Архітектура NVIDIA Blackwell: революція у графіці, студійних завданнях та штучному інтелекті

Архітектура Blackwell є значним кроком уперед у розвитку графічних технологій від NVIDIA, охоплюючи три ключові аспекти застосування: геймінг, студійні завдання та штучний інтелект. Розглянемо докладно кожен аспект, наголошуючи на унікальних технологіях та перевагах архітектури. 

Відеокарти серії Блеквелл вже доступні у продажу. Надійним партнером з їхньої постачання виступає інтернет-магазин Телемарт, пропонує широкий асортимент моделей NVIDIA GeForce RTX 50-ї серії, включаючи як ігрові, і професійні рішення.

Для тестування ми використовували відеокарту MSI GeForce RTX 5080 16G GAMING TRIO OC, яка бездоганно впоралася з усіма поставленими завданнями Ця потужна відеокарта не тільки забезпечує доступ до всіх передових технологій, про які ми говорили раніше, включаючи архітектуру NVIDIA Blackwell, покращену графіку та підтримку Ray Tracing, але й демонструє виняткову продуктивність у ігрових та професійних програмах. MSI GeForce RTX 5080 16G GAMING TRIO OC стала ключовим компонентом, який дозволив нам повною мірою оцінити всі переваги нової платформи.

Геймінг

Проміння Рея

Архітектура Blackwell від NVIDIA внесла кардинальні зміни у підхід до трасування променів, реалізуючи RT-ядра 4-го покоління. Ці ядра оптимізовані підвищення точності і швидкості виконання обчислень. З новими RT-ядрами стало можливим прораховувати значно більше променів одночасно, що веде до помітного збільшення продуктивності в складних сценах, насичених відображеннями і динамічним освітленням. Додатково впроваджені алгоритми інтелектуальної фільтрації шуму дозволяють досягати практично ідеальної чіткості відбитків та тіней без необхідності значних витрат обчислювальних ресурсів. Покращення торкнулися також механізму прискорення BVH (Bounding Volume Hierarchy), завдяки якому RT-ядра швидше ідентифікують перетин променів та об'єктів сцени, мінімізуючи час затримки та забезпечуючи плавність і стабільність ігрового процесу навіть у найвибагливіших сценаріях.

Path Tracing

Технологія Path Tracing отримала значні покращення завдяки архітектурі Blackwell. Основна перевага полягає в здатності точно імітувати фізично коректну поведінку світла, охоплюючи всі нюанси його поширення, включаючи відображення, заломлення, глобальне висвітлення та підповерхневе розсіювання. Завдяки впровадженню нових алгоритмів та оптимізації процесу обробки Path TracingBlackwell демонструє видатні результати навіть у вкрай вимогливих іграх, надаючи користувачам безпрецедентний рівень візуальної реалістичності без суттєвої втрати продуктивності. Архітектура тепер дозволяє прораховувати більше трасованих шляхів за одиницю часу, що веде до помітного поліпшення якості та реалістичності зображення, особливо при використанні високоякісних текстур та складних ефектів освітлення.

RTX Mega Geometry

Технологія RTX Mega Geometry розроблена для ефективної обробки геометричних даних надвисокої густини. В архітектурі Блеквелл реалізовано методи динамічної компресії геометрії, що дозволяють зберігати найдрібніші деталі об'єктів при мінімальному навантаженні на згадку. Ключова особливість – автоматична система ЛОДяка підлаштовується під можливості конкретної відеокарти, забезпечуючи плавні переходи між рівнями деталізації та виключаючи візуальні артефакти.

На практиці технологія вже продемонструвала себе в Алан Уейк 2, де використовується для створення великих природних ландшафтів і міської забудови. Під час тестів у роздільній здатності екрану 1440p із включеною Mega Geometry візуальні сцени у лісі та на вулицях вражають деталізацією: дерева, дорожнє покриття та кам'яні фасади малюються без розривів LOD та без помітних стрибків якості. Особливо це помітно в динаміці — при зміні ракурсів або русі камери немає звичних «підвантажень» геометрії.

Крім того, у Blackwell інтегровано нову систему кешування геометрії, що дозволяє знизити навантаження на відеопам'ять та шину. У тих же сценах з Mega Geometry обсяг використання VRAM був нижчим за очікуваний, а продуктивність — стабільною навіть у насичених сценах з рейтрейсингом. Це робить технологію не просто демонстрацією можливостей, а реальним інструментом для створення масштабних та опрацьованих світів без шкоди для FPS.

RTX Skin RTX Skin

Архітектура Блеквелл робить особливий акцент на реалістичну візуалізацію людської шкіри в іграх. Технологія RTX Skin використовує вдосконалені алгоритми підповерхневого розсіювання світла (SSS), що дозволяє досягти правдоподібної передачі півтонів, текстур та колірних переходів. На відміну від попередніх реалізацій, система тепер враховує не лише основне світло, а й контекстні зміни освітлення - В тому числі вплив навколишнього середовища та відбитого світла від інших поверхонь.

Особливу увагу приділено адаптивним алгоритмам, які в реальному часі налаштовують інтенсивність та глибину розсіювання світла під шкірою. Це дозволяє зберегти коректне відображення навіть при різкій зміні умов, наприклад, при переході з сонячного простору в тінь або при використанні джерел холодного спрямованого світла. Ефект особливо помітний у сценах з близькими планами, де важливими є мікродеталі текстури шкіри — пори, судини, тональні переходи.

Перше практичне застосування RTX Skin можна побачити у Half-Life 2 RTX Remasterде технологія використовується для оновленого відображення осіб головних персонажів. У катсценах і діалогах помітно, як шкіра реагує на освітлення від ліхтарів, сонячного світла або екранів, що світяться. Такий рівень фотореалізму робить стару гру візуально сучаснішим і підкреслює потенціал RTX Skin у кінематографічних проектах нового покоління.

DLSS 4 с Frame Generation та Multi-Frame Generation

DLSS 4 є масштабним оновленням технології Супер вибірка глибокого навчання від NVIDIA, анонсоване одночасно з архітектурою Блеквелл та відеокартами серії GeForce RTX 50. Основними нововведеннями стали використання моделі трансформера та інтеграція Multi Frame Generationзавдяки яким досягається значний приріст продуктивності та різке покращення візуальної якості — особливо в динамічних сценах та при високих роздільних здібностях екрану.

Нова система генерації кадрів тепер здатна враховувати не тільки поточний і попередній кадри, але і просторово-часові залежності між декількома відрізками рендерингу, що мінімізує артефакти і підвищує чіткість зображення. результат.

Усі ключові компоненти DLSS 4 - Включаючи трансформер, Multi Frame Generation та адаптивне налаштування - будуть докладно протестовані в окремій статтіде ми детально розберемо, як технологія працює в реальних іграх, які режими доступні, і наскільки вони відрізняються від DLSS 3.5. Це дозволить наочно оцінити, чи виправдовує нове покоління технології заявлені покращення.

На відміну від попередніх версій DLSS, що використовували нейронні мережі (CNN), DLSS 4 застосовує модель трансформера, аналогічну тим, що використовуються в сучасних мовних моделях, таких як ChatGPT. Ця модель здатна аналізувати важливість кожного пікселя як у межах одного кадру, так і між кількома кадрами, що дозволяє досягти:

• Підвищена стабільність зображення: зменшення мерехтіння та артефактів під час руху.

• Зниження ефекту привидів (ghosting): більш чітке відображення об'єктів, що рухаються.

• Поліпшене згладжування: більш плавні та реалістичні краї об'єктів.

Ці покращення особливо помітні в сценах з інтенсивним використанням трасування променів, де нова модель трансформера забезпечує більш точне відновлення променів та підвищує реалізм освітлення та відбиття.

Технологія Multi Frame Generation DLSS 4 дозволяє генерувати до трьох додаткових кадрів на кожен традиційно відмальований кадр, що призводить до значного збільшення частоти кадрів без суттєвого збільшення навантаження на GPU. Це досягається за рахунок використання додаткової нейромережевої моделі, яка передбачає переходи між кадрами, покращуючи тимчасову узгодженість та знижуючи артефакти.

Важливо відзначити, що Multi Frame Generation є ексклюзивною функцією відеокарт серії GeForce RTX 50 та недоступна на попередніх поколіннях.

DLSS 4 використовує п'яте покоління тензорних ядер оптимізованих для роботи з моделями трансформерів. Завдяки цьому досягається:

• Зниження використання відеопам'яті: наприклад, у грі Warhammer 40,000: Darktide економія складає до 400 МБ при роздільній здатності екрану 4K.

• Збільшення продуктивності: у деяких випадках спостерігається до восьмиразового збільшення частоти кадрів у порівнянні з традиційним рендерингом.

Крім того, DLSS 4 забезпечує більш плавний та стабільний геймплей з мінімальною затримкою, що особливо критично для динамічних проектів. На старті технологія підтримується у більш ніж 100 іграх та додатках, включаючи такі тайтли, як Алан Уейк 2, Cyberpunk 2077, Indiana Jones and the Great Circle и Зоряні війни. Злочинці. У рамках наших тестів на RTX 5090 DLSS 4 продемонстрував виразний приріст: якість зображення з новою трансформерною моделлю помітно покращилася на око — зникають рвані краї, стабілізуються дрібні деталі, а кадри виглядають чистішими навіть у русі.

Особливо нас вразила технологія Multi Frame Generation — у деяких сценах ми зафіксували понад 500 FPS в 1440p з максимальними налаштуваннями та активним рейтрейсингом. Такий результат раніше видавався неможливим без жорсткого зниження якості. Однак важливо розуміти: для отримання найкращого ефекту MFG необхідно досягти стабільних 50-60 FPS до активації DLSS, інакше алгоритм працює менш ефективно. Ми рекомендуємо спочатку трохи скоригувати параметри графіки - наприклад, знизити якість тіней або відбитків - щоб забезпечити потрібну базу, після чого включення DLSS 4 дасть максимальний приріст.

В результаті DLSS 4 в іграх не просто збільшує продуктивність - він реально змінює сприйняття плавності і робить навіть найважчі сцени візуально стабільними, чіткими та чуйними.

Підвищена енергоефективність та оптимізація

Важливим аспектом геймінгу на архітектурі Blackwell є суттєве поліпшення енергоефективності та оптимізації ресурсів. переживаючи про перегрівання або надмірне споживання енергії, що особливо актуально в компактних ігрових системах і ноутбуках.

Підтримка нового покоління VR та AR

Blackwell відкриває нові горизонти у сфері віртуальної та доповненої реальності. Технологічні покращення, реалізовані в даній архітектурі, забезпечують підтримку високих роздільних здібностей екрану та підвищеної частоти кадрів, необхідних для комфортного занурення у віртуальні світи. Оптимізовані технології обробки зображення та зменшення затримок роблять віртуальні та доповнені реальності набагато більш реалістичними та чуйними, мінімізуючи проблеми з дискомфортом та покращуючи користувальницький досвід. Крім того, Blackwell інтегрує спеціальні алгоритми для підвищення точності позиціонування та обробки даних датчиків, що додатково покращує занурення та комфорт у VR та AR. 

Студійні завдання

FP4 та підтримка формату 4:2:2

Архітектура Blackwell внесла значні покращення в обробку відеоконтенту завдяки впровадженню нових FP4-ядер, що забезпечують найвищу точність обчислень із плаваючою комою. Ці ядра критично важливі для професійних студій, що займаються складним монтажем, корекцією кольорів і створенням спецефектів. Формат колірної субдискретизації 4:2:2, що підтримується на апаратному рівні, дозволяє досягти максимально реалістичної та точної передачі кольорів. Особливо це актуально у постпродакшені, де точність кольорів безпосередньо впливає на якість фінального продукту. Додатково була реалізована апаратна підтримка HDR та розширених колірних просторів, таких як DCI-P3 та Rec.2020, що відкриває перед студіями можливість створювати контент з глибокими та насиченими кольорами, що підходять для найсучасніших дисплеїв та екранів кінотеатрів.

Прискорення творчих додатків

Одним з ключових переваг архітектури Blackwell є спеціалізоване апаратне прискорення роботи з популярними творчими програмами, такими як Adobe Premiere Pro, After Effects, DaVinci Resolve, Blender, Cinema 4D та Autodesk Maya. Нові ядра CUDA та оптимізовані драйвери суттєво прискорюють обробку ефектів, композитингу, тривимірного моделювання та візуалізації складних сцен. Завдяки цьому суттєво знижується час на виконання робочих процесів, а творчі команди можуть швидше та ефективніше реалізовувати свої проекти. Також значно покращено обробку нейромережевих фільтрів та алгоритмів штучного інтелекту в цих додатках, дозволяючи легко застосовувати сучасні ефекти та автоматизовані рішення.

Енкодери та декодери

Архітектура Blackwell включає суттєво вдосконалені апаратні енкодери NVENC та декодери NVDEC, що підтримують останні стандарти стиснення та декомпресії відео, такі як AV1, HEVC та H.264. Це критично важливо у студійних умовах, де потрібна одночасна обробка кількох потоків високоякісного відеоконтенту в реальному часі. Висока продуктивність енкодерів дозволяє студіям вести трансляції у надвисоких роздільних здібностях екрану (4K, 8K) без затримок та втрат якості. NVDEC, у свою чергу, забезпечує миттєве декодування відеоматеріалів для монтажу та перегляду, мінімізуючи простої та збільшуючи продуктивність співробітників студій.

Оптимізація часу рендерингу

Суттєві покращення в архітектурі Blackwell торкнулися також процесу рендерингу тривимірних сцен та відеоконтенту. Завдяки оптимізації ядер CUDA та RT, архітектура забезпечує значне скорочення часу рендеру складних сцен із високим рівнем деталізації та реалістичності. Це дозволяє творчим студіям швидше отримувати готовий результат, оперативно вносити виправлення та прискорювати виробничі цикли. Також було впроваджено покращений алгоритм балансування навантаження між GPU и CPUщо дозволяє максимально ефективно використовувати апаратні ресурси та скоротити загальний час обробки.

Енергоефективність та надійність

Для професійних студій енергоефективність та стабільність роботи апаратного забезпечення мають першочергове значення. Архітектура Blackwell демонструє видатну енергоефективність завдяки інтелектуальній системі керування живленням, що знижує споживання енергії та тепловиділення при виконанні інтенсивних завдань обробки даних. Надійність архітектури підкріплюється високоякісними компонентами та покращеним контролем температурного режиму, що суттєво продовжує термін служби обладнання та забезпечує безперебійну роботу у тривалих та складних студійних проектах.

Підтримка спільної роботи та хмарних технологій

Архітектура Blackwell також інтегрована з хмарними рішеннями та технологіями для спільної роботи. Завдяки оптимізованим механізмам передачі та обробки даних у хмарі, творчі команди можуть ефективно обмінюватися контентом, працювати віддалено та в реальному часі вносити зміни до спільних проектів. Це значно підвищує гнучкість студій та відкриває нові можливості для віддаленої співпраці та швидкого відгуку на вимоги клієнтів та ринку. 

Штучний інтелект

Локальні програми AI

Архітектура Blackwell пропонує значні покращення для локального застосування штучного інтелекту завдяки своїм просунутим тензорним ядрам нового покоління. Ці ядра спеціально оптимізовані для завдань глибокого навчання, нейронного виведення та обробки великих обсягів даних у реальному часі. В результаті користувачі отримують можливість запускати складні нейромережні моделі безпосередньо на своїх пристроях без необхідності використання хмарних обчислень, що дозволяє мінімізувати затримки та підвищити конфіденційність інформації, що обробляється.

За допомогою локальних AI-додатків на базі Blackwell стає можливим використовувати нейромережеві алгоритми обробки зображень, розпізнавання мовлення та автоматизованого аналізу даних на споживчих пристроях. Наприклад, фотографи та дизайнери можуть застосовувати алгоритми автоматичної корекції, стилізації та реставрації зображень прямо на робочому місці, значно прискорюючи творчі процеси. Для розробників відеоігор локальний AI забезпечує просунуті механізми генерації контенту та адаптивної поведінки віртуальних персонажів, роблячи ігровий процес більш реалістичним та захоплюючим.

Neural Inferencing Modules (NIM)

Архітектура Blackwell включає Neural Inferencing Modules (NIM), які надають розробникам та користувачам можливість швидко інтегрувати попередньо навчені нейромережеві моделі у свої програми та системи. NIM значно спрощують процес нейронного виведення, оскільки оптимізовані для швидкої обробки даних та мають мінімальні вимоги до обчислювальних ресурсів. Ці модулі можуть ефективно використовуватись у таких завданнях, як розпізнавання образів, об'єктів та осіб, автоматичний опис та аналіз відео, а також у різних сценаріях машинного зору.

Використовуючи NIM, компанії можуть значно скоротити час розробки та інтеграції AI-рішень у свої продукти, мінімізувати витрати на навчання персоналу та швидше виводити інноваційні рішення на ринок. Крім того, завдяки оптимізованій роботі цих модулів суттєво знижуються витрати на електроенергію та збільшується термін служби апаратних компонентів.

Blueprints для AI-розробки

Одним із ключових нововведень архітектури Blackwell є система Blueprints, що спрощує процес створення та розгортання нейромережевих додатків. Blueprints є зручним інструментом візуального програмування, який не вимагає глибоких знань у галузі нейромереж та машинного навчання. Завдяки інтуїтивно зрозумілому інтерфейсу користувачі можуть створювати AI-програми, задаючи лише необхідні параметри та зв'язки між нейромережевими модулями.

Це дозволяє не тільки прискорити розробку додатків, Але й розширити коло користувачів, здатних впроваджувати рішення на основі штучного інтелекту світлокопій однаково добре підходить як для невеликих команд, так і для великих організацій, яким важливо швидко інтегрувати AI-інструменти у сфері виробництва, рітейлу, медицини та освіти.

Вже доступні перші безкоштовні креслення, що демонструють практичне застосування системи Один із яскравих прикладів – створення реалістичних 3D сцен зі спрощених рендерів: користувач може взяти базову 3D-модель та за лічені хвилини перетворити її на фотореалістичну сцену з освітленням, тінями та текстурами, які легко редагуються та адаптуються під потреби проекту. Це особливо цінно для дизайнерів, архітекторів та розробників, яким важлива швидка візуалізація концептів без складного ручного налаштування. Відео демонстрацію можливостей можна переглянути тут.

Енергоефективність та продуктивність

AI-задач Архітектура Blackwell також приділяє велику увагу енергоефективності та продуктивності у завданнях штучного інтелекту. Завдяки інтелектуальній системі керування живленням та динамічному балансуванню навантаження між тензорними ядрами та CUDA-ядрами, Blackwell забезпечує високу продуктивність при мінімальному енергоспоживання. Це особливо важливо для портативних та мобільних пристроїв, де ефективність роботи та тривалість автономної роботи мають критичне значення.

Висока продуктивність архітектури дозволяє реалізовувати складніші та просунутіші AI-алгоритми, збільшувати точність і швидкість нейронного виведення, а також ефективно справлятися з багатозадачністю. Це робить Blackwell ідеальним рішенням як для професійних програм, що потребують інтенсивної обробки даних, так і для повсякденного використання в побутових пристроях та розумних системах.

Інтеграція з хмарними AI-рішеннями

Незважаючи на акцент на локальні обчислення, архітектура Blackwell також підтримує тісну інтеграцію із хмарними AI-платформами. Це дозволяє користувачам ефективно комбінувати потужність локального та хмарного штучного інтелекту, оптимізуючи продуктивність та масштабованість своїх додатків. Завдяки цьому компанії можуть легко впроваджувати гібридні рішення, які максимально повно відповідають їхнім потребам та вимогам ринку, зберігаючи баланс між швидкістю обробки даних та їх безпекою. 

Розв'язки

Представники лінійки відеокарт на архітектурі NVIDIA Blackwell охоплюють широкий спектр рішень, задовольняючи різноманітні потреби геймерів, професіоналів та корпоративних користувачів. У цьому огляді детально розглянуто ключові моделі та його технологічні особливості.

Ігрові відеокарти

Флагманом ігрової лінійки виступає модель GeForce RTX 5090, оснащена графічним процесором GB202 з 24 CUDA-ядрами. Ця відеокарта має 576 ГБ пам'яті GDDR32 з рекордною пропускною здатністю 7 ГБ/с, забезпечуючи неперевершену продуктивність у найвибагливіших іграх, включаючи підтримку високоякісного Ray Tracing і Path Tracing.

Наступна модель, GeForce RTX 5080, побудована на графічному процесорі GB203 і пропонує 10 CUDA-ядра і 752 ГБ пам'яті GDDR16, підходячи для високоякісного геймінгу і стрімінгу. GeForce RTX 7 Ti та RTX 5070 пропонують оптимальний баланс між ціною та продуктивністю, забезпечуючи якісну гру в 5070K та 4p.

GeForce RTX 5060 Ti та RTX 5060 призначені для більш широкої аудиторії, орієнтованої на Full HD та 1440p геймінг, пропонуючи від 8 до 16 ГБ пам'яті та досить високу продуктивність для сучасних ігор при помірних налаштуваннях.

Професійні відеокарти

Лінійка RTX PRO представлена ​​моделями RTX PRO 6000, RTX PRO 5000, RTX PRO 4500 і RTX PRO 4000. RTX PRO 6000 є топовим рішенням, пропонуючи 24 064 CUDA-ядра і 96 ГБ пам'яті GDDR7 з пропускною спроможністю 1792 дизайн, обробка відео та AI.

Серверні та дата-центр рішення

NVIDIA також представила рішення для серверів та дата-центрів на базі архітектури Blackwell, включаючи GB200 Grace Blackwell Superchip, призначений для високопродуктивних обчислень та роботи з великими мовними моделями AI. Моделі B200 та B100 пропонують потужність та масштабованість, необхідні для інтенсивних наукових обчислень, обробки даних та штучного інтелекту.

Висновок Архітектура NVIDIA Blackwell представлена ​​різноманітними рішеннями, що охоплюють усі сегменти ринку: від ентузіастів та професіоналів до корпоративних клієнтів. Кожен представник лінійки має унікальні можливості та технічні характеристики, максимально оптимізовані під конкретні завдання користувачів. 

Підсумок

Архітектура NVIDIA Blackwell є значним технологічним проривом, охоплюючи три ключові сфери застосування: геймінг, професійні студійні завдання и штучний інтелект. Завдяки впровадженню передових RT-ядер, технології Path Tracing, RTX Mega Geometry и RTX Skin, Blackwell радикально підвищує якість візуалізації та реалізм в іграх, надаючи користувачам безпрецедентний рівень занурення та деталізації.

У студійних програмах архітектура демонструє видатну продуктивність завдяки спеціалізованим ядрам. FP4, розширеній підтримці форматів відео 4:2:2 та покращеним апаратним енкодерам та декодерам. Ці нововведення значно прискорюють процеси монтажу, корекції кольору, рендерингу та візуалізації, забезпечуючи професіоналам потужні інструменти для створення високоякісного контенту в стислі терміни.

З погляду штучного інтелекту Blackwell пропонує інноваційні рішення з новими тензорними ядрами, Neural Inferencing Modules (NIM) та системою візуального програмування світлокопій. Ці технології спрощують розробку та розгортання нейромережевих моделей на локальних пристроях, забезпечуючи високу продуктивність, енергоефективність та розширені можливості застосування AI у найрізноманітніших сферах.

Загальним технологічним досягненням є впровадження DLSS 4 з моделлю трансформера и Multi Frame Generation, що суттєво покращує якість зображення та продуктивність в іграх та професійних додатках.

На закінчення, архітектура NVIDIA Blackwell являє собою комплексне рішення, здатне задовольнити потреби найвибагливіших користувачів та відкрити нові горизонти для розвитку сучасних графічних, студійних та AI-додатків. Вже зараз відеокарти та ноутбуки на базі Blackwell можна придбати у магазині Телемарт. У продажу доступні як флагманські моделі NVIDIA GeForce RTX 5090 та RTX 5080 як флагманські моделі NVIDIA GeForce RTX 5090 та RTX 5080, так і ігрові ноутбуки, включаючи ASUS ROG Zephyrus G16 та інші.