Wat doet AI in een videokaart? DLSS, FSR en XeSS uitgelegd

AI wordt steeds vaker gebruikt in moderne videokaarten. Dankzij AI kunnen videokaarten bijvoorbeeld games op een lagere resolutie renderen en vervolgens opschalen naar een hogere resolutie. Ook kunnen ze extra beelden genereren om games vloeiender weer te geven.

Bekende voorbeelden zijn NVIDIA DLSS, AMD FSR en Intel XeSS. Deze technologieën gebruiken verschillende technieken om de prestaties en beeldkwaliteit van games te verbeteren.

Maar hoe werkt AI in een videokaart precies? Wat is het verschil tussen DLSS, FSR en XeSS? En heb je speciale AI-hardware nodig? In dit artikel leggen we uit wat AI doet in videokaarten en welke voordelen het biedt voor gaming en creatieve toepassingen.

Hoe werkt AI in een videokaart?

Een videokaart, ook wel GPU genoemd, verwerkt de grafische berekeningen die nodig zijn om beelden op je monitor te tonen. Moderne videokaarten kunnen daarnaast berekeningen uitvoeren voor kunstmatige intelligentie.

Hiervoor beschikken sommige GPU's over speciale rekenonderdelen die zijn geoptimaliseerd voor AI-berekeningen. NVIDIA gebruikt bijvoorbeeld Tensor Cores, terwijl Intel gebruikmaakt van XMX-engines en AMD eveneens hardware biedt voor het versnellen van AI-berekeningen.

Deze onderdelen kunnen grote hoeveelheden berekeningen tegelijkertijd uitvoeren. Dat is belangrijk voor AI-modellen die bijvoorbeeld beeldinformatie analyseren en reconstrueren.

Wat is AI-upscaling?

AI-upscaling is een techniek waarmee een videokaart een game op een lagere resolutie kan renderen en het beeld vervolgens reconstrueert naar een hogere uitvoerresolutie.Normaal gesproken moet een videokaart bij een hogere resolutie meer pixels berekenen. Bij 4K zijn dat bijvoorbeeld aanzienlijk meer pixels dan bij 1080p.

Door een game eerst op een lagere resolutie te renderen, hoeft de GPU minder grafisch werk uit te voeren. Vervolgens wordt met behulp van AI en informatie uit eerdere frames geprobeerd een scherp beeld op de gewenste resolutie te maken. Hierdoor kun je in ondersteunde games hogere FPS behalen, terwijl de beeldkwaliteit zo goed mogelijk behouden blijft. De uiteindelijke beeldkwaliteit hangt wel af van de gebruikte techniek, de instellingen en de game. Upscaling levert niet in iedere situatie dezelfde resultaten op.

Wat is Frame Generation?

Frame Generation is een techniek waarbij extra beelden worden gemaakt tussen de frames die een game normaal gesproken rendert.
Bijvoorbeeld: wanneer een game 60 frames per seconde rendert, kan Frame Generation aanvullende beelden creëren om de weergegeven framerate te verhogen.

Hierdoor kunnen bewegingen op het scherm vloeiender lijken, vooral op monitoren met een hoge refreshrate. Het is wel belangrijk om te weten dat gegenereerde frames niet hetzelfde zijn als volledig door de game gerenderde frames. Frame Generation verhoogt de weergegeven framerate, maar verbetert niet automatisch de reactiesnelheid van je game. Het genereren en weergeven van extra frames kan bovendien invloed hebben op de latency. Daarom combineren fabrikanten Frame Generation vaak met technologieën die de inputvertraging proberen te beperken.

Wat is Ray Reconstruction?

Ray Reconstruction is een AI-techniek die wordt gebruikt om de beeldkwaliteit van ray tracing te verbeteren. Ray tracing simuleert hoe licht zich gedraagt in een virtuele omgeving, waardoor bijvoorbeeld reflecties, schaduwen en verlichting realistischer worden weergegeven. Omdat het berekenen van al deze lichtstralen veel rekenkracht kost, bevatten ray-tracingbeelden vaak ruis. Normaal gesproken gebruiken games hiervoor technieken die we denoising noemen. Deze proberen de ruis te verwijderen, maar kunnen ook details verloren laten gaan.

Ray Reconstruction gebruikt AI om deze traditionele denoisingtechnieken te vervangen. Door informatie uit verschillende frames te analyseren, kan AI een scherper en stabieler beeld reconstrueren. Hierdoor kunnen bijvoorbeeld reflecties gedetailleerder worden weergegeven en kunnen storende beeldartefacten worden verminderd.

NVIDIA gebruikt deze techniek binnen DLSS. AMD heeft met Ray Regeneration een vergelijkbare AI-technologie ontwikkeld. Ray Reconstruction is dus niet hetzelfde als upscaling of Frame Generation. Waar upscaling zich richt op het reconstrueren van een hogere resolutie en Frame Generation extra beelden creëert, richt Ray Reconstruction zich vooral op het verbeteren van de beeldkwaliteit bij ray tracing.

Wat is het verschil tussen DLSS, FSR en XeSS?

Moderne wifi-netwerken kunnen verschillende frequentiebanden gebruiken. De belangrijkste zijn 2,4 GHz, 5 GHz en 6 GHz. Iedere frequentieband heeft andere eigenschappen op het gebied van bereik, beschikbare capaciteit en snelheid. De daadwerkelijke prestaties hangen altijd af van de router, het apparaat, de wifi-standaard en de omgeving.

NVIDIA DLSS

NVIDIA DLSS staat voor Deep Learning Super Sampling en is een verzameling renderingtechnologieën voor GeForce RTX-videokaarten.

DLSS gebruikt AI-modellen en Tensor Cores om onder andere beelden op te schalen en aanvullende frames te genereren.

Met DLSS 4 introduceerde NVIDIA onder andere transformer-gebaseerde Super Resolution en Multi Frame Generation voor de RTX 50-serie. Met DLSS 4.5 werden de AI-modellen voor Super Resolution verder verbeterd en kwamen Dynamic Multi Frame Generation en een 6X-modus beschikbaar.

DLSS bestaat uit verschillende functies: Super Resolution, Frame Generation, Multi Frame Generation, Ray Reconstruction en DLAA Niet iedere GeForce RTX-videokaart ondersteunt alle DLSS-functies. Welke mogelijkheden beschikbaar zijn, hangt af van de GPU-generatie, game en softwareversie.

AMD FSR

AMD FSR staat voor FidelityFX Super Resolution en is AMD's verzameling technologieën voor het verbeteren van prestaties en beeldkwaliteit.

De eerdere FSR-versies maakten voornamelijk gebruik van traditionele upscaling- en reconstructietechnieken, zonder dat gespecialiseerde AI-hardware noodzakelijk was.

Met FSR 4 introduceerde AMD AI-gebaseerde upscaling. Deze technologie is inmiddels verder ontwikkeld binnen de FSR Redstone-familie, met functies voor AI-upscaling, Frame Generation en verbeterde beeldreconstructie.

Belangrijke functies zijn: FSR Upscaling, Frame Generation, Ray Regeneration, Radiance Caching.

Welke functies beschikbaar zijn, verschilt per Radeon-generatie en game. Oudere FSR-technologieën ondersteunen een bredere selectie videokaarten, terwijl nieuwere AI-functies specifieke hardwarevereisten hebben.

Intel XeSS

Intel heeft met XeSS (Xe Super Sampling) een eigen verzameling technologieën voor het verbeteren van gamingprestaties ontwikkeld.

XeSS maakt gebruik van AI om beelden op een hogere resolutie te reconstrueren. Intel Arc-videokaarten beschikken over gespecialiseerde XMX-hardware om deze berekeningen te versnellen.

Met XeSS 2 voegde Intel Frame Generation en Xe Low Latency toe. XeSS 3 breidt dit verder uit met Multi Frame Generation op geschikte Intel-hardware.
De belangrijkste functies zijn: XeSS Super Resolution, XeSS Frame Generation, XeSS Multi Frame Generation, Xe Low Latency

Bepaalde XeSS-functies werken ook op geschikte videokaarten van andere fabrikanten. De beschikbare mogelijkheden verschillen echter per GPU en softwareversie.

Wat zijn de voordelen van AI in videokaarten?

AI wordt niet alleen gebruikt om games met hogere framerates te draaien. Ook buiten gaming kan AI een belangrijke rol spelen.

Hogere FPS tijdens gaming

Een van de bekendste voordelen is dat AI-upscaling kan helpen om hogere framerates te behalen. Doordat de videokaart een game op een lagere resolutie kan renderen, hoeft deze minder grafische berekeningen uit te voeren. Vervolgens wordt het beeld gereconstrueerd naar de gewenste resolutie. Dit kan vooral interessant zijn wanneer je op 1440p of 4K wilt gamen en hoge grafische instellingen wilt gebruiken.

Betere beeldkwaliteit met ray tracing

Ray tracing wordt gebruikt om verlichting, reflecties en schaduwen realistischer te berekenen.

Deze techniek kan veel rekenkracht vragen. AI-technologieën zoals Ray Reconstruction en Ray Regeneration kunnen helpen bij het reconstrueren van de uiteindelijke beelden. Hierdoor kunnen bepaalde ray-tracingeffecten efficiënter worden verwerkt en kan de beeldkwaliteit verbeteren.

Snellere creatieve toepassingen

AI-versnelling wordt ook gebruikt in programma's voor foto- en videobewerking. Denk bijvoorbeeld aan het verwijderen van ruis, het verbeteren van beeldkwaliteit, het herkennen van objecten of het automatisch selecteren van onderwerpen.

Wanneer software GPU-versnelling ondersteunt, kunnen bepaalde AI-berekeningen sneller worden uitgevoerd dan wanneer ze uitsluitend door de processor worden verwerkt. Hoeveel voordeel je hiervan hebt, hangt af van de gebruikte software, videokaart en functie.

AI bij 3D-rendering

Ook bij 3D-rendering kunnen AI-technieken worden gebruikt. Een bekend voorbeeld is AI-denoising. Hierbij wordt ruis uit een gerenderd beeld verwijderd, zodat je met minder render-samples toch een bruikbaar resultaat kunt krijgen. Dit kan helpen om rendertijden te verkorten. De daadwerkelijke verbetering hangt af van de renderengine, de scène en de gebruikte hardware.

Lokale AI-modellen draaien

Een moderne videokaart kan ook worden gebruikt om AI-modellen lokaal op je computer uit te voeren. Denk bijvoorbeeld aan AI-chatbots, beeldgeneratie, transcriptie en andere toepassingen die gebruikmaken van machine learning. De GPU kan veel berekeningen parallel uitvoeren, waardoor deze geschikt is voor bepaalde AI-workloads. Vooral de hoeveelheid videogeheugen, de rekenkracht en de ondersteuning vanuit de software bepalen welke modellen je kunt gebruiken en hoe snel deze werken.

Conclusie

AI is een belangrijk onderdeel geworden van moderne videokaarten. Technologieën zoals NVIDIA DLSS, AMD FSR en Intel XeSS gebruiken AI en andere renderingtechnieken om games efficiënter weer te geven en de beeldkwaliteit te verbeteren.

Voor gaming zijn vooral AI-upscaling, Frame Generation en beeldreconstructie interessant. Buiten gaming kan AI-versnelling worden gebruikt voor bijvoorbeeld foto- en videobewerking, 3D-rendering en lokale AI-modellen.

Welke AI-videokaart je nodig hebt, hangt uiteindelijk af van de toepassingen die je gebruikt. Kijk daarom niet alleen naar de beschikbare AI-functies, maar ook naar de algemene GPU-prestaties, hoeveelheid videogeheugen en softwarecompatibiliteit.

Veelgestelde vragen over AI in videokaarten