مقایسه DLSS 2.0 و FSR: فناوری‌های انویدیا و AMD برای بهبود تجربه بازی‌ها

دو فناوری DLSS و FSR که توسط انویدیا و AMD توسعه پیدا کرده‌اند، به‌منظور افزایش چند برابری رزولوشن، وضوح و جزئیات بازی‌ها و همچنین تقویت فریم‌ریت آن‌ها ایجاد شده‌اند. در ادامه در مورد نحوه عملکرد، شباهت‌ها و تفاوت‌ها و مزایا و معایب این دو فناوری توضیح خواهیم داد.

در دو سال اخیر فناوری Deep Learning Super Sampling (DLSS) انویدیا در صنعت بازی‌سازی مورد استقبال زیادی قرار گرفته و دستاوردهای زیادی مثل افزایش رزولوشن، افزایش فریم‌ریت و حتی افزایش کیفیت کلی بازی‌ها را در پی داشته است. وجود فناوری DLSS در بازی‌هایی که از این فناوری پشتیبانی می‌کنند، باعث می‌شود کیفیت اصلی بازی در مقایسه با رزولوشن اصلی تصویر افزایش یابد.

درواقع این فناوری برگ برنده طلایی کارت‌های گرافیک سری RTX 20 و RTX 30 انویدیا با قابلیت پشتیبانی از هوش مصنوعی در برابر کارت‌های گرافیک مشابه AMD محسوب می‌شود و میزان فروش این کارت‌های گرافیک را نیز افزایش داده است.

اما AMD با معرفی AMD FidelityFX Super Resolution یا AMD FSR در ماه ژوئن ۲۰۲۱ کاملا پرقدرت به میدان رقابت پا گذاشت. این فناوری در پاسخ به فناوری DLSS انویدیا عرضه شده و با عملکردی مشابه بدون نیاز به قدرت محاسباتی هوش مصنوعی کامپیوتر کاربر، عملکرد کارت گرافیک را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. در فناوری AMD FSR از یک سری الگوریتم‌های متن‌باز برای افزایش رزولوشن و تقویت فریم‌ریت استفاده می‌شود

در این مقاله قصد داریم هر آنچه را که در رابطه با این فناوری باید بدانید، بیان کنیم و در مورد تفاوت‌های کلیدی این دو فناوری با یکدیگر نیز توضیح دهیم.

فناوری DLSS و DLSS 2.0 انویدیا چیست؟

فناوری DLSS یا Deep Learning Super Sampling انویدیا یکی از فناوری‌های جدید بسیار کاربردی پردازنده‌های گرافیکی رده‌بالای انویدیا محسوب می‌شود. تکنیک Super Sampling یا ابر مدل‌سازی مفهوم جدیدی نیست؛ اما پیدایش فناوری DLSS و فناوری DLSS 2.0 که در سال ۲۰۲۰ معرفی شد، باعث شد این تکنیک یک گام به جلو حرکت کند؛ برای فهم عملکرد DLSS ابتدا اجازه دهید ببینیم Super Sampling چیست.

به بیان ساده، Super Sampling امکان پخش تصاویری با رزولوشن بالاتر از رزولوشن اصلی مانیتور را فراهم می‌کند؛ به‌عنوان‌ مثال با بهره‌مندی از این تکنیک می‌توان تصویر ۴K را کوچک‌تر و آن را در نمایشگر Full HD پخش کرد که باعث می‌شود تصاویر بازی شفاف‌تر و با جزئیات بیشتری پخش شود. از سوی دیگر Super Sampling میزان متوسط فریم‌ریت را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد و حتی زمانی که با فناوری رهگیری پرتو (Ray Tracing) انویدیا ترکیب می‌شود، در این زمینه عملکرد خوبی دارد.

بدون تردید هر گیمری پس از آشنایی با DLSS ذوق‌زده می‌شود و تصور می‌کند که می‌تواند با استفاده از کارت‌های گرافیک دارای این قابلیت، بازی‌های قدیمی را با وضوح و جزئیات بیشتری اجرا کند؛ اما متاسفانه انجام چنین کاری امکان‌پذیر نیست؛ زیرا خود بازی‌ها هم باید از این فناوری پشتیبانی کنند.

برای امکان‌پذیر کردن پشتیبانی از DLSS در بازی‌ها، باید فریم‌های تصاویر آن‌ها به فریم‌هایی تبدیل شوند که انویدیا آن‌ها را فریم‌های عالی یا بدون نقص (Perfect Frames) می‌نامد. در مرحله بعدی فریم‌های عالی به‌منظور تجزیه‌وتحلیل در اختیار ابرکامپیوتر و شبکه عصبی آن قرار می‌گیرد.

فریم‌های عالی در ابتدا تصاویری با رزولوشن کم هستند و هدف از پردازش اولیه آن‌ها صاف کردن لبه‌های تصاویر با استفاده از تکنیک Anti Alaising است؛ اما در مراحل بعدی پردازش تصاویر به‌منظور افزایش وضوح تصاویر با استفاده از پیکسل‌های ایجاد شده توسط هوش مصنوعی انجام می‌شود تا تصویری با رزولوشن بالاتر به دست آید. در این فرآیند فریم‌های دارای رزولوشن پایین با فریم‌های همتای خود که رزولوشن بالاتری دارند، مقایسه و در حین انجام کار عملیاتی برای ایجاد فریمی با استفاده از فریمی با رزولوشن پایین انجام می‌شود.

این فرایند هزاران بار تکرار می‌شود تا هوش مصنوعی انویدیا با نحوه ارتقای صحیح فریم‌ها به‌صورت آنی و لحظه‌ای آشنا شود. داده‌ای که از این فرایند به دست می‌آید، از طریق آپدیت کردن درایورها در اختیار پردازنده گرافیکی انویدیا و هسته‌های تنسور با قابلیت پشتیبانی از هوش مصنوعی قرار می‌گیرد؛ بنابراین می‌توان گفت آپدیت کردن درایورهای کارت‌های گرافیک جدید اهمیت زیادی دارد.

با ایجاد فناوری DLSS 2.0 تغییرات مثبتی در فرآیند مذکور ایجاد شده و در حال حاضر به‌جای اینکه اطلاعات لازم را از طریق یک شبکه به‌صورت تک‌به‌تک در اختیار بازی‌ها قرار دهد، از یک شبکه بزرگ برای انتقال اطلاعات به تمام بازی‌ها استفاده می‌کند.

درواقع DLSS باعث شده هوش مصنوعی بتواند با بهره‌مندی از داده‌های مرتبط با ارتقای تصویر در بازی‌های پردازش‌ شده، برای ارتقای تصویر بازی دیگری (و حتی محتوایی به غیر از بازی) موفق عمل کند. برای ارتقای تصویر بازی‌های مختلف نیازی نیست هر بازی به‌صورت جداگانه و اختصاصی توسط ابرکامپیوتر و شبکه عصبی انویدیا تجزیه‌وتحلیل شود؛ البته این شبکه عظیم باعث نمی‌شود که تصاویر تمام بازی‌هایی که از DLSS پشتیبانی می‌کنند، به‌صورت خودکار ارتقا داده شوند، بلکه تنها این امکان را فراهم می‌کند که تصاویر بازی‌ها راحت‌تر و سریع‌تر با کمک DLSS ارتقا داده شوند.

انویدیا مدعی است که می‌توان رزولوشن تصاویر را با کمک DLSS تا ۴ برابر بدون افت فریم افزایش داد! درواقع با کمک این فناوری جدید انویدیا می‌توان در حین اجرای بازی فریم‌ریت را به‌صورت مداوم و پیوسته تقویت کرد و چنین اتفاقی باعث می‌شود رندرگیری از تصویر به‌صورت ۴K در نمایشگر ۱۰۸۰p، به لطف استفاده از قابلیت‌های هوش مصنوعی انویدیا امکان‌پذیر شود.

DLSS حتی می‌تواند تصاویر بازی‌هایی را که رزولوشن اصلی آن‌ها کمتر از ۷۲۰P است، با رزولوشن ۱۰۸۰p و با وضوح بالا رندر کند که مزیت بسیار خوبی برای آن محسوب می‌شود. انویدیا انتخاب سه حالت مختلف برای استفاده از DLSS را برای کاربران فراهم کرده است که شامل عملکرد (Performance)، کیفیت (Quality) و توازن یا حالتی بین این دو حالت (Balanced) می‌شود و کاربران باید متناسب با محتوایی که قصد ارتقای وضوح تصویر را دارند، یکی از این سه حالت را انتخاب کنند تا اطلاعات لازم در اختیار هوش مصنوعی قرار بگیرد.

به لطف وجود DLSS حتی اگر بازی را در یک نمایشگر ۴K اجرا نکنید، باز هم جزئیاتی را مشاهده خواهید کرد که فراتر از جزئیات محتوای ۱۰۸۰p است. البته لازم به ذکر است برای بهره‌مندی از فناوری DLSS، باید علاوه بر انتخاب بازی‌هایی که از این قابلیت پشتیبانی می‌کنند، از کارت‌های گرافیک سری RTX 20 یا RTX 30 انویدیا مجهز به هسته‌های تنسور نیز استفاده کنید.

فناوری FSR شرکت AMD چیست؟

همان‌طور که قبلا گفتیم AMD این فناوری را در واکنش به فناوری DLSS انویدیا ایجاد کرده است. هر دو فناوری برای دستیابی به یک هدف طراحی برای ایجاد شده‌اند، اما آیا اساسا با یکدیگر تفاوت دارند؟

همان‌طور که گفتیم فناوری DLSS برای ارتقای تصویر مبتنی بر هوش مصنوعی و ابرکامپیوتر و شبکه عصبی انویدیا که با یکدیگر ادغام شده‌اند، ایجاد شده؛ اما فناوری FSR بر پایه الگوریتم‌های فضایی ارتقای تصویر عمل می‌کند. AMD مدعی است برای استفاده از این فناوری نیازی نیست سیستم برای ارتقای رزولوشن تصاویر هر بازی آموزش داده شود یا به داده‌هایی مثل اطلاعات مرتبط با فریم‌ها در دسترسی داشته باشد و می‌تواند بدون نیاز به آموزش دیدن یا دسترسی به اطلاعات خاص، وضوح تصاویر را بسته به نیاز به دو یا چهار برابر افزایش دهد.

الگوریتم فضایی مورداستفاده برای ارتقای وضوح تصویر، ابتدا لبه‌های تصویر مبدا را تشخیص می‌دهد و سپس این قسمت‌ها را با رزولوشن بالا بازآفرینی می‌کند. این کار باعث می‌شود الگوریتم بتواند رزولوشن و وضوح تصویر را در مقایسه با رزولوشن اصلی تصویر در مدت بسیار کوتاهی افزایش دهد.

فناوری FSR را می‌توان به دو مرحله اصلی تقسیم کرد: مرحله Edge-Adaptive Spatial Upsampling و مرحله Robust Contrast-Adaptive Sharpening.

در مرحله اول الگوریتم لبه‌ها را تشخیص می‌دهد و آن‌ها را با رزولوشن بالاتر بازتولید می‌کند. در ضمن این الگوریتم شدت Gradient Reversals را نیز تشخیص می‌دهد که به معنای قابلیت تشخیص چگونگی متفاوت شدن شدت رنگ‌های مجاور یکدیگر است. شدت رنگ معکوس به پدیده‌ای اشاره می‌کند که در آن با افزایش عمق تصویر شدت رنگ‌های آن کمتر می‌شود.

در دومین مرحله جزئیات مربوط به پیکسل‌های تصاویری که وضوح آن‌ها ارتقا داده شده، استخراج و در نهایت تصویری ایجاد می‌شود که به نظر می‌رسد وضوح بالا و جزئیات زیادی دارد.

AMD در فناوری جدیدش از رویکردی برای ارتقای وضوح تصاویر استفاده کرده که بر مبنای بهره‌مندی از الگوریتم‌های فضایی ایجاد شده است و این موضوع نشان می‌دهد که استفاده از FSR تنها به کارت‌های گرافیک جدیدی که اخیرا عرضه شده‌اند، محدود نخواهد شد.

اکثر کارت‌های گرافیک AMD می‌توانند از این فناوری در بازی‌هایی که از آن پشتیبانی می‌کنند، بهره‌مند شوند (یا حتی تمام آن‌ها)؛ از کارت‌های گرافیک‌ متعلق به دوران رادئون سری RX Vega گرفته تا سری جدید RX 6000 این برند.

به‌ عبارت‌ دیگر کاربرانی که توانایی خرید کارت‌های گرافیک‌ جدید DLSS انویدیا را ندارند، می‌توانند با خرید کارت‌های گرافیک ارزان‌قیمت‌تر AMD و حتی آن دسته از کارت‌های گرافیک انویدیا که نسبت به کارت‌های گرافیک‌ سری RTX 20 یا RTX 30 قیمت کمتری دارند، از فناوری مشابه آن استفاده کنند. جالب است بدانید که فناوری FSR حتی با کارت‌های گرافیک‌ جدید انویدیا نیز کاملا سازگار است.

خوشبختانه فناوری جدید AMD تنها مختص به عناوین عرضه‌ شده برای کامپیوتر نیست. طبق اطلاعات منتشر شده توسعه‌دهندگان بازی‌هایی که برای کنسول‌های ایکس باکس سری ایکس و سری اس که دارای یکی از کارت‌های گرافیک ایجاد شده بر پایه ریز معماری RDNA هستند نیز می‌توانند قابلیت پشتیبانی از این فناوری را در عناوین خود ایجاد کنند.

امکان‌پذیر شدن استفاده از FSR در کنسول‌های نسل نهمی مایکروسافت می‌تواند در تقویت عملکرد آن‌ها نقش مهمی داشته باشد؛ مخصوصا ایکس باکس سری اس که کنسول پایه نسل نهمی مایکروسافت محسوب می‌شود. در ضمن این فناوری می‌تواند امکان انتشار عناوینی با رزولوشن ۸K را نیز برای این کنسول فراهم کند.

الگوریتمی که AMD از آن استفاده می‌کند از واسط‌های برنامه‌نویسی‌های کاربردی DirectX 12، Direct X11 و Vulkan پشتیبانی می‌کند و می‌توان از آن در پلتفرم‌های مختلف بدون هیچ‌گونه محدودیتی از سوی AMD ، استفاده کرد. چنین مزیتی باعث می‌شود توسعه‌دهندگان بتوانند از این فناوری با هر روشی که مناسب می‌بیند، استفاده کنند. این آزادی عمل می‌تواند توسعه‌دهندگان زیادی را برای ایجاد پشتیبانی از FSR در عناوین خود وسوسه کند؛ اما در حال حاضر عناوین زیادی از این قابلیت پشتیبانی نمی‌کند.

البته این اتفاق در مورد DLSS هم رخ داد و زمانی که برای نخستین بار معرفی شد، بازی‌های زیادی از آن پشتیبانی نمی‌کردند؛ اما در حال حاضر تعداد زیادی از عناوین از این قابلیت برخوردارند؛ بنابراین ممکن است در ماه‌های آتی تعداد بازی‌های دارای قابلیت پشتیبانی از FSR نیز افزایش یابد.

تفاوت‌های DLSS 2.0 و FSR

با وجود اینکه هر دو فناوری برای ارتقای کیفیت کلی تصویر، رزولوشن و فریم‌ریت تصاویر استفاده می‌شوند، اما کاملا با یکدیگر تفاوت دارند. انویدیا در فناوری خود از ابرکامپیوتر و شبکه عصبی خود به همراه هوش مصنوعی محلی‌اش برای افزایش وضوح تصویر بازی و افزایش فریم‌ریت آن استفاده می‌کند؛ اما AMD برای دستیابی به نتایج مشابه از الگوریتم فضایی بهره می‌برد.

این تفاوت ساختاری نشان می‌دهد که فناوری جدید انویدیا تنها در پردازنده‌های گرافیکی مجهز به هسته سنسور یعنی کارت‌های گرافیک سری RTX 20 و RTX 30 قابل‌ استفاده است؛ اما تمام کارت‌های گرافیک با هر اندازه و شکلی ازجمله کارت‌های گرافیک قدیمی انویدیا که از فناوری DLSS پشتیبانی نمی‌کنند، می‌توانند از فناوری FSR بهره‌مند شوند.

استفاده از نخستین نسخه DLSS مستلزم پردازش تک‌تک بازی‌ها به‌صورت جداگانه بود که باعث کاهش سرعت آن می‌شد؛ اما DLSS 2.0 تمام بازی‌ها را به‌صورت همزمان پردازش می‌کند؛ به همین دلیل نسبت به نسخه اول عملکرد بهتری دارد و تصاویر رندر شده با آن در برخی از موارد در مقایسه با تصاویر رند شده با نسخه اول، نسبت به رزولوشن اصلی بازی، وضوح بهتری دارد.

نسخه دوم DLSS برای رندر کردن تصاویر نیازی به تجزیه‌وتحلیل فریم‌های بازی موردنظر در حال اجرا ندارد، بلکه از اطلاعات به‌دست‌آمده از تجزیه‌وتحلیل فریم‌های سایر بازی‌ها یا حتی محتواهایی به غیر از بازی استفاده می‌کند و همین روش باعث افزایش سرعت ادغام آن در بازی می‌شود.

یکی دیگر از تفاوت‌های اصلی بین DLSS و FSR میزان دسترسی به این دو فناوری است. فناوری DLSS کاملا توسط انویدیا کنترل می‌شود؛ اما FSR فناوری کاملا متن‌بازی است و به همین دلیل توسعه‌دهندگان می‌توانند از این فناوری در تمام بازی‌ها و به هر روشی که می‌خواهند از آن بهره‌مند شوند، استفاده کنند؛ بنابراین افزایش وضوح تصاویر با استفاده از FSR در مقایسه با DLSS می‌تواند سریع‌تر انجام شود.

البته سازگاری بازی‌ها با این فناوری نکته مهم دیگری است که حتما باید به آن توجه کنیم؛ حتی در صورتی که FSR نسبت به DLSS برتر باشد، اگر هیچ‌یک از بازی‌ها از آن پشتیبانی نکنند، نمی‌توان آن را یک فناوری کاربردی در نظر گرفت.

در حال حاضر تعداد بازی‌هایی که از DLSS 2.0 پشتیبانی می‌کنند، نسبت به بازی‌هایی دارای قابلیت پشتیبانی از FSR بسیار بیشتر است و تعداد آن‌ها به بیش از ۶۰ عنوان مطرح می‌رسد که شامل Call of Duty: Warzone و Cyberpunk 2077 می‌شود که در پلتفرم PC از DLSS پشتیبانی می‌کنند؛ اما در مقابل تنها ۱۱ بازی از FSR پشتیبانی می‌کنند. در حال حاضر بازی‌های Resident Evil Village و Evil Genius 2 از این فناوری پشتیبانی می‌کنند و پشتیبانی بازی‌های Far Cry 6،Baldur’s Gate III و Myst و چند بازی دیگر از آن در آینده نیز تایید شده است.

به‌طور کلی چنانچه فکر می‌کنید DLSS 2.0 با قابلیت بهره‌مندی از هوش مصنوعی فناوری بهتری است، تنها می‌توانید از کارت‌های گرافیک سری RTX 20 یا RTX 30 انویدیا استفاده کنید؛ اما اگر طرفدار کارت‌های گرافیک AMD هستید یا توانایی خرید کارت‌های گرافیک RTX 20 یا RTX 30 انویدیا را ندارید مجبور به استفاده از کارت‌های گرافیک قدیمی‌تر این برند هستید، باید بازی‌هایی را که از FSR پشتیبانی می‌کنند، انتخاب کنید تا بتوانید از افزایش وضوح و جزئیات بازی‌ها و همچنین تقویت فریم‌ریت آن‌ها لذت ببرید.