Похоже, что эпоха жалоб на нехватку видеопамяти подходит к концу. Оказывается, NVIDIA, в своей привычной манере "сначала сделаем, потом расскажем", несколько лет тихо работала над новой технологией сжатия текстур. Она способна радикально изменить подход к использованию видеопамяти в современных играх и 3D-приложениях, сократив ее потребление в десятки раз. И хотя пока технология находится в бете, первые результаты тестирования в реальных условиях уже демонстрируют ее огромный потенциал.

Что такое Neural Texture Compression от NVIDIA

В основе технологии, получившей название Neural Texture Compression (NTC), лежит специализированная нейросеть. Она умеет на лету сжимать и распаковывать текстуры, но делает это не так, как традиционные алгоритмы. Вместо простого "утрамбовывания" данных нейросеть анализирует контекст и воссоздает текстуры только там, где они нужны прямо сейчас. Это чем-то напоминает работу человеческого мозга, который может “дорисовать” картинку, даже если видит только ее часть.

Для практического применения этой технологии инженеры NVIDIA разработали три режима работы:

1. Reference Material. Это обычный режим без использования NTC, когда текстуры воспроизводятся как есть. Здесь всё работает по старинке: максимальное качество, но и максимальный расход памяти.

2. NTC Transcoded to BCn. Тут нейросеть анализирует текстуры и сжимает их, используя специальные блочные форматы сжатия (BCn). В результате те же самые текстуры занимают значительно меньше места в видеопамяти, хотя и не так мало, как в самом продвинутом режиме.

3. Inference on Sample. В этом режиме нейросеть работает как умный художник, который держит в памяти только основу картины, а детали прорисовывает на лету, когда они попадают в поле зрения. В результате нагрузка на видеопамять падает до минимума, ведь хранить нужно только те текстуры, которые видны на экране прямо сейчас.

Как снизить потребление видеопамяти на картах NVIDIA

Звучит красиво. А что на практике? Для демонстрации возможностей новой технологии NVIDIA подготовила специальную тестовую сцену – детализированный шлем с множеством сложных текстур, бликов и материалов. Современные игры и приложения часто используют подобные 3D-модели, которые из-за обилия мелких деталей, требующих тщательной прорисовки, серьезно нагружают видеопамять. А все тесты проводились на RTX 4090 в разрешении 4K с включенным DLSS. 

Первый кадр воспроизведен совсем без сжатия – это наша точка отсчета. В базовом режиме текстуры занимают 272 МБ видеопамяти, что совсем не мало для одной модели. При этом производительность ожидаемо высокая: средний показатель в 1116 кадров в секунду с редкими просадками до 610 FPS. Такие цифры могут показаться избыточными, но они хорошо демонстрируют, насколько мощной может быть современная видеокарта, когда её не ограничивает объём видеопамяти.

Второй кадр демонстрирует первый режим сжатия, который называется NTC Transcoded to BCn. Тут потребление видеопамяти моментально падает до 98 МБ – экономия 64%. Выглядит впечатляюще, особенно если учесть, что это только начало.

При этом производительность не только не страдает, а даже немного растет: средний FPS поднимается до 1145 кадров, а в самых тяжёлых сценах держится на уровне 586 FPS. Самое удивительное, что на качестве картинки это никак не отражается – невооруженным глазом разницу заметить просто невозможно.

Но настоящую революцию демонстрирует режим Inference on Sample. С ним мы видим всю мощь нейросетей: потребление памяти падает до невероятных 11.37 МБ. Задумайтесь на секунду – это 95.8% экономии по сравнению с исходным размером!

Сжатие текстур NVIDIA и падение FPS

Конечно, столь агрессивная оптимизация не может пройти совсем без последствий. Мы видим, что средний FPS опускается до 968 кадров, а в сложных сценах – до 502. Однако эти потери выглядят совершенно несущественными, учитывая масштаб экономии памяти и тот факт, что даже минимальные показатели всё равно остаются на уровне, недостижимом для большинства современных мониторов.

При этом время, которое нейросеть тратит на сжатие, составляет от 0.08 миллисекунд в стандартном режиме до 0.18 мс при использовании максимального сжатия. Это примерно в 2000 раз меньше, чем требуется для мигания человеческого глаза. То есть мы видим, что ИИ выполняет поистине титаническую работу.

Технология использует специальные нейросетевые модели, оптимизированные для работы непосредственно на тензорных ядрах видеокарты. Это позволяет достигать феноменальной скорости обработки данных без существенной нагрузки на основные вычислительные блоки GPU. В результате мы получаем практически мгновенную декомпрессию текстур "на лету" и великолепную производительность при минимальном использовании видеопамяти.

Сжатие текстур и RTX 4090

Neural Texture Compression показывает, как современные технологии могут решать, казалось бы, неразрешимые проблемы. Сжатие текстур в 25 раз при сохранении качества картинки и производительности – это именно то, чего давно ждала игровая индустрия. Круче только то, что технология работает на уже существующем оборудовании и не требует специальных доработок.

Несмотря на то что NVIDIA уже выпустила RTX 5000, она продолжает развивать технологии, которые расширяют возможности и более возрастных видеокарт. Такой подход определенно заслуживает уважения и доказывает, что даже в 2025 году можно и нужно собирать ПК на карточках 4000-й серии, не переживая об их жизненном цикле.

Да, пока что ни одна известная нам игра не поддерживает NTC, поскольку разработка находится в стадии бета-тестирования. Однако нет сомнений, что в обозримом будущем NVIDIA доработает свою новую технологию и выпустит ее в свободное плавание. Разработчики почти наверняка подхватят идею сжатия текстур и начнут ее массовое применение. Осталось просто немного подождать.