA 4. Hii inafanya kuwa ya kipekee kwa wamiliki wa kadi hizi za kizazi kipya za AMD, ikiakisi ufungaji wa maunzi unaoonekana na DLSS ya Nvidia kwa kadi za RTX. Ingawainaweza kuwakatisha tamaa watumiaji walio na maunzi ya zamani, hatua hii inaruhusu AMD kutumia silicon maalum kwa usindikaji wa AI, kinadharia kuziba pengo la ubora wa picha na DLSS na kusukuma mipaka ya kile FSR inaweza kufikia. Dalili za mapema zinaonyesha kuwa ingawa viwango vya juu vya fremu wakati mwingine vinaweza kuwa chini kidogo kuliko utekelezaji wa FSR 3.1 uliopangwa kwa ukali, uwazi wa jumla wa kuona, ukali, na upunguzaji wa kasoro za picha unaotolewa na FSR 4 unawakilisha uboreshaji dhahiri wa kizazi.

Frame Generation Iliyoboreshwa: Jitihada za Mwendo Laini

Teknolojia ya Frame Generation ya AMD, iliyoanzishwa kwa upana na FSR 3 na kuboreshwa zaidi katika FSR 4, inastahili uchunguzi wa karibu zaidi. Kanuni yake ya msingi ni uingizaji wa mwendo (motion interpolation). Baada ya GPU kuonyesha na uwezekano wa kukuza fremu (Fremu A), na kabla ya kuonyesha inayofuata (Fremu B), algoriti ya Frame Generation huchanganua vektar za mwendo (jinsi vitu vilivyosonga kati ya fremu zilizopita) na data nyingine ili kuunganisha fremu mpya kabisa (Fremu X) ili kuingiza kati ya A na B. Mfuatano unaoonyeshwa unakuwa A, X, B, kwa ufanisi ukiongeza maradufu kiwango cha fremu kinachowasilishwa kwa kichunguzi.

Mbinu hii, inayotokana na AMD Fluid Motion Frames (AFMF), inatoa faida kubwa za utendaji, haswa muhimu kwa kusukuma michezo inayohitaji sana katika maazimio ya juu kama 4K. Hata hivyo, sio bila ugumu wake:

• Ucheleweshaji (Latency): Kwa sababu fremu iliyozalishwa (Fremu X) inategemea data kutoka Fremu A na inatarajia Fremu B, kwa asili huleta kiasi kidogo cha ucheleweshaji wa onyesho ikilinganishwa na fremu zilizoonyeshwa asili. Hii ndiyo sababu kiwango cha juu cha fremu cha msingi (k.m., 60fps+) kinapendekezwa kabla ya kuwezesha Frame Generation – ucheleweshaji ulioongezwa hauonekani sana wakati mwitikio wa msingi wa mchezo tayari ni wa haraka.
• Kasoro za Picha (Artifacts): Uchambuzi usio kamili wa vektar za mwendo au mwendo wa haraka, usiotabirika kwenye skrini wakati mwingine unaweza kusababisha kasoro za kuona katika fremu zilizozalishwa, kama vile ‘ghosting’ karibu na vitu vinavyosonga haraka au vipengele vya kiolesura cha mtumiaji (UI) vinavyofanya kazi kwa njia isiyo ya kawaida. Marudio yanayofuatana, ikiwa ni pamoja na yale yaliyo ndani ya FSR 4, yanalenga sana kuboresha algoriti ili kupunguza masuala haya.
• Gharama ya Kikokotozi: Kuzalisha fremu hizi za ziada kunahitaji nguvu kubwa ya kikokotozi, ambayo ni sababu nyingine kwa nini mara nyingi huunganishwa na ‘upscaling’ – utendaji uliohifadhiwa kwa kuonyesha kwa azimio la chini husaidia kulipia gharama ya uingizaji wa fremu.

Licha ya changamoto hizi, inapotekelezwa vizuri na kufanya kazi kwenye maunzi yenye uwezo, Frame Generation inaweza kubadilisha uzoefu wa kukwama kuwa laini ajabu, na kufanya malengo ya utendaji ambayo hapo awali hayakuwezekana kuwa ukweli. Maboresho ya AI ya FSR 4 yanatarajiwa kuboresha zaidi ubora na uaminifu wa fremu hizi zilizozalishwa.

Mfumo Ikolojia na Upokeaji: FSR Iko Wapi?

Mafanikio ya teknolojia yoyote ya michoro hutegemea upokeaji wake na watengenezaji wa michezo. FSR imepata maendeleo makubwa tangu ilipoanza mwaka 2021.

• FSR 1 & 2: Zikinufaika na asili yao ya chanzo wazi na utangamano mpana, matoleo haya yaliona upokeaji mkubwa. Mamia ya michezo yalijumuisha usaidizi, ikitoa chaguo muhimu la kuongeza utendaji kwa anuwai kubwa ya wachezaji wa PC.
• FSR 3: Ingawa ni mpya zaidi, orodha ya michezo inayotumia FSR 3 (ikiwa ni pamoja na Frame Generation) imekuwa ikiongezeka kwa kasi. AMD ilithibitisha zaidi ya michezo 75 iliyo na usaidizi wa FSR 3, ikiwa ni pamoja na matoleo makubwa kama Starfield, Call of Duty: Black Ops 6, Frostpunk 2, God of War Ragnarök, na toleo jipya la Silent Hill 2. Hii inaonyesha kuongezeka kwa imani ya watengenezaji katika teknolojia hiyo.
• FSR 4: Bado katika siku zake za mwanzo kufuatia uzinduzi wa maunzi yanayotangamana, AMD imetangaza kwa bidii usaidizi wa awali. Walisema kuwa zaidi ya michezo 30 imepangwa kuwa na ujumuishaji wa FSR 4, ikiwa ni pamoja na michezo inayotarajiwa kama Marvel’s Spider-Man 2, Kingdom Come: Deliverance 2, Civilization 7, Marvel Rivals, FragPunk, na The Last of Us: Part 2 Remastered. Upokeaji zaidi unatarajiwa kote mwaka 2025, ikipendekeza kuwa watengenezaji wanazidi kuwa tayari kutekeleza marudio ya hivi karibuni ya FSR yanapopatikana.

Utangamano mpana wa FSR 1-3 unabaki kuwa nguvu muhimu kwa mfumo ikolojia, ukihakikisha msingi mkubwa wa watumiaji unaowezekana. Ingawa upekee wa awali wa FSR 4 unapunguza ufikiaji wake, hutumika kama teknolojia kuu inayoonyesha uwezo wa kisasa wa AMD na kuhamasisha uboreshaji wa maunzi yao ya hivi karibuni.

Kuongoza Chaguo za Upscaling: FSR Katika Muktadha

Kwa miaka mingi, simulizi rahisi mara nyingi ilikuwa ‘DLSS ina ubora bora wa picha, FSR ina utangamano mpana zaidi.’ Ingawa ilikuwa na chembe za ukweli, urahisishaji huu ulipungua usahihi na FSR 2 na 3, na kuwasili kwa FSR 4 kunachafua maji kwa kiasi kikubwa.

Mjadala wa FSR dhidi ya DLSS sasa ni wa kina zaidi. Kukumbatia kwa FSR 4 kwa AI kunaiweka kwenye msingi wa kiteknolojia unaolingana zaidi na DLSS kuhusu jinsi ya ujenzi upya wa picha. Ulinganisho wa moja kwa moja utategemea sana mchezo, ukitegemea ubora wa utekelezaji wa kila teknolojia ndani ya mchezo maalum. XeSS ya Intel pia inashindana katika nafasi hii, ikitoa suluhisho lake la ‘upscaling’ linalotegemea AI, ikiongeza zaidi chaguo zinazopatikana kwa wachezaji.

Hatimaye, ‘upscaler’ bora zaidi mara nyingi hutegemea maunzi maalum ya mtumiaji, mchezo unaochezwa, na usikivu wa kibinafsi kwa kasoro za kuona dhidi ya hamu ya viwango vya juu vya fremu. FSR 1-3 hubaki kuwa zana muhimu kwa yeyote anayehitaji ongezeko la utendaji, bila kujali chapa yao ya GPU. FSR 4 inaiweka AMD kushindana kwa ukali zaidi katika ubora wa juu wa picha, ingawa inahitaji uwekezaji katika kadi zao za michoro za hivi karibuni.

Swali la Kiutendaji: Je, Unapaswa Kuwasha FSR?

Kwa kuzingatia faida zinazowezekana, swali kwa wamiliki wengi wa AMD GPU (na uwezekano wa wengine, kwa FSR 1-3) ni rahisi: je, unapaswa kutumia FSR? Jibu, katika hali nyingi, ni ndiyo, inafaa kujaribu.

FidelityFX Super Resolution kimsingi ni kipengele kilichoundwa kukupa utendaji zaidi bila malipo. Kuiwezesha hakugharimu chochote zaidi ya mibofyo michache katika menyu ya mipangilio ya mchezo. Hapa kuna uchanganuzi wa nani anayeweza kufaidika zaidi:

• Wamiliki wa GPUs za Kiwango cha Kati au za Zamani: FSR inaweza kuwa ufunguo wa kufungua viwango vya fremu vinavyoweza kuchezwa katika maazimio ya juu (1440p au 4K) au kuwezesha mipangilio ya juu ya picha kuliko ambavyo ingewezekana vinginevyo.
• Wachezaji wa Azimio la Juu: Hata na maunzi yenye nguvu, kuendesha maonyesho ya 4K au mapana zaidi (ultrawide) kwa viwango vya juu vya kuonyesha upya kunahitaji nguvu nyingi. FSR inaweza kutoa nafasi muhimu ya utendaji.
• Watumiaji wa Vichunguzi vya Kiwango cha Juu cha Kuonyesha Upya: Kufikia viwango vya fremu vinavyolingana na viwango vya kuonyesha upya vya kichunguzi (k.m., 144Hz, 240Hz) hutoa uzoefu laini zaidi, wenye muitikio zaidi. FSR inaweza kusaidia kufikia malengo haya.
• Wapenzi wa Ray Tracing: Ufuatiliaji wa miale katika wakati halisi (Real-time ray tracing) unagharimu sana kikokotozi. FSR (haswa FSR 3 au 4 na Frame Generation) inaweza kusaidia kulipia gharama ya utendaji, na kufanya uzoefu wa kuvutia wa kuona wa ‘ray tracing’ kup