در مقاله قبلی درباره فناوری DLSS توضیح دادیم که یکی از مهمترین روشهای افزایش نرخ فریم است. سوال اصلی این است که اگر DLSS قابلیت افزایش نرخ فریم دارد، پس چه نیازی به فناوری Frame Generation است؟ و سوال دوم این است که چه تفاوتی بین این فناوریها است وقتی هر دو فناوری یعنی DLSS و Frame Generation قابلیت افزایش نرخ فریم را دارند؟ در این دسته از مقالات تخصصی بنچیمو به این سوالات پاسخ میدهیم.
فناوری DLSS چیست و چگونه باعث افزایش FPS میشود؟
فناوری Frame Generation چیست؟
فناوری Frame Generation برای کارت گرافیک قابلیتی است که با استفاده از هوش مصنوعی، فریمهای جدیدی را بین فریمهایی که خود بازی رندر کرده است ایجاد میکند.
یعنی برخلاف DLSS Super Resolution که بیشتر روی بازسازی یک فریم با رزولوشن بالاتر تمرکز دارد، Frame Generation یک قدم جلوتر میرود و فریمی را ایجاد میکند که بهصورت مستقیم توسط موتور بازی رندر نشده است.
برای مثال فرض کنید بازی در حالت عادی این فریمها را تولید میکند:
فریم 1 > فریم 2 > فریم 3 > فریم 4
با فعال بودن Frame Generation، سیستم میتواند بین این فریمها، فریمهای جدیدی ایجاد کند:
فریم 1 > فریم ساختهشده > فریم 2 > فریم ساختهشده > فریم 3 > فریم ساختهشده > فریم 4
در نتیجه تعداد فریمهایی که روی نمایشگر دیده میشوند افزایش پیدا میکند.
Frame Generation چگونه کار میکند؟
برای ساخت یک فریم جدید، سیستم باید بفهمد در فاصله بین دو فریم واقعی چه اتفاقی افتاده است.
فرض کنید در یک بازی، شخصیت شما در حال حرکت به سمت راست است.
در فریم اول، شخصیت در سمت چپ تصویر قرار دارد و در فریم دوم کمی به سمت راست حرکت کرده است.
Frame Generation با بررسی اطلاعاتی مانند فریمهای قبلی و فعلی، Motion Vectorهای موتور بازی، اطلاعات عمق تصویر و دادههای Optical Flow تلاش میکند مسیر حرکت اشیا و اجزای تصویر را تشخیص دهد.
سپس با استفاده از این اطلاعات، فریمی را تولید میکند که از نظر زمانی باید بین دو فریم واقعی قرار بگیرد. NVIDIA در DLSS 3 برای Frame Generation از دادههای حرکتی موتور بازی و Optical Flow استفاده کرد و مدل هوش مصنوعی این اطلاعات را برای ساخت فریم جدید پردازش میکند.
به زبان ساده:
فریم واقعی اول + اطلاعات حرکت + فریم واقعی دوم > هوش مصنوعی > فریم جدید
یک مثال ساده از افزایش FPS با Frame Generation
فرض کنید یک بازی بدون Frame Generation با نرخ 60 FPS اجرا میشود.
یعنی کارت گرافیک در هر ثانیه حدود 60 فریم واقعی تولید میکند.
اگر Frame Generation بتواند یک فریم جدید بین هر دو فریم واقعی ایجاد کند، تعداد فریمهای نمایشدادهشده میتواند تقریباً دو برابر شود.
به شکل ساده:
60 فریم واقعی > حدود 60 فریم تولیدشده > حدود 120 FPS خروجی
البته این مثال برای درک مفهوم است و در عمل عدد FPS نهایی به عوامل مختلفی مانند بازی، سختافزار، تنظیمات گرافیکی و زمان پردازش Frame Generation بستگی دارد.
نکته مهم این است که 120 FPS در این مثال به این معنی نیست که GPU واقعاً 120 فریم کامل بازی را از ابتدا رندر کرده است.
در واقع بخشی از این فریمها توسط موتور بازی رندر شدهاند و بخشی دیگر توسط هوش مصنوعی ساخته شدهاند.
تفاوت Frame Generation با DLSS چیست؟
اینجا یکی از رایجترین اشتباهات درباره DLSS و Frame Generation مشخص میشود.
DLSS Super Resolution و Frame Generation دو کار متفاوت انجام میدهند و عملا در بیشتر بازیها میتوان آنها را جدا از هم استفاده کرد. این در حالی است که بسیاری از کاربران بر این تصور هستند که با فعال کردن Frame Generation فناوری DLSS Super Resolution هم فعال میشود.
در Super Resolution، افزایش نرخ فریم به دلیل کاهش سایز رندر بازی است، اما در Frame Generation، فریمهای جدیدی بین فریمهای واقعی بازی ایجاد میشوند (فریمهای فیک یا مصنوعی).
بنابراین اگر در مقاله قبلی گفتیم DLSS Super Resolution خودش فریم جدید تولید نمیکند، اینجا دقیقاً جایی است که باید تفاوت را ببینیم.
Super Resolution با کاهش سایز رندر باعث کاهش بار پردازشی و افزایش FPS میشود.
Frame Generation با تولید فریمهای جدید تعداد فریمهای قابل نمایش را افزایش میدهد.
Frame Generation در DLSS 3 چه تغییری ایجاد کرد؟
انویدیا Frame Generation را همراه با DLSS 3 و کارت گرافیکهای سری GeForce RTX 40 معرفی کرد.
در معماری Ada Lovelace، کارتهای RTX 40 دارای Optical Flow Accelerator بودند که برای محاسبه جریان حرکت تصویر در فرآیند Frame Generation مورد استفاده قرار گرفت. این فناوری در کنار Tensor Coreهای نسل چهارم و اطلاعاتی که موتور بازی ارائه میکرد، برای ساخت فریمهای جدید به کار گرفته شد.
در نتیجه DLSS 3 فقط یک فناوری واحد نبود و ترکیبی از DLSS Super Resolution، Frame Generation و NVIDIA Reflex را در اختیار بازی قرار میداد.
چرا Frame Generation به Input Latency مربوط میشود؟
اینجا باید بین FPS نمایشدادهشده و FPS واقعی رندر بازی تفاوت قائل شویم.
فرض کنید بازی با نرخ 60 فریم واقعی اجرا میشود و Frame Generation تعداد فریمهای نمایشدادهشده را به حدود 120 FPS میرساند.
این به معنی آن نیست که بازی واقعاً با سرعت 120 فریم توسط CPU و GPU محاسبه میشود.
فریمهای تولیدشده بیشتر برای افزایش روانی حرکت و نرخ فریم قابل مشاهده روی نمایشگر هستند.
به همین دلیل موضوع Latency اهمیت زیادی پیدا میکند.
انویدیا در DLSS 3، Frame Generation را همراه با NVIDIA Reflex قرار داد تا زمان پاسخدهی سیستم کاهش پیدا کند و تجربه بازی با وجود تولید فریمهای جدید، پاسخگوتر باقی بماند.
به همین دلیل نباید در زمان فعال بودن فریم جنریشن فقط به عدد FPS نگاه کنیم.
FPS بالاتر همیشه به معنی Input Latency پایینتر نیست.
این موضوع مخصوصاً در بازیهای رقابتی و سریع اهمیت بیشتری دارد.
آیا Frame Generation برای همه بازیها مناسب است؟
خیر.
Frame Generation بیشتر زمانی جذاب است که بازی برای کارت گرافیک سنگین باشد اما نرخ فریم پایهای که کارت تولید میکند مناسبی باشد. برای مثال اگر بازی بهصورت واقعی با 15 یا 20 FPS اجرا شود، تولید فریمهای بیشتر نمیتواند مشکل اصلی عملکرد بازی را بهطور کامل برطرف کند.
اما اگر بازی مثلاً با 60 FPS واقعی اجرا شود، اضافه شدن فریمهای تولیدشده میتواند حرکت را روی نمایشگر بسیار روانتر کند. اما اگر عملکرد خام کارت گرافیک در بازی رضایت بخش نباشد و نرخ فریم پایه کم باشد، وجود فریم جنریشن کمک چندانی به حس پایداری بهتر نمیکند.
به همین دلیل Frame Generation را بهتر است یک ضریب عملکرد و افزایشدهنده نرخ فریم نمایشدادهشده بدانیم، نه جایگزینی برای داشتن یک GPU قدرتمند.
آیا Frame Generation خودش بازی را سریعتر رندر میکند؟
نه دقیقاً.
این نکته بسیار مهم است. Frame Generation باعث نمیشود موتور بازی ناگهان محاسبات بازی را با سرعت دو برابر انجام دهد. CPU همچنان منطق بازی، فیزیک، هوش مصنوعی و سایر محاسبات موردنیاز را انجام میدهد و GPU نیز فریمهای واقعی بازی را رندر میکند.
Frame Generation در ادامه، فریمهای جدیدی را با استفاده از اطلاعات موجود تولید میکند.
بنابراین اگر یک بازی به دلیل محدودیت CPU فقط بتواند 40 فریم واقعی تولید کند، Frame Generation میتواند تعداد فریمهای قابل نمایش را افزایش دهد، اما CPU همچنان همان محدودیت پایه را دارد.
Frame Generation روی چه کارتهایی کار میکند؟
نسخه اصلی DLSS Frame Generation با سری GeForce RTX 40 معرفی شد و به سختافزار این نسل، از جمله Optical Flow Accelerator، وابسته بود. NVIDIA پشتیبانی DLSS Frame Generation را برای RTX 40 اعلام کرده است.
در نسل RTX 50، انویدیا مدل Frame Generation را نیز بهبود داده و در کنار آن فناوری جدید Multi Frame Generation را معرفی کرده است.
بنابراین باید بین این دو مفهوم تفاوت قائل شویم:
Frame Generation: تولید یک فریم جدید بین فریمهای واقعی
Multi Frame Generation: تولید چند فریم جدید بین فریمهای واقعی
فناوری Multi Frame Generation چیست؟
در Frame Generation معمولی، هدف اصلی تولید یک فریم جدید برای هر فریم رندرشده است.
اما در نسل جدیدتر، انویدیا فناوری Multi Frame Generation را معرفی کرده است که میتواند چند فریم جدید را برای هر فریم رندرشده تولید کند.
این فناوری همراه با DLSS 4 برای کارتهای گرافیک GeForce RTX 50 معرفی شد و در DLSS 4.5، حالت 6X میتواند تا پنج فریم جدید برای هر فریم رندرشده ایجاد کند.
برای درک بهتر، مقاله Multi Frame Generation را میتوانیم جداگانه بررسی کنیم؛ چون نحوه کار آن با Frame Generation معمولی یکسان نیست و به معماری و بهینهسازیهای جدیدتر نیاز دارد.
جمعبندی فناوری Frame Generation
اگر بخواهیم Frame Generation را خیلی ساده تعریف کنیم:
Frame Generation با استفاده از هوش مصنوعی و اطلاعات حرکتی، بین فریمهای واقعی بازی فریمهای جدید ایجاد میکند تا تعداد فریمهای نمایشدادهشده افزایش پیدا کند و حرکت بازی روانتر به نظر برسد.
تفاوت اصلی آن با DLSS Super Resolution نیز بسیار ساده است:
Super Resolution:
سایز رندر کمتر > کاهش بار GPU > افزایش FPS
Frame Generation:
فریمهای واقعی > تولید فریمهای جدید با هوش مصنوعی > افزایش FPS نمایشدادهشده
بنابراین این دو فناوری میتوانند در کنار یکدیگر استفاده شوند.
برای مثال یک بازی میتواند ابتدا با DLSS Super Resolution در سایز رندر پایینتر اجرا شود تا GPU فریمهای واقعی بیشتری تولید کند و سپس Frame Generation بین این فریمها، فریمهای جدید ایجاد کند.
در نسلهای جدید نیز این مسیر با Multi Frame Generation ادامه پیدا کرده است؛ فناوریای که به جای یک فریم، چند فریم جدید ایجاد میکند و موضوع آن را در مقالهای جداگانه بررسی خواهیم کرد.
