AMD macht jede Grafikkarte schneller – mit FidelityFX Super Resolution

Endlich ist es soweit. Wie versprochen (und nach monatelangen Teasern ) hat AMD FidelityFX Super Resolution (FSR) gestartet und verspricht eine deutliche Verbesserung der Frameraten in PC-Spielen, welche die neue Bildhochskalierungstechnologie unterstützen. AMDs Antwort auf Nvidias Killer-Feature Deep-Learning-Super-Sampling (DLSS) unterscheidet sich jedoch in einigen entscheidenden Punkten vom GeForce-Feature, und das wird auch durch die Art und Weise deutlich, wie FidelityFX Super Resolution an den Start geht.

Anno 1800 und weitere FSR-Spiele

Als Nvidia im September 2018 den Startschuss für die RTX-20-Generation gab, unterstützte nicht ein (!) Spiel DLSS. Im Gegensatz dazu startet FidelityFX Super Resolution nicht mit einem, nicht mit zwei, sondern mit s ieben kompatiblen Spielen , und viele weitere sollen bis Ende des Jahres folgen. Konkret unterstützen aktuell die folgenden Spiele FSR: “Godfall”, “The Riftbreaker”, “Terminator: Resistance”, “Kingshunt”, “Evil Genius 2: Domination”, “22 Racing Series” und “Anno 1800”.

Außerdem bleibt DLSS auf teure RTX-Grafikkarten mit dedizierten Tensor-Kernen beschränkt. Super Resolution nutzt traditionelle Shader-Kerne, um seine Magie zu entfalten. Alle Spiele, die FSR unterstützen, dürften dementsprechend auf den meisten GPUs funktionieren – es sind nicht einmal Treiber-Updates für die Grafikkarte erforderlich.

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Das bedeutet, dass FidelityFX Super Resolution sowohl Radeon- als auch GeForce-GPUs beschleunigen kann. Und auch wenn Nvidia wieder eine Extrawurst mit DLSS benötigt, wie es bereits bei der Open-Source-Technologie Adaptive Sync mit G-Sync der Fall war, dann spielt das keine Rolle. FSR ist wie ein “sofortiges Grafikkarten-Upgrade ohne Kauf”, so AMDs Chief Gaming Architect Frank Azor im Briefing.

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AMD hat mehrere Jahre gebraucht, um seinen DLSS-Konkurrenten zu veröffentlichen, aber jetzt, da Super Resolution endlich verfügbar ist, will AMD, dass es “der Upscaler der Branche wird”, wie Azor es ausdrückt. Kommen wir jetzt also endlich dazu, was AMD Radeons FidelityFX Super Resolution überhaupt macht. Alles, was Sie zur Aktivierung von FSR benötigen ist letztendlich nur der aktuellste Grafiktreiber sowie ein kompatibles Spiel und schon können Sie in den Grafikeinstellungen des Games FSR in der gewünschten Stufe aktivieren. 

Wie funktioniert AMDs FidelityFX Super Resolution?

Im Kern funktioniert FidelityFX Super Resolution genauso wie alle anderen Technologien zum Hochskalieren von Bildern. FSR lässt die Grafikkarte das Spiel intern mit einer niedrigeren Auflösung rendern und skaliert das Bild anschließend via Software-Funktionen auf die native Auflösung des Monitors hoch.

Wenn dementsprechend die Grafikkarte das Spiel nur in, sagen wir, 1440p-Auflösung rendert, bevor die GPU es auf die viel leistungshungrigere 4K-Auflösung hochskaliert, erhalten Sie einen Performance-Zuwachs. AMD sagt, dass Super Resolution in 4K-Auflösung bis zu 2,4-mal schnellere Frameraten liefern kann als die native Auflösung. Die höheren Frameraten durch FSR können so zuvor nicht flüssig spielbare Spiele auf Ihrer GPU spielbar machen und die Reaktionsgeschwindigkeit der Spiele, die Sie spielen, stark erhöhen.

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FidelityFX Super Resolution bietet vier verschiedene Qualitätsvoreinstellungen: Ultra Quality, Quality, Balanced und Performance. Die Verwendung einer niedrigeren Stufe führt zu schnelleren Bildwiederholraten – ein Spiel, das mit FSR läuft, wird im Performance-Preset mehr FPS erreichen als im Quality-Preset – das kann aber auch dazu führen, dass das Bild etwas unschärfer und verwaschen aussieht.

Der Grund dafür ist, dass aggressivere FSR-Stufen das Spiel intern mit immer niedrigeren Auflösungen rendern, um mehr Bilder pro Sekunde zu erhalten, wie Sie in der obigen Grafik sehen können. Ein Bild, das von einer Auflösung von 1080p (1920 x 1080) auf 4K (3840 x 2160) hochskaliert wird (FSR-Performance-Voreinstellung), hat weniger Pixel zur Verfügung, aus denen Informationen entnommen werden können, als wenn das Spiel intern mit einer Auflösung von 2954×1662 gerendert wird (FSR-Ultra Quality).

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Selbst der Ultra Quality Mode sollte jedoch deutlich höhere Frameraten liefern, während das Bild laut AMD “sehr nah am nativen Rendering” liegen soll. Die von AMD zur Verfügung gestellten Bilder unten zeigen, was man von jedem FSR-Preset erwarten kann, zusammen mit der entsprechenden Steigerung der Frameraten, die durch die Aktivierung in Godfall erreicht werden soll.

An diesem Punkt unterscheidet sich der Ansatz von AMD signifikant zu DLSS: Während Nvidia eine ebenbürtige oder sogar bessere Qualität mittels Deep Learning Super Sampling im Vergleich zur nativen Auflösung erreichen will, gibt sich AMD mit einer Annäherung zufrieden und kommuniziert das auch ganz offen. Die Vorteile dadurch sind eine breitere Hardware-Kompatibilität und eine einfachere Integration des Features für die Spieleentwickler.

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Soweit so gut, die Zahlen sehen durchaus beeindruckend aus, aber wenn es um die Hochskalierung von Bildern geht, ist das, was wirklich zählt die grafische Qualität von Bewegtbildern. Die erste DLSS-Generation von Nvidia war notorisch unscharf und ließ manche Spiele aussehen, als wäre der Bildschirm verschmiert. Das ist natürlich weit von dem Wunschergebnis entfernt. DLSS 2.0 hat da deutlich nachgebessert und liefert beeindruckend scharfe Ergebnisse.

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Vor allem sollten Sie sich nicht einfach auf Standbilder verlassen, um die Qualität von FidelityFX Super Resolution zu beurteilen. Leichte Unschärfen, die in gezoomten Standbildern offensichtlich sind, sind für das menschliche Auge nicht immer sichtbar, wenn ein Spiel in Bewegung ist und oftmals nur im direkten Vergleich erkennbar. AMD bietet mit Radeon Boost ein weiteres interessantes Feature an, das eine Mischung aus Auflösungs-Downscaling und Variable Rate Shading ist. Damit kann die Spiel-Engine die Bildqualität dynamisch reduzieren, wenn Sie sich in unterstützten Spielen schnell bewegen, um so mehr FPS zu erhalten. In der Praxis ist es für das menschliche Auge gewissermaßen nicht vom nativen Rendering zu unterscheiden, obwohl man es auf Screenshots sehen kann. Schauen Sie sich FidelityFX Super Resolution deshalb selbst an (oder besser noch, spielen Sie damit herum), bevor Sie voreilige Schlüsse ziehen.

Wenn Sie sich einen Eindruck anhand von Bewegtbildern verschaffen wollen, können wir Ihnen die Videos von Linus Tech Tips  und Gamers Nexus empfehlen. Hier bekommen Sie direkte Bild- und Performance-Vergleiche in den von FSR-unterstützen Spielen geliefert.

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Während Nvidias DLSS und Epics kommendes Temporal Super Resolution für die Unreal Engine 5 auf temporalem Upscaling basieren – bei dem Bewegungsvektoren aus dem Spiel verwendet werden, um die Grafik hochzuskalieren -, wird bei FidelityFX Super Resolution stattdessen räumliches (spatial) Upscaling eingesetzt. Azor sagte, dass “AMD nichts gegen temporales Upscaling hat (und  es in Zukunft auch in irgendeiner Form in FSR Einzug halten könnte, da das Unternehmen Weiterentwicklungen plant), aber die Verwendung von räumlichem Upscaling auf traditionellen GPU-Shadern macht es für Spieleentwickler kinderleicht, Super Resolution zu integrieren” – ein Hauptaugenmerk von AMD in seinem Bestreben, “den Upscaler der Industrie” zu liefern. (AMD will den Quellcode von FSR bis Mitte Juli auf seiner GPU Open Initiative veröffentlichen).

FidelityFX Super Resolution verwendet zwei separate Durchgänge für die Bildhochskalierung, so AMDs Game Engineering Director Nicolas Thibieroz. Der erste Durchgang skaliert das Bild von der niedrigeren internen Render-Auflösung hoch, während der zweite Durchgang hochwertige Kanten aus dem Quellbild nachbildet und eine Bildschärfung durchführt, um das Bild aufzuhübschen und so die weicheren visuellen Effekte zu reduzieren, die mit der Bildhochskalierung einhergehen.

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Das Eingabebild muss für beste Ergebnisse via Antialiasing geglättet werden, sagte Thibieroz. Daher müssen Entwickler FSR erst nach diesem Schritt integrieren, ebenso wie das Tone-Mapping. Das bedeutet, dass alle visuellen Effekte, die dem Bild “Rauschen” hinzufügen – wie “Chromatische Aberration” oder “Filmkörnung” – nach dem Hochskalierungs- und Schärfungsdurchgang von FSR erfolgen, um zu vermeiden, dass diese optionalen Extras die Qualität der Super Resolution-Technik beeinträchtigen. Anzeigeelemente wie Gesundheitsbalken und Munitionszähler werden zuletzt hinzugefügt, damit sie in voller Auflösung erscheinen.

Ein Teil des Grundes, warum wir Technologien wie FidelityFX Super Resolution brauchen, ist die Abschwächung der enormen Leistungseinbußen, die durch die Aktivierung von Echtzeit-Raytracing-Effekten entstehen, für die AMD die Unterstützung mit seinen Grafikkarten der Radeon RX 6000-Serie hinzugefügt hat. Nvidias RTX-GPUs lagern sowohl das Upscaling als auch das Raytracing-Denoising auf die dedizierten Tensor-Cores aus. Da AMDs Technologie all diese Rechenschritte (sowie das eigentliche Rendern des Spiels) auf den normalen GPU-Shadern ausführt, haben wir nachgehakt, ob die Effektivität von FSR mit aktivem Raytracing reduziert würde. Die kurze aber schlicht Antwort lautet: Nein. Thibieroz geht überdies auch nicht davon aus, dass der Infinity Cache in AMDs RDNA 2-basierten GPUs die Leistung von Super Resolution steigern wird, obwohl er anmerkte, dass der zweite Schärfungsdurchgang von FSR speicherintensiver ist, sodass es in bestimmten Szenarien einen kleinen Vorteil geben könnte. AMD hat das allerdings selbst nicht gemessen.

Welche Spiele unterstützen FidelityFX Super Resolution?

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Sieben Spiele erhalten zum Start den Support für FidelityFX Super Resolution: Godfall, Rift Breaker, Anno 1800, Evil Genius 2, Terminator Resistance, Kingshunt und 22nd Century Racing Series. Sie werden auch keine zusätzlichen Treiber-Updates benötigen, um FSR in Spielen aktivieren zu können, welche das Feature unterstützen, obwohl es den Hardware-Herstellern freisteht, Treiber-Updates mit zusätzlichen Optimierungen zu veröffentlichen.

Keines dieser Day-One-Releases ist ein wirklicher Blockbuster und manche Titel sogar noch in der Beta-Phase, aber es sind tatsächlich große Titel auf dem Weg, mit Megahits wie Resident Evil Village, Myst, Far Cry 6, Dota 2 und  Baldur’s Gate III.

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Die Zukunft sieht noch vielversprechender aus. Azor und Thibieroz sagen, dass AMD von der Unterstützung der Entwickler für FidelityFX Super Resolution “völlig überwältigt” wurde. Um diesen Punkt zu verdeutlichen, gab das Unternehmen bekannt, dass sich bereits Dutzende von Studios und Engines für die Unterstützung von FSR angemeldet haben, auch wenn sie heute noch nicht bereit sind, die Integration von FSR in neue oder bestehende Spiele anzukündigen.

Die Liste ist voll von Industrie-Schwergewichten wie Valve, Epic’s Unreal Engine, Unity, Electronic Arts’s Frostbite Engine, Warner Bros, Ubisoft, Capcom, Crystal Dynamics, Gearbox und Koch Media, zusammen mit geliebten PC-Studios wie Larian, Cyan, Obsidian, Bloober Team und vielen anderen.

Wie viele Spiele also bis Ende des Jahres FSR unterstützen werden, muss sich erst noch zeigen, aber bisher klingt das sehr vielversprechend. Nur mal als Vergleich, von den 25 Spielen, für die Nvidia DLSS-Unterstützung bei der Einführung der RTX 20-Serie ankündigte, hatten es nur acht Titel tatsächlich integriert, als die RTX 30-Serie zwei Jahre später auf den Markt kam. 

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Azor führt dies auf die einfache Integration und die breite Hardware-Unterstützung von FidelityFX Super Resolution zurück, die, wie er sagt, “das Upscaling demokratisieren”. Man muss sich nicht mit Bewegungsvektoren herumschlagen oder signifikante Anpassungen unter der Haube vornehmen, um FSR zu implementieren, wie es zum Beispiel bei DLSS nötig ist. Und weil Super Resolution mit so vielen existierenden Grafikkarten funktioniert, können Entwickler, die es integrieren, ihre Spiele potenziell an PC-Besitzer mit älterer Hardware verkaufen, die aufgrund des aktuellen GPU-Mangels nicht einfach geupgraded werden kann. Es ist summa summarum ein ziemlich verlockendes Paket für Entwickler, wenn tatsächlich alles so nahtlos hinter den Kulissen funktioniert, wie AMD behauptet.

Wie viel Leistungszuwachs verspricht AMD für FSR?

Da AMD uns leider keinen Vorabtest ermöglicht hat, konnten wir uns die Performance noch nicht selber anschauen. Das Unternehmen hat aber mehrere Diagramme zur Verfügung gestellt, welche die FSR-Leistung in einer Reihe von Szenarien zeigen, darunter mit der neuen Radeon RX 6800M Mobile GPU und auf älteren AMD- und Nvidia-Karten.

Man beachte, dass der Leistungszuwachs von FSR auf älteren GPUs im Vergleich zur neueren Hardware wie der Radeon RX 6000-Serie geringer ausfällt. Azor gibt an, dass dies der Grund ist, warum AMD den Support unterhalb der Radeon RX 400-Serie offiziell eingestellt hat. Ältere Grafikkarten und sogar einige Low-End-GPUs haben einfach nicht genug Leistung, um einen großen Vorteil aus Super Resolution zu ziehen, da die Berechnungen auf den gleichen Shadern wie beim traditionellen Rendering stattfinden. 

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Welche Grafikkarten unterstützen FSR?

Während Nvidias DLSS-Technologie nur auf hochpreisigen RTX-Grafikkarten mit dedizierter Tensor-Cores funktioniert, bedeutet die Shader-basierte Hochskalierung von FidelityFX Super Resolution, dass sie von Anfang an auf einer sehr breiten Palette von GPUs funktioniert.

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Alles ab der Radeon RX 400-Serie aufwärts unterstützt gemäß AMD offiziell FSR, einschließlich der Ryzen 2000G-Serie und neueren APUs, welche eine integrierte Radeon-Grafik enthalten. Super Resolution soll auch auf Nvidias GeForce GTX 10- und 16-Serien-GPUs sowie RTX 20- und 30-Serien-Grafikkarten funktionieren. Auch hier gilt: Da FidelityFX Super Resolution von den Spieleentwicklern implementiert wird und auf traditionellen Shadern läuft, können Sie es in unterstützten Spielen einfach aktivieren, auch wenn Nvidia es ablehnt, seine Treiber dafür zu optimieren. Tatsächlich soll es jedoch bei den unterstützten Grafikkarten gar keine Einschränkungen geben. Jede GPU, welche die offiziellen Mindestanforderungen für ein Spiel erfüllt, kann auch FSR verwenden. Dementsprechend auch AMD Grafikkarten, welche älter als die RX-400-Serie sind, Nvidia GPUs, welche älter als die GTX-1000-Modelle sind und sogar Intels kommende DG2-Grafikkarte.

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Mit der Zeit hofft AMD, dass sich die Reichweite von FidelityFX Super Resolution noch weiter ausdehnt. Sowohl Intel als auch Microsoft haben bereits Interesse an der bald offenen Technologie bekundet. Azor sagt, dass es für Plattformen (wie z.B. Spielkonsolen) sehr einfach ist, FSR ebenfalls zu aktivieren, aufgrund der Art und Weise, wie es aufgebaut ist, und AMDs APUs treiben sowohl die Xbox Series X als auch die PlayStation 5 an. Azor betonte auch, dass es einfach ist, FSR auf Nicht-AMD-Plattformen zu aktivieren, was durch die inhärente GeForce-Unterstützung belegt wird. Bleibt nur die Frage, wann FSR auch von der Switch unterstützt wird?

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Auch wenn FidelityFX Super Resolution Stand heute “nur” auf dem PC und “nur” in sieben Spielen verfügbar ist, hat AMD hart daran gearbeitet, um sicherzustellen, dass alle Eckpfeiler vorhanden sind, um dafür zu sorgen, dass seine offene neue Technologie in der Zukunft eine deutlich größere Rolle spielen kann. Wir müssen noch abwarten, ob FSR mit Nvidias beängstigend gutem DLSS 2.0 mithalten kann, sowohl was die Detailqualität als auch die Leistung angeht, aber selbst wenn es nur gut genug ist, könnte AMD in seinem Bestreben, das Upscaling zu demokratisieren” und Super Resolution zu einem neuen De-facto-Industriestandard werden zu lassen, sehr wohl erfolgreich sein – so wie es bei FreeSync-Monitoren ebenfalls der Fall war. 

Hinweis: Dieser Artikel erschien zuerst bei unseren amerikanischen Kollegen der PCWorld unter dem Titel FidelityFX Super Resolution is here: How AMD wants to make everyone’s GPU faster .