Le rendu ray tracing est l'un des grands axes qui a guidé le développement de l'architecture Turing. Un peu comme le rendu VR a orienté une partie du développement des cartes Pascal ? Pas tout à fait. En effet, si NVIDIA avait effectivement implémenté plusieurs technologies de rendu spécifiques aux applications VR sur la génération Pascal, ces dernières n'en reposaient pas moins sur des unités de calculs classiques, les fameux CUDA Core. Et si la VR venait à ne pas se développer comme prévu (ce qui fut d'ailleurs le cas), eh bien, le potentiel de calcul brute de l'architecture demeurait quasi inchangé. Pour le rendu ray tracing, NVIDIA a du intégrer un certain nombre de nouvelles unités dédiées, avec lesquelles aucune synergie n'est possible. Les RT Core ne font que du ray tracing, et s'ils ne sont pas exploités, c'est une perte sèche d'un point de vue architecturale. Aussi l'arrivée d'une première application concrète du rendu ray tracing était attendue de pied ferme, et elle est arrivée de DICE en ce mois de novembre, avec la sortie de Battlefield V.

Mais avant d'entrer dans les détails de performances, signalons quelques points pratiques. Il faut en effet respecter certains prérequis afin de profiter d'effets ray tracing sur le dernier né de la série Battlefield. D'abord, il est nécessaire d'installer la dernière mise à jour majeure de Windows 10 ("October Update", version 1809). Celle-ci embarque en effet le support de l'API DXR que Microsoft a annoncée en mars dernier. Second point : DXR étant une branche de DirectX 12, il faut activer cette API dans le menu de configuration de BF V, pour qu'après redémarrage du jeu, l'accès aux effets ray tracing soit rendu possible.

Cette fois, vous y êtes... Battlefield V en version ray tracing est devant vous... Et qu'est ce que ça change ? Eh bien comme nous l'exposions un peu plus tôt dans ce dossier, afficher une scène 3D complète selon un process de ray tracing, le tout en temps réel, n'est toujours pas à la portée de nos machines grand public. En revanche, on peut intégrer du ray tracing par petites touches, et c'est bien tout le propos de l'approche de rendu hybride dévelopé par NVIDIA. Dans Battlefield V, le ray tracing va donc se substituer à une technique de rendu en particulier, le SSR pour Space Screen Reflection. Ce traitement qui intervient une fois l'image calculée (et qui est donc pratique car peu couteux en ressources GPU) va se charger de simuler des effets de reflets sur la surface des objets, en fonction des sources lumineuses disponibles, du point de vue de la caméra, et de la capacité des dits objets à refléter ou non la lumière.

Cependant, par nature, le rendu du SSR n'est pas parfaitement rigoureux : par exemple, dans la mesure où son champ informatif se limite au cadre d'une image, les reflets qui dépendraient d'éléments extérieurs ne sont pas reproduits. Pire : ce manque d'informations peut entrainer l'apparition d'artefacts ou d'incohérences visuelles. Par ailleurs, l'efficacité du SSR reste très variable d'une scène à une autre et peut demander beaucoup de travail d'ajustement de la part des développeurs.

Le ray tracing, par rapport à ce que nous venons de dépeindre, propose des effets autrement plus rigoureux, et cette rigueur apparait assez nettement dans les différentes captures d'écran comparatives que nous avons exposées ça et là. Ainsi, dans Battlefield V, le ray tracing se manifestera sur le lac gelé des missions norvégiennes, sur les flaques d'eaux boueuses du Sénégal, et plus généralement, sur chaque vitre ou fenêtre du jeu.

Maintenant, quel est le coût de ces raffinements graphiques ? Objectivement, il est massif ! Prenons ainsi quelques cas concrets : avec BF V paramétré sur des réglages "Ultra" et en 2560x1440, une RTX 2070 affichait un frame rate moyen de 86 FPS sans DXR, frame rate qui tombait à 49 FPS une fois les effets DXR actifs, soit une chute des performances de 42%. Sur des réglages "Normaux", la baisse n'a pas été moins lourde : 43% de FPS en moins. Si l'on définit la fameuse ligne des 60 FPS comme marqueur d'une expérience de jeu convenable, il faut descendre sur une définition 1080P avec une RTX 2070 pour avoir droit aux maximum d'effets graphiques sur BF V (DXR activé, réglages Ultra).

Cet impact sur les performances, nous le retrouvons lorsque l'on passe sur une RTX 2080 : l'activation des effets de ray tracing plombe le frame rate de BF V de 40% si l'on est en 1440P / Réglages "Normaux", et de 43% si l'on passe tous les curseurs sur "Ultra". En 2160P, la facture est même encore plus salée : on mesure des baisses de performances entre 47 à 48%. Et enfin, les mêmes ordres de grandeur s'applique pour la RTX 2080 Ti. Pour cette dernière, impossible d'atteindre les 60 FPS de moyenne en 4K Ultra avec DXR. Il faut passer sur une définition inférieure, en 1440P, ou aller chercher de gros compromis dans le panneau de configuration graphique, pour revenir à des valeurs de framerate convenables.

Au-delà de l'impact des effets ray tracing sur les performances, qui paraissait évident, nous nous demandions également si ces derniers auraient d'autres conséquences... Par exemple, il aurait été logique que l'exploitation des RT Cores, jusqu'à présent en sommeil, trouve un écho au niveau de la consommation énergétique, ou fasse varier le rythme de travail des autres composants, mémoire et processeur. Sur ces points, nos hypothèses n'ont pas toujours trouvées de vérification. Une certitude en tout cas : l'intégration d'effets ray tracing coute cher en ressources mémoire, que l'on parle de mémoire vidéo ou de mémoire RAM. Là encore, égrénons quelques exemples : lorsque Battlefield V tourne en 4K et avec des réglages graphiques "Ultra", l'activation du rendu DXR fait passer la consommation de RAM de 10,5 à 12 Go, tandis que la mémoire vidéo passe de 7 à 8,5 Go (notez que ces chiffres sont à prendre comme des ordres de grandeurs plus que comme des valeurs précises, la consommation mémoire étant soumise à des variations au sein d'une même session de jeu). Si l'on se contente du preset visuel "Normal", les chiffres diffèrent évidemment, mais la tendance demeure : l'utilisation d'effets ray tracing fait monter la consommation RAM de 1 Go (10,3 à 11,3) et la consommation VRAM de 2 Go (5 à 7 Go).

Toutes ces mesures expliquent pourquoi DICE a communiqué des spécifications mémoire minimales et recommandées différentes, selon qu'on active ou pas DXR sous Battlefield V. Par contre, la hausse des prérequis du côté du CPU est selon nous plus sujette à discussion. En effet, nous n'avons pas observé de hausse sur l'activité du CPU qui soit en lien avec l'activation des effets DXR, lors de nos différentes expérimentations. Au contraire, la charge CPU avait même tendance à diminuer avec l'arrivée du ray tracing. Qui a raison ? Qui a tort ? En fait, c'est difficile à dire : selon nous, il se pourrait très bien que le ray tracing applique naturellement une surcharge de calcul au niveau du CPU. Simplement, dans le même temps, l'application de ces nouveaux effets pèse tellement sur le GPU, que cette surcharge est largement compensée par la chute du frame rate. Dans le même esprit, et contrairement à ce que nous escomptions, nous n'avons pas constaté de variations sensibles de la consommation énergétique du GPU, avec l'activation des effets DXR. Supposition toujours : si l'on considère les RT Core et les unités de calcul traditionnelles comme deux ressources distinctes mais interconnectées, on peut très bien imaginer que les premières puissent peser négativement sur les performances des secondes, comme un CPU peut peser négativement sur un GPU dans un cadre plus large.

Quoi qu'il en soit, maintenant que l'on en sait plus sur les coûts du rendu ray tracing en matière de fluidité et de ressources matérielles, une question centrale demeure, question qui va être à la base du succès ou non du ray tracing, et par extension, du succès ou non des cartes RTX : les raffinements visuels proposés valent-ils les sacrifices consentis ? Comme souvent, ce sera une question de point de vue : le technicien que nous essayons d'être vous avouera que la touche de réalisme apportée par le ray tracing reste bluffante. Et pour le coup, les captures d'écran pour vous le démontrer ne manquent pas sur la toile. Il suffit sinon de s'arrêter sur une vitre, une surface métallique ou de flaner sur un lac gelé dans BF V pour s'en convaincre. A contrario, celui qui s'attachera plus à la fluidité de son expérience, au contenu qu'au contenant, trouvera que faire tomber les performances de moitié pour quelques reflets, c'est cher payé. D'autant que pour ce public, les techniques traditionnelles (type SSR) peuvent largement suffire à donner le change. Le titre d'Ubisoft The Division en est un bel exemple : l'application des reflets a beau ne pas être toujours rigoureuse, elle contribue à donner un cachet visuel indéniable à la ville de New York.

Retenez également que Battlefield V est le seul exemple pour le moment de ce que le ray tracing a à offrir. Il n'est peut-être pas le meilleur. Il conviendra de voir de quelle manière cette technologie peut être mise en valeur sur des titres plus contemplatif que compétitif.