Was ist DLSS 2.0? Die wahre Magie der RTX-Karten

Raytracing wird von Nvidia als das aktuelle Megafeature beworben, für das auch das „RTX“ der aktuellen Grafikkarten steht. Das wahre Killerfeature ist in meinen Augen jedoch DLSS 2.0, ein KI-Rendering, welches die Spielperformance deutlich erhöht und dabei sogar teilweise die Grafikqualität verbessert. Was ist DLSS 2.0 genau und wie funktioniert es? Wir gehen dem kleinen Grafikwunder auf die Spur und geben einen Ausblick auf die Zukunft des KI-Renderings – auch in Hinblick auf die Konkurrenz durch AMD

Was ist DLSS 2.0?

Die Auflösung, in der ihr ein Spiel spielt, hat großen Einfluss darauf, wie flüssig es läuft. Schließlich berechnet die Grafikkarte für jedes einzelne Bild jeden einzelnen Pixel, also jeden Bildpunkt. Je höher die Auflösung, desto mehr Bildpunkte auf beiden Achsen des Bildschirms. Bei Full-HD (1920 x 1080 Pixel) sind das 2.073.600 Bildpunkte, die im Gegensatz zu einem Film in Echtzeit berechnet werden müssen. Eine 4K-Auflösung (3840 x 2160) hat bereits 8.294.400 Bildpunkte.

DLSS 2.0 nutzt eine niedrigere Auflösung für die Echtzeitberechnung und setzt zusätzlich eine Künstliche Intelligenz ein, die daraus berechnet, wie das Bild in einer höheren Auflösung aussehen müsste. Die dafür nötige Rechenleistung ist deutlich geringer, als für das normale rendern eines Bildes. Die Grafikkarte erstellt das einzelne Bild schneller und kann somit mehr Bilder pro Sekunde an den Monitor liefern. Das Spielerlebnis ist flüssiger.

Die RTX-Karten von Nvidia nutzen dafür außerdem die sogenannten Tensor-Kerne. Diese Rechenkerne sind genau auf solche KI-Features zugeschnitten und reserviert. Die DLSS-Berechnung bremst dadurch also keine andere Tätigkeit der Grafikkarte aus.

Wegen der schlechten Verfügbarkeit der Grafikkarten, empfehlen wir für eine RTX 3070 ein Komplettsystem (Provisionslink).

DLSS 2.0 nutzt die Macht des Deep Learnings

Aber was ist das Geheimnis von DLSS 2.0? Woher weiß die KI anhand schlechter Grafik, wie ein Bild mit besserer Grafik auszusehen hat? Die Magie liegt im Deep Learning. Die KI ist wie ein neuronales Netz, also vom menschlichen Gehirn inspiriert aufgebaut und wird mit einer Unmenge von Daten gefüttert. Es beginnt durch die Datenmenge Zusammenhänge zu erkennen, trifft Prognosen und verändert seine Berechnungen, wenn sich die Prognosen im Datenabgleich als falsch rausstellen.

Im Falle von DLSS 2.0 fütterte Nvidia das neuronale Netz mit Bildern von hoher und niedriger Auflösung. Die KI entdeckt mehr und mehr Zusammenhänge zwischen der niedrigen und hohen Auflösung und wird damit immer besser darin, die höhere Auflösung selbstständig abzuleiten. Das neuronale Netz vom DLSS 2.0 ist nach zehntausenden Bildern so gut trainiert, dass es aus der niedrigen Auflösung ihm unbekannter Bilder nun selbstständig eine höhere Auflösung berechnet, die vom tatsächlichen Bild kaum zu unterscheiden ist.

Eine sehr anschauliche und kompakte Erklärung zum DLSS 2.0 liefert übrigens der YouTube-Kanal lizengo in nicht einmal 3 Minuten:

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DLSS 2.0 verbessert stellenweise die Qualität!

Da die KI sogar mit Bildern in 16K-Auflösung trainiert wurde, übertrifft das Ergebnis mitunter sogar die Grafik, die wir ohne DLSS bei verschiedenen Auflösung hätten. Das trifft allerdings nur zu, wenn man DLSS 2.0 in der höchsten Qualitätsstufe nutzt und das auch nicht in allen Szenarien. Das Spiel Control zeigt beispielsweise gerade bei Details wie Schriftzügen Vorteile mit DLSS

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Bei Cyberpunk 2077 tut sich die KI-Berechnung dafür mit der Vegetation im Umland etwas schwerer als in der Stadt. Auch sonst ist das Bild mit DLSS 2.0 etwas unschärfer. Wir empfehlen in diesem Fall über das Nvidia Control Center etwas nachzuschärfen, um der DLSS-Unschärfe entgegen zu steuern.

DLSS 1.0 hatte noch starke Mängel

DLSS ist ein gutes Beispiel dafür, wie sich eine Künstliche Intelligenz mittels Deep Learning weiter entwickelt. Denn so gut wie DLSS 2.0 lief die erste Version des Features bei weitem nicht. So tat sie sich beim DLSS 1.0 noch sehr schwer, wenn es um feinere Strukturen wie einen Maschendrahtzaun ging. Solche wurden beim Hochskalieren des Bildes nämlich undeutlicher. DLSS 2.0 stellt auch die feinen Gitterstrukturen mittlerweile scharf dar.

Auch musste die KI bei DLSS 1.0 noch für jedes Spiel neu trainiert werden. Das KI-Netzwerk der Version 2.0 ist allgemeiner gehalten und lässt sich daher viel einfacher auf neue Spiele anwenden.

Diese Spiele unterstützen bereits DLSS 2.0

Die Liste von Spielen, die DLSS 2.0 unterstützen ist aktuell noch überschaubar. Es handelt sich dabei vor allem um Spiele, die auch bereits Raytracing-Effekte nutzen. Dazu gehören aktuelle Kracher wie Cyberpunk 2077, Control, Watch Dog’s: Legion, Call of Duty: Black Ops Cold War, Shadow of the Tomb Raider oder Death Stranding. Gerade bei fordernden Raytracing—Effekten sorgt DLSS 2.0 dafür, dass die Bildraten dadurch nicht völlig einbrechen. Doch auch bei Fortnite nutzt man mittlerweile DLSS 2.0 – schließlich kann beim Kampf ums Überleben jedes Frame mehr euer Leben retten.

Zukunft: Offizielles Plugin für die Unreal Engine 4 weckt Hoffnung

Bald könnte die Zahl der DLSS-unterstützenden Spiele rasant steigen. Nvidia stellte im Februar 2021 erst ein offizielles Plugin für die Unreal Engine 4 zur Verfügung. Durch das Plugin gestaltet sich die Implementation für Spiele dieser Engine nochmal um einiges einfacher. Auf die Unreal Engine setzen nicht nur Indie-Entwickler, sondern auch viele große Studios. So nutzen beispielsweise Final Fantasy 7 Remake, Gears 5, Kingdom Hearts 3, Star Wars Jedi: Fallen Order, The Outer Worlds und Valorant die beliebte Engine.

Dass hinter der Unreal Engine zudem Epic Games steht, mit dessen Hit Fortnite sowohl Raytracing, als auch DLSS 2.0 beworben wird, dürfte auch ein gutes Zeichen für die künftige Nutzung der Technologie sein.

Aber: Konsolen verwenden Grafikkarten von AMD

Raytracing und KI-Upscaling sind außerdem auch ein wichtiges Thema der neuen Konsolen-Generation. Die Konsolen sind zeitgleich aber auch ein möglicher Stolperstein. DLSS 2.0 funktioniert aktuell nämlich nur auf den RTX-Karten von Nvidia. Diese verfügen über die sogenannten Tensor-Kerne, Recheneinheiten, die genau für diesen Zweck ausgelegt sind.

Sowohl Xbox Series X, als auch PlayStation 5 nutzen jedoch Grafikkarten von AMD. Da Konsolen wegen ihrer gemeinsamen Hardware-Basis unter allen Besitzern und dem hohen Marktanteil die Basis für Spieleentwicklung darstellen, könnte es sich für Nvidia rächen, nicht Teil der neuen Konsolengeneration zu sein. Allerdings tüftelt AMD in Zusammenarbeit mit Microsoft an einem eigenen KI-Upscaling und auch Sony arbeitet an einer ähnlichen Technologie.

Ein gemeinsamer Standard wäre für die Entwickler sicherlich deutlich einfacher, die bald zwei oder drei Schnittstellen bedienen zu müssen. Für uns als Kunden gibt es aber zumindest einen Vorteil durch die Konkurrenz. DLSS 2.0 steht nicht nur in Konkurrenz mit dem KI-Upscaling von AMD, sondern allgemein mit deren neuer Grafikkarten-Generation. AMD ist nach dem Erfolg ihrer Ryzen-Prozessoren nun auch bei den Grafikkarten endlich wieder konkurrenzfähig. Es gibt endlich wieder einen Wettkampf unter den Herstellern und Features wie das KI-Upscaling sind darum noch wichtiger für beide Hersteller, um nicht ins Hintertreffen zu gelangen.


Image by wimage72 via Adobe Stock

Stefan Reismann

Das Internet ist sein Zuhause, die Gaming-Welt sein Wohnzimmer. Der Multifunktions-Nerd machte eine Ausbildung zum Programmierer, entdeckte dann aber vor allem die inhaltliche Seite für sich. Nun schreibt er für die Netzpiloten und betreibt nebenher einen Let's Play-Kanal, auf dem reichlich gedaddelt wird.


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