8GB顯卡再戰(zhàn)十年不是吹牛！NVIDIA RTX神經(jīng)紋理壓縮技術(shù)實(shí)測(cè)：顯存占用爆降85%

快科技4月12日消息，隨著3A大作對(duì)畫(huà)面精度的要求持續(xù)升級(jí)，高精度材質(zhì)紋理包的體積水漲船高。曾經(jīng)的主流8GB顯存顯卡，如今動(dòng)輒遭遇爆顯存、畫(huà)面卡頓、強(qiáng)制降畫(huà)質(zhì)的窘境，也被不少玩家調(diào)侃為"殘廢卡"。

而NVIDIA全新的RTX神經(jīng)紋理壓縮技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)NTC），或許能徹底改變這一現(xiàn)狀。

近日，Tom'sHardware對(duì)這項(xiàng)技術(shù)完成了多顯卡、全平臺(tái)的專(zhuān)項(xiàng)實(shí)測(cè)。NTC是隨RTX50系列顯卡一同發(fā)布的AI驅(qū)動(dòng)技術(shù)，依托顯卡Tensor核心（NVIDIA顯卡內(nèi)置的AI加速運(yùn)算核心）完成紋理的壓縮與解壓，最高可將顯存需求降低超80%，實(shí)測(cè)最高降幅達(dá)85%，同時(shí)畫(huà)面畫(huà)質(zhì)還優(yōu)于游戲行業(yè)沿用多年的傳統(tǒng)壓縮方案。這一結(jié)果，也讓玩家對(duì)"8GB顯卡再戰(zhàn)十年"有了切實(shí)的期待。

從技術(shù)原理來(lái)看，NTC是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的紋理壓縮與解壓方案，也是NVIDIA神經(jīng)著色渲染新范式的核心技術(shù)之一。它跳出了傳統(tǒng)BCn塊壓縮格式（游戲行業(yè)通用的傳統(tǒng)區(qū)塊紋理壓縮標(biāo)準(zhǔn)）4×4像素的固定限制，在壓縮階段就將原始紋理轉(zhuǎn)化為小型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重與潛在特征組合。

需要明確的是，NTC是確定性解碼技術(shù)，并非生成式AI，不存在AI幻覺(jué)的風(fēng)險(xiǎn)。

為適配不同層級(jí)的硬件，NTC在DirectX 12接口下提供三種運(yùn)行模式，另一主流接口Vulkan因無(wú)對(duì)應(yīng)配套功能，僅支持其中兩種（不支持Inference on Feedback）。

第一種是加載時(shí)推理模式（Inference on Load）。它會(huì)在游戲或地圖加載階段，全程在GPU內(nèi)完成NTC紋理的解壓，并同步轉(zhuǎn)碼為傳統(tǒng)BCn格式。這種模式和原生BCn紋理的渲染性能完全一致，沒(méi)有任何渲染階段的性能開(kāi)銷(xiāo)，還能大幅縮小游戲的磁盤(pán)占用體積、降低PCIe總線傳輸壓力，唯一的不足是無(wú)法降低運(yùn)行時(shí)的顯存占用。

第二種是采樣時(shí)推理模式（Inference on Sample），這也是大眾認(rèn)知中神經(jīng)紋理壓縮的核心形態(tài)，更是顯存壓縮能力最強(qiáng)的模式。它會(huì)在紋理采樣時(shí)，通過(guò)預(yù)訓(xùn)練的多層感知機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)MLP，一種輕量化小型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），實(shí)時(shí)解碼當(dāng)前所需的像素?cái)?shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)最高85%的顯存占用降幅。

第三種是反饋時(shí)推理模式（Inference on Feedback），僅支持DirectX12接口。它會(huì)通過(guò)采樣器反饋（DirectX12專(zhuān)屬圖形功能，可精準(zhǔn)識(shí)別渲染當(dāng)前畫(huà)面所需的紋理區(qū)塊），僅解壓渲染當(dāng)前畫(huà)面需要的紋理部分，是前兩種模式的折中方案，顯存降幅不如采樣時(shí)推理模式，但性能開(kāi)銷(xiāo)更低，整體表現(xiàn)介于兩者之間。

Tom's Hardware用行業(yè)通用的Intel Sponza標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景完成了量化測(cè)試，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)完全貼合官方標(biāo)稱(chēng)的壓縮能力，原始無(wú)損參考材質(zhì)的紋理顯存占用為6830MB。加載時(shí)推理模式（Inference on Load）將紋理轉(zhuǎn)碼為BCn格式后，顯存占用為2041MB。

而采樣時(shí)推理模式（Inference on Sample）下，紋理顯存占用僅為303MB。實(shí)現(xiàn)了85%以上的紋理顯存占用。對(duì)比原始無(wú)損參考材質(zhì)，顯存降幅更是超過(guò)95%。

同時(shí)實(shí)測(cè)顯示，該模式下的畫(huà)面效果，比轉(zhuǎn)碼后的BCn紋理更接近原始參考材質(zhì)，幾乎能做到完美復(fù)刻。而在NVIDIA官方的托斯卡納別墅場(chǎng)景測(cè)試中，同畫(huà)質(zhì)下的紋理顯存占用，可從傳統(tǒng)BCn格式的6.5GB直接降至NTC格式的970MB。

測(cè)試團(tuán)隊(duì)覆蓋了從旗艦到入門(mén)級(jí)的多款NVIDIA顯卡，以及筆記本移動(dòng)平臺(tái)，核心測(cè)試指標(biāo)為幀時(shí)間（渲染單幀畫(huà)面所需的時(shí)間，數(shù)值越低畫(huà)面流暢度越高）。

RTX 5090在4K分辨率下，采樣時(shí)推理模式搭配TAA（時(shí)間抗鋸齒，主流的畫(huà)面平滑技術(shù)，用于消除畫(huà)面鋸齒、提升畫(huà)面純凈度），幀時(shí)間僅比零開(kāi)銷(xiāo)的加載時(shí)推理模式增加0.09ms，性能損耗幾乎可以忽略。

主流RTX 5070在適配的1440P分辨率下，該模式的幀時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)在0.50-0.70ms之間。入門(mén)級(jí)RTX 5060在適配的1080P分辨率下，幀時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)穩(wěn)定在0.60-0.70ms。即便是筆記本端的RTX 4060移動(dòng)顯卡（8GB顯存），1080P下的幀時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)也僅0.70-0.85ms。

測(cè)試團(tuán)隊(duì)同時(shí)明確，測(cè)試場(chǎng)景僅包含基礎(chǔ)前向渲染與抗鋸齒流程，實(shí)際3A游戲有大量不受NTC影響的渲染通道，因此這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際游戲中的相對(duì)性能損耗，會(huì)比測(cè)試數(shù)據(jù)更低。

對(duì)于8GB顯存顯卡來(lái)說(shuō)，只要游戲基礎(chǔ)幀率充足，用小幅性能開(kāi)銷(xiāo)換取不降級(jí)的紋理畫(huà)質(zhì)，是實(shí)打?qū)嵉膬羰找妗?/p>

這項(xiàng)技術(shù)也有明確的使用門(mén)檻。采樣時(shí)推理模式必須開(kāi)啟隨機(jī)紋理過(guò)濾（簡(jiǎn)稱(chēng)STF，用于優(yōu)化紋理畫(huà)質(zhì)、減少畫(huà)面瑕疵），關(guān)閉抗鋸齒時(shí)會(huì)產(chǎn)生畫(huà)面噪點(diǎn)。DLSS能完全消除這類(lèi)噪點(diǎn)，TAA僅能完成大部分清理，無(wú)法徹底消除，因此該模式優(yōu)先推薦搭配DLSS使用。

NTC技術(shù)開(kāi)發(fā)者、NVIDIA資深工程師Alexey Panteleev表示，采樣時(shí)推理模式更適合高性能顯卡，加載時(shí)推理模式可覆蓋全平臺(tái)硬件。游戲廠商可按單紋理選擇是否啟用NTC，也能給玩家開(kāi)放模式選擇，讓用戶(hù)根據(jù)自身硬件情況決定。

值得一提的是，NTC并非NVIDIA專(zhuān)屬技術(shù)，它可兼容AMD、Intel顯卡的AI加速單元，行業(yè)爆料稱(chēng)索尼PS6主機(jī)也有望采用同類(lèi)技術(shù)。

目前尚無(wú)游戲正式支持該技術(shù)，但全行業(yè)布局已落地，規(guī)模化商用近在眼前。它不僅能讓小顯存老顯卡重獲新生，也為實(shí)時(shí)圖形渲染開(kāi)辟了全新的技術(shù)方向。