Y llegó Turing: así es la arquitectura de unas NVIDIA RTX 2000 que lo quieren cambiar todo

Y llegó Turing: así es la arquitectura de unas NVIDIA RTX 2000 que lo quieren convertir todo

En tecnología hay industrias que se acomodan y otras que intentan mirar al futuro. Que exactamente es lo que hace la arquitectura Turing, que es absoluta personaje de las nuevas tarjetas gráficas NVIDIA GeForce RTX 2070, RTX 2080 y RTX 2080 Ti.

En NVIDIA lo dejaron bien claro durante la exposición de esta familia: era relativamente fácil darle una vuelta de tuerca a las GTX 1000, sin embargo en NVIDIA querían ir mas allá, y lo cierto es que Turing tiene varias papeletas para dar ese salto incremental que quizas solo apreciemos con el paso del tiempo. Estos son los secretos de Turing, la arquitectura que refuerza la apuesta por el gaming, sin embargo que además plantea una innovacion tanto con el ray-tracing como con sus procesadores neuronales.

Bienvenida, Turing

El pasado 20 de agosto de 2018 se iniciaba la era Turing. En NVIDIA nos presentaban la tecnología con todo lujo de detalles, y lo hacían además dedicando toda una jornada —el llamado ‘Editor’s Day’— a desvelarnos los entresijos de esta arquitectura.

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En este evento varios de los máximos encargados de NVIDIA desgranaron cada uno de los elementos de una arquitectura que simboliza un cambio elemental en algunos apartados frente a lo que prometía Pascal.

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De hecho en Turing se aprovechan varias de las fortalezas de Pascal, sin embargo todas ellas se refuerzan para optimizar el rendimiento en el ámbito del gaming. En esta 1ª parte nos centraremos en el analisis de la arquitectura: ya hemos recibido las tarjetas que nos permitirán cotizar su rendimiento en los próximos días, y será entonces cuando podamos hablar de esos resultados reales que tanta expectación están causando.

Nueva arquitectura, nuevos cores

Tan significativo como esos resultados es comprender esa arquitectura que debuta con las NVIDIA GeForce RTX 2070, RTX 2080 y RTX 2080 Ti. Y lo 1° que hay que comprender en Turing es cómo cambian sus núcleos de proceso.

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La base de todo ello es el procesador Turing SM (Streaming Multiprocessor), que combina una nueva unidad de ejecución de enteros (INT32) con una unidad para ejecución de números en coma flotante (FP32).

Shaders

Eso habilita la ejecución de ambos tipos de proceso en paralelo, y segun NVIDIA eso acepta aumentar en un 36% el rendimiento de las operaciones en coma flotante, sobre todo porque, como nos explicaron, varias directrices en procesos de todo tipo no son de coma flotante, algo que hacía que preliminares generaciones desaprovechasen ese foco.

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A esa mezcla se le suma una nueva arquitectura de cachés unificadas que alcanza un ancho de banda que es un 50% superior al de la anterior generación.

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Estos chips son los primeros en soportar además memoria GDDR6, otra de las noticias tecnológicas introducidas con las nuevas tarjetas gráficas de NVIDIA. Aunque en NVIDIA consideraron opciones como HBM2, acabaron decidiéndose por una GDDR6 que entre otras cosas acepta alcanzar transferencias de documentos de hasta 14 Gbps.

Tensor Cores: a por la inteligencia artificial

Ahí no acaba la cosa, porque junto a dichos cores hallamos a los otros dos núcleos que exactamente plantean esa verdadera innovacion en esta arquitectura. El 1° de esos núcleos es el llamado Tensor Core, que esta orientado a ser un elemento clave para esa otra innovacion llamada aprendizaje profundo (deep learning) que en NVIDIA llevan tiempo poniendo como pilar de su futuro.

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Este tipo de cores plantea un cambio radical en ámbitos como la clasificación de imágenes, que hasta no hace mucho era una labor fundamentalmente exigente en bienes y tiempo. Con deep learning todo cambió de forma notable, porque se acepta poder efectuar operaciones sobre matrices enormes.

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Como indicaban en aquella presentación, estos Tensor Core aceptan alcanzar hasta 114 TFLOPS de operaciones FP16, hasta 228 TOPS INT8 y hasta 455 TOPS INT4, cifras que como decimos multiplican hasta por 8 las que se conseguían con GPUs de la era Pascal.

En Pascal esas operaciones eran ineficientes, sin embargo gracias a estos Tensor Cores es factible alcanzar ocho veces el rendimiento de proceso en esas operaciones con Turing.

RT Cores: el ray-tracing viene a la computación de consumo

Reservado hasta ahora a los enormes analisis de cine y de layout y animación 3D, la tecnología de ray-tracing o trazado de rayos da su 1° paso en el segmento de consumo, tanto en el ámbito del gaming como en otros varios en los que podría ser aplicado para que asistamos a esa esperada revolución del fotorrealismo.

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Es ahí donde entran los llamados RT Cores, los núcleos en los que NVIDIA llevaba laborando literalmente años sin embargo que por limitaciones tecnológicas jamás se habían obtenido integrar en un procesador gráfico convencional.

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El algoritmo BVH (Bounding Volume Hierarchy) era una de las claves a la hora de resolver el dilema del trazado de rayos, que en preliminares generaciones de gráficas de NVIDIA se resolvía con ese algoritmo y emulación software.

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Ese tratamiento del trazado de rayos en Pascal era ineficiente, complejo y difícl, sin embargo con Turing y estos RT Cores esas actividades multiplican su rendimiento en este ámbito de forma asombrosa. Según las pruebas internas de NVIDIA, una 2080 Ti es diez veces mas rápida que una 1080 Ti en este tipo de escenarios.

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En esa aceleración hardware intervienen los nuevos Mesh Renderers, que aceptan calcular varios mas objetos para renderizar en paralelo que antes. Esa inteligencia que aportan estos RT Cores acepta además que se “dibujen” varios menos triángulos de los que hay realmente en la escena gracias a su trabajo con los Mesh Shaders.

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La eficacia de estos nuevos algoritmos es muy superior a la que se podía alcanzar hasta ahora, lo que acepta por 1ª vez acercar el planeta del trazado de rayos a entornos de consumo.

Content

En este ámbito entra además el llamado Variable Rate Shading, una técnica que acepta aplicar esos shaders donde mas se necesitan, y centrar la potencia de proceso de forma óptima. Ese proceso es sobre todo adaptativo, y se aplica al contenido, al movimiento e inclusive a campos como la realidad virtual.

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Precisamente aqui funcionar solo aquello que estamos viendo en vuestro campo de visión (dejando un poco en 2° plano el resto de la escena) es crucial para la eficiencia de estos procesos.

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En esta parte de la charla NVIDIA además quiso hablarnos de como la realidad virtual se beneficia con las nuevas GeForce RTX 2000 del nuevo VirtualLink, una tecnología que hace uso de conector USB-C y que es algo así como un USB® supervitaminado: esta interfaz acepta dar salida de vídeo 8K60 HDR, HDR nativo, DP 1.4a, y además ese Virtual Link que acepta que conectemos futuras gafas de realidad virtual con un solo cable.

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Esa salida se combina con los puertos HDMI® y Display Port integrados en estas gráficas, y que habilitarán la conexión de monitores con resoluciones 8K60 gracias a los estándares HDMI® 2.0b y DisplayPort 1.4a que ya forman parte de esta nueva familia.

Más rendimiento (combinado) que jamás y NVIDIA NGX a escena

Los encargados de NVIDIA además quisieron crear un estudio por las enormes mejorías que prometía esta tecnología, que para comenzar cuenta con un rendimiento combinado (las llamadas RTX-OPS) mucho mayor que el de sus predecesoras.

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Una parte elemental de ese rendimiento es el dedicado a los ámbitos de deep learning que ya habíamos hablado anteriormente. Las aplicaciones de este campo son enormes.

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Hemos visto ya algunos ejemplos de lo que se puede alcanzar con esta tecnología en el pasado. Poder alcanzar imágenes de mucha mas definición a partir de fotografias algo borrosas (sobre todo en los detalles), o esos impresionantes vídeos a súper cámara lenta son algunos de los ejemplos que demuestran lo que es apto de alcanzar esta tecnología.

Es ahí donde entra el llamado NVIDIA NGX (Neural Graphics Framework), un marco de trabajo y desarrollo que acepta trabajar en el ámbito de la inteligencia artificial con las nuevas gráficas de NVIDIA.

DLSS, heredero del antialiasing

Aquí es donde además viene uno de los avances mas fundamentales en el ámbito del gaming: la tecnología DLSS (Deep Learning Super-Sampling), que aplica deep learning e inteligencia artificial a las técnicas de renderizado para brindar bordes muy determinados y suaves en todo tipo de objetos en los videojuegos.

Taa Dlss Es complicado apreciar las diferencias durante el videojuego o contenido con TAA y DLSS, sin embargo eso es lo que exactamente importa: que los resultados son iguales o mejores que en TAA, sin embargo con DLSS descargamos el trabajo para alcanzar tasas de fotogramas mas elevadas.

El lanzamiento de las nuevas gráficas GeForce RTX 2000 ha sido además un punto de inflexión para la app de esta nueva tecnología en unos cuantos juegos de nueva hornada como ‘Assetto Corsa Competizione’, ‘Battlefield V’, ‘Control’, o ‘Shadow of the Tomb Raider’.

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Esa adopción se irá ampliando en el futuro, como explicaba la propia NVIDIA en el lanzamiento de su nueva dinastía de gráficas.

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¿Qué logra esta tecnología? Pues lo que el antialiasing lograba en el pasado, sin embargo “con mucho menos esfuerzo”. La introducción aqui de la tecnología NGX acepta que comparativamente los resultados del tradicional TAA que encontrábamos en Pascal y el nuevo DLSS 2X que hallamos en Turing sean muy similares, pero la carga impuesta por TAA en Pascal era mucho mas alta, y en DLSS el nivel de detalle obtenido es igual sin embargo con una tasa de fotogramas netamente superior.

Una dinastía que promete mucho

Hace unas semanas NVIDIA liberó varias de las pruebas internas que había realizado con sus nuevas GeForce RTX 2000, y lo cierto es que los resultados internos parecen indicar que la mejora de rendimiento que plantean estas gráficas frente a la anterior generación es notable.

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NVIDIA curiosamente no quiso crear demasiado hincapié en el videojuego 4K a 60 Hz que varios consideran el próximo ‘santo grial’ de los videojuegos, sin embargo sí dejó claro que varios juegos modernos ya alcanzaban tasas de fotogramas perfectas para gozar de esos títulos a esa grande resolución, a 60 Hz e inclusive con HDR.

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Esta dinastía debuta con la llamada Founder’s Edition, que señala por un layout sobrio sin embargo desde despues sensacional en tonos oscuros.

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En esas tarjetas NVIDIA ha planteado un layout con dos ventiladores de 13 palas, una cámara de vapor de doble capacidad y una parte inferior que es un enorme disipador para alcanzar sostener a raya las temperaturas generadas por estas gráficas.

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Ese layout acepta que el nivel de ruido generado sea muy inferior al de las GTX 1080 (29 dBA de las RTX 1080 frente a los 36 dBA de las GTX 1080, por ejemplo), sin embargo además es significativo para otro ámbito muy apreciado por los gamers: el overclocking.

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NVIDIA ahora potencia este tipo de operaciones con unas herramientas mas “inteligentes” y que aceptan automatizar el proceso… sin renunciar a las operaciones tutoriales a las que los visitantes siguen teniendo acceso.

El trazado de rayos al poder

El ray-tracing o trazado de rayos ha sido uno de los enormes desafíos de NVIDIA a la hora de aplicarlo a la computación de consumo. Este campo, que inició su andadura a terminos de 1960 y que despues avanzaría en los 80 y sobre todo en los 90, terminó convirtiéndose en el perfecto aliado de las enormes superproducciones de Hollywood para brindar escenas fotorrealistas.

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Con Turing y las nuevas NVIDIA GeForce RTX 2000 accedemos por fin a esta tecnología en el ámbito de consumo. El 1° paso viene con el llamado Hybrid Rendering Pipeline, que combina el trazado de rayos con esa rasterización que ha sido el pilar elemental de ese renderizado en tiempo real, sobre todo en los videojuegos.

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El choque visual del trazado de rayos en el planeta de los juegos es fantástico, sin embargo el dilema de vender esta tecnología, como decíamos en nuestra reflexión de hace semanas, es que el demonio esta en los detalles.

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Si no has visto una escena sin RTX y con RTX, es complicado que notes la innovacion que plantea esta tecnología en ámbitos como en los videojuegos, en los que el realismo gana varios enteros en el tratamiento por ejemplo de reflejos, luces y, sobre todo, sombras.

Rtx44 Sombras que antes no aparecía, sombras “difusas” mucho mas realistas, el choque de la luz de forma adecuada en individuos y objetos… todo esto es algo que se aprecia una vez “enciendes y apgas el interruptor RTX” en fotografias como estas. El videojuego ya es bueno sin RTX, sí. Pero con RTX es claramente mejor.

La exposición de las gráficas de NVIDIA suscitó polémica por esa interés a un raytracing que desde despues plantea avances visuales fantásticas, sin embargo que también impactará en el rendimiento de los videojuegos: esta continua siendo una labor intensiva.

Aquí son los programadores —algunos ya lo han hecho, y ‘Battlefield V’, ‘Metro: Exodus’ o ‘Shadow of the Tomb Raide’ son buenos ejemplos— los que tendrán en su mano aprovechar una tecnología revolucionaria, sin embargo como dijimos en nuestra anterior reflexión, hay que darle tiempo al tiempo: no todos los juegos la aprovecharán de instante y pese a que el choque visual es notable, es claro que varios jugadores (si no todos) prefieren no sacrificar fluidez a costa de ese mayor realismo.

Y sin embargo, el trazado de rayos esta aqui para quedarse: NVIDIA lo tiene claro.

Una innovacion que va mas allá del “quiero mas FPS”

La arquitectura Turing plantea por lo tanto una innovacion relevante en su concepción de sus núcleos de proceso, que ahora van mas allá de lo que teníamos en Pascal y aceptan integrar ya como intérpretes a los ámbitos de la inteligencia y artificial y el trazado de rayos.

Ya, sin embargo yo solo quería poder jugar con mas fotogramas por 2° y a mas resolución“, dirán muchos. No tenemos todavía pruebas propias que compartir, sin embargo los resultados de NVIDIA hablan de que exactamente eso es lo que además podemos con las NVIDIA GeForce RTX 2000.

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De hecho, este es un mas y preferible en todos los apartados, o al menos eso es lo que prometen en NVIDIA. Los precios de estas tarjetas han generado además un acalorado debate: las RTX 2070 parten de los 639 euros, mientras que las RTX 2080 partirán de los 849 y las RTX 2080 Ti tendrán un valor de partida de 1.259 euros.

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Es desde despues un costo subido que simboliza un salto importante, sin embargo la prometedora arquitectura Turing promete mucho mas que lo que ofrecían las gráficas hasta la fecha, centradas específicamente en el ámbito de los videojuegos. NVIDIA espera que con Turing hagamos mucho mas y lo hagamos mucho mejor.

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Las tools están ahí: ahora solo queda que programadores las pongan en manos de los visitantes para que podamos valorar si esos precios responden a esas prestaciones. Y en varios apartados, y fundamentalmente en el del trazado de rayos, es todavía pronto para poder decidir el verdadero choque para los usuarios. Como mínimo, una recomendación: concedámosle a esta ambiciosa arquitectura el beneficio de la duda.

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Y esperemos a esas pruebas de rendimiento, claro: en unos días contaremos por fin con los analisis de rendimiento con los que ya tendremos una 1ª parte de la ecuación resuelta.

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La novedad Y llegó Turing: así es la arquitectura de unas NVIDIA RTX 2000 que lo quieren convertir todo fue publicada originalmente en Xataka por Javier Pastor .


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