Test : Minecraft RTX avec des GPU MSI GeForce® RTX™ SUPER

Avec plus de 176 millions d’exemplaires vendus à travers le monde, Minecraft est le plus gros best-seller au monde dans l’univers des jeux vidéo. Peu étonnant donc que NVIDIA s’allie avec Microsoft et Mojang Studios pour travailler sur ce jeu ! Leur mission : Faire de Minecraft RTX, avec Quake II RTX, l’un des premiers jeux à supporter le moteur de ray tracing (qui accumule tous les effets associés au Ray Tracing (le Path Tracing) : illumination, ombres, réflexions, réfractions, matériaux, etc.) En effet, dans la plupart des autres jeux, tous les effets ne sont pas utilisés. Par exemple, le dernier Call of Duty ne gère que les ombres via le RTX.

Toutefois, ces avancées ont un prix : les performances ! Mais pour y remédier, Minecraft RTX prend aussi en charge l’excellente technologie NVIDIA DLSS 2.0 qui permet de rattraper en quelque sorte cette perte de performances. Voyons tout ça plus en détail tout au long de ce test.

Pour commencer, le ray tracing est uniquement disponible via la version Windows 10 (bedrock) et non via la version Java. La raison est simple : l’API de Ray Tracing de Microsoft requiert DirectX 12 pour fonctionner et la version Java est basée sur l’OpenGL. Pour être plus précis, nous sommes ici sur la dernière version DirectX 12 Ultimate, toutes les fonctions de cette API ne sont cependant pas activées.

Comme nous en avions parlé dans un précédent article, nous avons plusieurs mondes disponibles pour cette bêta créés avec le Ray Tracing que voici :

• Aquatic Adventure RTX : réalisé par Dr_Bond
• Imagination Island RTX : réalisé par BlockWorks
• Crystal Palace RTX : réalisé par geminiTray
• Of Temples & Totems RTX A tale of Elemental Artifacts : réalisé par Razzleberries
• Colork, Light and Shadow RTX : réalisé par PearlescentMoon
• Neon District RTX : réalisé par Elysium Fire

PBR (Physically Based Rendering) de Minecraft RTX

Les textures, ou plutôt les matériaux qu’on appelle désormais PBR (Physically based Render puisqu’ils apportent un rendu physique pour pouvoir réfléchir la lumière) que l’on retrouve dans Minecraft Vanilla (le jeu de base, sans ajout, sans mod qui touche aux graphismes), se basent sur deux paramètres : la couleur et l’opacité. Minecraft RTX rajoute plusieurs paramètres pour avoir plus d’effets physiques sur les matériaux de bases et a donc en surplus :

• « Metallic » : la surface du bloc permet la réflexion de la lumière
• « Normal » : une surface solide comme un mur ou un sol
• « Emissive » : les blocs avec ce paramètre pourront émettre de la lumière
• « Roughness » : permet à la lumière de frapper les blocs différemment en ajoutant de la texture

Ces composantes supplémentaires permettent donc bien plus de réalismes à nos blocs avec une finition mate brute pour la pierre ou encore à de la glace lisse et brillante. Dorénavant, le diamant émet sa propre lumière qui est ensuite réfléchie partout autour sur les différents types de surfaces présentes. Notez bien qu’il ne s’agit pas de blocs qui ont été rajoutés dans la version RTX par rapport aux autres éditions, nous avons toujours les mêmes blocs, mais avec des propriétés supplémentaires. Dans le premier exemple juste en dessous, nous pouvons voir que les minerais ont une propriété d’émissivité, les couleurs, bleu pour le diamant, rouge pour le redstone et le jaune pour l’or et émettent donc de la lumière qui vient se refléter sur nos blocs de diamants posés un peu partout.

Dans cet exemple, on peut voir que les blocs du pilier prennent un aspect métallique qui reflète les lumières. Quant au verre, il ne se contente plus d’être transparent, mais reflète aussi les sources de lumière. Enfin, les blocs verts du RTX du bâtiment d’à côté sont dotés d’un paramètre d’émissivité de couleur verte.

Pour finir avec les exemples, ci-dessous nous sommes dans une petite salle où les blocs ont un paramètre « métallique » qui permet à la lumière de se refléter. De plus, les blocs orange et blanc ont un paramètre d' »émissivité » pour la lumière. Tout cela permet de créer tous ses reflets en temps réel et avec un niveau de précision très immersif.

La lumière du Ray Tracing

Dans la vie réelle, les êtres humains sont habitués à la lumière, dans le sens où on va être capables de deviner des emplacements d’objets et des emplacements de sources de lumière grâce aux ombres. Ces indices visuels sont dans notre subconscient, nul besoin d’y réfléchir. Dans un jeu vidéo, c’est une tout autre histoire et nous ne pouvons pas nous fier aux ombres et aux lumières que nous voyons puisqu’elles sont fausses et créées manuellement par les développeurs qui font du mieux qu’ils peuvent, sans pouvoir avoir de résultats véritablement réalistes. Ce sont ces lacunes que tente justement de combler la lumière issue de la technologie Ray Tracing, qu’elle soit émise par la lumière du soleil et de la lune, ou par d’autres sources comme des lampes ou encore du feu. Tout est géré en temps réel pour reproduire fidèlement ce que nous voyons dans la vie réelle et ainsi augmenter l’immersion dans le jeu.

Dans ces exemples, nous nous sommes trouvé un petit coin exigu dans lequel nous n’avons qu’une source de lumière. Comme vous le constatez, c’est véritablement cette source de lumière qui va éclairer toute notre scène, les parois des murs réfléchissent légèrement cette lumière sans qu’elle soit suffisante pour éclairer notre personnage directement. Alors que sans le RTX d’activé c’est une toute autre histoire.

Sous l’eau, les rayons du soleil traversent la surface de l’étendue d’eau et pénètrent jusqu’au fond. Encore une fois la différence avec et sans RTX est flagrante.

Un autre excellent exemple de l’illumination via le soleil, on peut voir ci-dessous les rayons rentrer dans la pièce frappant le sol via une fenêtre de toit. Pas de RTX ? Pas de soleil !

Les réflexions du Ray Tracing

Les réflexions apportées par le Ray Tracing sont un gros point important. Auparavant, les réflexions devaient être calculées au préalable, cela nécessitait énormément de temps aux développeurs pour des résultats parfois moyens. Désormais, tout cela se passe en temps réel et avec un niveau de détail impressionnant, nous pourrons même retrouver dans des vitres, miroirs et toute surface réfléchissante des réflexions d’éléments qui ne pouvaient pas être prévus par les développeurs. Comme un personnage qui se tiendrait à un endroit plutôt qu’un autre, etc. De plus, sans le RTX, seuls les objets présents à l’écran étaient réfléchis sur les surfaces, avec le Ray Tracing tout ce qui se trouve en dehors de la surface-écran peut l’être également. Ce qui permet par exemple de voir des ennemies arriver derrière soi sur des surfaces réfléchissantes. Le jeu prend alors une tout autre dimension dans le niveau d’immersion que les réflexions permettent.

En effet, comme on peut le constater dans l’exemple ci-dessous, passer en RTX avec une surface réfléchissante nous fait entrer dans un tout autre monde.

Dans ce second exemple, au tout début de la carte, on voit la combinaison des matériaux PBR avec émissivité pour le néon Minecraft et réflexion sur le sol. Encore une fois, le Path Tracing change tout au jeu.

Enfin, nous avons dans ce couloir un miroir face à des exemples de blocs faisant de la lumière (paramètre d’émissivité). Et cette lumière se reflète donc dans le miroir avec une très grande netteté et précision.

Les ombres du Ray Tracing

Parmi les effets du Ray Tracing, les ombres sont également très importantes pour donner plus de réalisme et d’immersion au jeu. Les ombres générées par le Ray Tracing sont bien plus naturelles, réalistes, plus douces et sont moins « nettes » que celles générées d’une manière conventionnelle (manuellement par les développeurs). Comme dans la vie réelle, les ombres sont plus définies près de l’objet, et plus l’ombre s’éloigne de l’objet et plus celle-ci devient plus diffuse, plus douce.

Puisque les ombres sont générées en temps réel par l’illumination de la scène, les ombres des petits objets comme les feuilles d’un arbre, les clôtures ou même une foule de personnages sont bien plus réalistes. Les ombres traditionnelles ne pouvaient simplement pas atteindre ce niveau de complexité avec autant de précisions. Pour voir ces effets d’ombres, l’idéal est de regarder à l’aube ou à l’aurore les rayons de soleil traverser le paysage, il y a également des salles d’exemples avec Color Light et Shadow RTX.

Si l’on regarde le screenshot ci-dessous, on peut très nettement voir l’ombre du bateau. Cette ombre est donc créée en temps réel via le Ray Tracing et est bien plus réaliste que si elle avait été créée manuellement par les développeurs. D’ailleurs, sans le RTX il n’y a simplement pas d’ombre dans Minecraft.

Dans ce second exemple, on voit les ombres des arbres durant un coucher de soleil, les ombres s’allongent donc peu à peu devenant de plus en plus diffuses.

Le NVIDIA DLSS 2.0 : c’est quoi ?

Avant de passer à la suite en regardant de plus près l’impact visuel et l’impact sur les performances du DLSS dans Minecraft, revenons aux fondamentaux de cette technologie. Il s’agit avant tout d’un algorithme d’IA qui apprend et qui de ce fait s’améliore avec le temps. Sur les derniers jeux, cette technologie se voit donc nettement améliorée comparativement à ses débuts sur le jeu Battlefield V. Rappelez-vous que NVIDIA a introduit avec sa dernière génération de cartes graphiques Turing lancées en septembre 2018, alias les GeForce RTX, les technologies Ray Tracing et DLSS.

Concrètement, le but de cette technologie est d’augmenter les FPS sans dégrader la qualité d’image. Cela est bien utile lorsque le DLSS est activé accompagné de la technologie Ray Tracing puisque nous pourrons en quelque sorte récupérer les FPS perdus avec le RTX activé. Mais cela pourrait aussi permettre d’afficher des hauts taux de rafraîchissement sur des écrans hautes définitions, comme du 144 Hz sur un écran UltraHD ou plus encore dans le futur. La technologie est encore « jeune » et va très certainement encore s’améliorer avec le temps. Récemment, elle a déjà fait un joli pas en avant en passant dans sa version 2.0. Mais comment ça marche ?

Pour que le DLSS puisse fonctionner, celle-ci a besoin des Tensor Cores (le Ray Tracing repose sur les RT Cores) uniquement présents sur les cartes graphiques de la gamme RTX. En effet, la technologie DLSS s’appuie sur ces cœurs dédiés à l’intelligence artificielle. Le DLSS s’appuie sur des algorithmes d’intelligence artificielle afin de réaliser des reconstructions d’images basées sur le redimensionnement. L’algorithme va analyser plusieurs milliers d’images dans des définitions allant jusqu’à 64 fois la définition standard pour recréer une image bénéficiant d’une excellente qualité dans une résolution inférieure pour être ensuite redimensionnée.

Évidemment, l’IA de NVIDIA s’entraîne sur chaque jeu proposant cette fonctionnalité, c’est pour cela que la technologie s’améliore avec le temps. Alors attention, il ne s’agit pas simplement d’augmenter la netteté en ajoutant des pixels (grossièrement) avec un anticrénelage de qualité, cette technologie permet aussi d’éviter le flou, les dégradations de l’image ou encore des artefacts. Une fois que l’IA connaît bien un jeu, NVIDIA propose une mise à jour du DLSS à travers ses pilotes Game Ready. Pour en voir plus à propos de cette technologie, NVIDIA a mis à disposition sur son site un guide complet en expliquant tout en détail et en montrant plusieurs jeux en exemples.

Nous testons la bêta Minecraft RTX avec plusieurs cartes graphiques de chez MSI

MSI GeForce® RTX™ 2080 SUPER GAMING X TRIO

Pour tester Minecraft RTX, nous utilisons plusieurs cartes graphiques de chez MSI, commençons par regarder la plus puissante avec la MSI GeForce® RTX™ 2080 SUPER GAMING X TRIO. Il s’agit d’une carte graphique de la génération Turing d’NVIDIA. Cette carte dispose de 8 Go de mémoire GDDR6 à une fréquence de 15,5 Gb/s sur un bus 256 bit. Le GPU TU104 du fondeur TSMC tourne ici à des fréquences de 1650 MHz en base à 1845 MHz en Boost. Nous disposons de 48 RT Cores (pour le Ray Tracing) et de 384 Tensors Cores (utilisés pour le DLSS) 64 ROPs, 192 TMUs et 3072 Shadings Units. Il s’agit de la carte à destination des gamers la plus puissante juste avant la RTX™ 2080 Ti.

Cette référence bénéficie du système de refroidissement TRI-FROZR dans lequel nous avons trois ventilateurs Torx 3.0, deux de 95 mm et un troisième plus petit de 85 mm. Ces ventilateurs TORX 3.0 avec roulements à deux rangées de billes permettent tout d’abord une robustesse et longévité accrue par rapport à des ventilateurs standard, mais aussi de les rendre plus silencieux. Ces ventilateurs sont pourvus de deux types de pales : une dite de dissipation qui va accélérer le flux d’air et ainsi améliorer l’efficacité de la ventilation, et un second de type standard qui dirige l’air vers le radiateur disposant de six caloducs en cuivre (cinq de 6 mm d’épaisseur et un sixième de 8 mm d’épaisseur) juste en dessous. En soi, il s’agit d’un système de refroidissement que nous avions déjà sur des générations de cartes précédentes. Notez également que nous avons ici la technologie « ZERO FROZR ». Concrètement, les ventilateurs ne tourneront qu’une fois la température de 60 °C dépassée. Nous retrouvons également un dissipateur thermique en aluminium sur les composants électroniques dédiés à l’alimentation (les VRM) ainsi que sur les puces mémoires. Celui-ci sert également à rigidifier la carte pour éviter les pliures du PCB. La backplate en aluminium participe aussi passivement au refroidissement des composants via des pads thermiques au niveau du GPU et de la mémoire.

Pour parler des étages d’alimentations, nous retrouvons 10 + 2 phases d’alimentations avec un contrôleur MP2888A de Monolithic Power Systems. Les MOSFET sont des PowerTrench®FDMF 3160 de ON Semiconductor. Pour les intéressés, cette carte graphique est disponible sur le site de materiel.net au prix de 959,95 euros.

MSI GeForce® RTX™ 2060 et RTX™ 2070 SUPER GAMING X

Le refroidissement des RTX™ 2070S et 2060S repose sur le même système que la 2080S, à la différence que nous n’avons plus que deux ventilateurs au lieu de trois. Pour les caractéristiques techniques, cette MSI GeForce® RTX™ 2070 SUPER dispose de 8 Go de mémoire GDDR6 à une fréquence de 14 Gbps sur un bus 256 bit. Le GPU TU104 du fondeur TSMC tourne ici à des fréquences de 1605 MHz en base à 1800 MHz en Boost. Nous disposons de 40 RT Cores (pour le ray tracing) et de 320 Tensors Cores (utilisés pour le DLSS), 64 ROPs, 160 TMUs et 2560 Shadings Units. Cette carte graphique est disponible sur le site de materiel.net au prix de 699,95 euros.

Pour la MSI GeForce® RTX™ 2060 SUPER GAMING X, elle dispose de 8 Go de mémoire GDDR6 à une fréquence de 14 Gbps sur un bus 256 bit. le GPU TU106 du fondeur TSMC tourne ici à des fréquences de 1470 MHz en base à 1695 MHz en Boost. Nous disposons de 34 RT Cores et de 272 Tensors Cores, 64 ROPs, 136 TMUs et 2176 Shadings Units. Elle est disponible sur materiel.net au prix de 559,96 euros au moment où nous écrivons ces lignes.

Benchmarks : Minecraft RTX

Avant de passer à la configuration de test utilisée et aux benchmarks, voyons les configurations recommandées pour profiter de Minecraft RTX :

Configuration matérielle minimale :

• Carte graphique : NVIDIA GeForce® RTX™ 2060
• Processeur : Intel Core i5, Ryzen 5 ou équivalent
• RAM : 8 Go ou plus
• Définition du jeu : 1920 x 1080 pixels
• Upscaling : ON (pour activer le DLSS 2.0)
• Distance de rendu (chunks) : 8

Dans la configuration que nous utilisons pour tester les performances nous allons retrouver un Processeur Intel Core i9-9900K sur une carte mère au chipset Intel Z390, 32 Go de mémoire DDR4 Crucial Ballistix Elite à 3600 MHz, un SSD Crucial P1 d’une capacité d’un To et enfin d’une alimentation be quiet! Straight Power 11 1000W Platinum.

Pour tester la bêta de Minecraft RTX, nous allons effectuer différents benchmarks dans les trois définitions les plus courantes en 16:9. Pour chaque définition, nous allons relever les FPS moyen et maximum sans RTX, avec RTX, et enfin avec le RTX en plus du DLSS 2.0. Avant de passer aux benchs purs et durs, précisons deux points importants :

• Le DLSS s’active automatiquement lorsque le RTX est activé. En 1080p il se met sur un mode « Quality », en 1440p il est en mode « Balanced » et enfin en 2160p il est en mode « Performance ». Pour désactiver/activer ce paramètre il s’agit de l’option « Mise à l’échelle supérieure » dans la partie graphique avancée du menu.
• Étant donné qu’il n’y a pas de benchmarks intégrés, nous suivrons manuellement un parcours et mesurons les FPS sur une durée de deux minutes. Bien sûr, nous essayons de reproduire les mêmes mouvements, mais il existera toujours des petites nuances, une seconde de plus ou de moins dans une zone plus ou moins gourmande peut faire varier légèrement les FPS relevés.
• Sans le Ray Tracing d’activé, nous arrivons aux limites du moteur de rendu (RenderDragon) et les scores sont donc très ressemblants entres chaque carte graphique quel que soit la définition. Les différences s’expliquent surtout par le second point vu juste au-dessus. C’est pour cette raison que nous regarderons essentiellement les benchmarks en RTX avec et sans DLSS.

Aquatic Adventure RTX

Dans cette carte, nous avons mixé notre chemin avec une partie hors de l’eau et dans l’eau. Avec notre carte MSI GeForce® RTX™ 2080 SUPER GAMING X TRIO nous obtenons les résultats suivants :

• 1080p (1920 x 1080 pixels) : sans DLSS nous avons 31,6 FPS minimum, 43,2 FPS de moyenne et 60,7 FPS maximum. Avec le DLSS activé nous passons à 53,5 FPS minimum, 69,5 FPS de moyenne et 92,9 FPS au maximum
• 1440p (2560 x 1440 pixels) : sans la technologie DLSS nous avons 19,9 FPS minimum, 28 FPS de moyenne et 43,2 FPS maximum. Avec le DLSS activé nous passons à 41,4 FPS minimum, 54,3 FPS de moyenne et 77,3 FPS au maximum
• 2160p (3840 x 2160 pixels) : dans cette définition même la 2080 SUPER ne réussit pas à passer la barre symbolique des 60 FPS. En effet, au minimum nous passons de 9,3 FPS à 27,1 FPS sans et avec le DLSS, de 12,5 FPS à 37,2 FPS de moyenne et enfin de 20,9 FPS à 51 FPS au maximum.

Crystal Palace RTX

Sur cette carte nous mixons intérieur d’un bâtiment et extérieur. Voici les résultats que nous obtenons, toujours avec la RTX™ 2080S.

• 1080p (1920 x 1080 pixels) : sans DLSS nous avons 50 FPS minimum, 57,5 FPS de moyenne et enfin 62,4 FPS au maximum. Avec DLSS nous passons à 81,7 FPS minimum, 92,1 FPS de moyenne et 99,2 FPS au maximum.
• 1440p (2560 x 1440 pixels) : sans la technologie DLSS nous avons 30;9 FPS minimum, 35,6 FPS de moyenne et 38,6 FPS maximum. Avec le DLSS activé nous passons à 62,9 FPS minimum, 73,1 FPS de moyenne et 79,6 FPS au maximum
• 2160p (3840 x 2160 pixels) : sans DLSS nous avons 13,9 FPS minimum, 15,9 FPS de moyenne et enfin 17,5 FPS au maximum. Avec DLSS nous passons à 41,5 FPS minimum, 46,9 FPS de moyenne et 50,4 FPS au maximum.

Neon District RTX

Passons désormais à une carte particulièrement gourmande en RTX puisque nous passons sur la ville « Neon District ». Voici ci-dessous ce que nous obtenons avec la RTX™ 2080 SUPER.

• Dans une définition 1080p : 43,6 FPS de moyenne pour 50,6 FPS au maximum et 38,7 FPS minimum avec le RTX activé sans le DLSS. Une fois le DLSS activé nous grimpons à 61,5 FPS minimum, 70,3 FPS de moyenne et enfin 82,9 FPS au maximum.
• En 1440p : un minimum de 23,9 FPS, une moyenne de 27,5 FPS et un maximum à 32 FPS sans le DLSS. Une fois le DLSS venant s’ajouter au RTX nous obtenons 48,7 FPS minimum, 56,2 FPS de moyenne et un maximum relevé à 65,2 FPS.
• En 2160p nous avons 11,1 FPS minimum, 12,5 FPS de moyenne et 14,7 FPS au maximum. Avec le DLSS en plus nous montons à 33,4 FPS minimum, 37 FPS de moyenne et 42 FPS maximum.

Comme vous le constatez dans l’ensemble des graphiques, une RTX™ 2080 SUPER n’est pas totalement déconnant pour profiter correctement de Minecraft RTX dans certains scénarios. Force est de constater également que le Ray Tracing est particulièrement gourmand et que sans le DLSS nous ne ferions pas grand-chose.

Benchmarks 3DMark

Maintenant que nous avons vu les performances des trois cartes NVIDIA SUPER sur Minecraft RTX, regardons les performances de ces trois cartes sous 3DMark avec Fire Strike, Time Spy, Port Royal et le test DLSS. Ceci afin que vous puissiez comparer les performances de ces cartes avec les vôtres.

Sous Fire Strike de chez UL Benchmarks, la RTX™ 2080 SUPER réalise un Graphics Score de 28 649 points. La RTX™ 2070 SUPER obtient un score de 25 356 points et enfin la RTX™ 2060 SUPER a fait 22 065 points.

Sous Time Spy, la 2080S réalise un Graphics Score de 11 694 points. La 2070S fait un score de 9 998 points et enfin la 2060S réalise quant à elle 8 403 points.

Port Royal est un benchmark qui teste spécifiquement les performances d’une carte sous la technologie Ray Tracing. La 2080S obtient 6 928 points, la 2070S 6 090 points et la 2060S 4 986 points.

Pour le benchmark NVIDIA DLSS Feature Test, il teste comme son nom l’indique les performances du DLSS. Ainsi, la RTX™ 2080S est à 32,05 FPS sans DLSS et 45,97 FPS avec. La RTX™ 2070S passe de 27,85 FPS à 40,41 FPS. Enfin pour la RTX™ 2060S nous passons de 22,65 FPS à 32,89 FPS.

Conclusion : Minecraft RTX et l’avenir du Ray Tracing

Il est temps pour nous de conclure ! Comme expliqué au début de cet article, Minecraft RTX n’est que le deuxième jeu à profiter de l’ensemble des effets du Ray Tracing avec Quake II RTX. Pour vous représenter l’impact du Path Tracing (l’accumulation de tous les effets du Ray Tracing), par défaut nous sommes à une distance de rendu de 80 chunks (l’unité qui mesure la distance), mais une fois le RTX activé nous tombons à seulement 8 chunks, que l’on peut pousser à 24 chunks au maximum en sacrifiant beaucoup de ressources (beaucoup trop pour que ça reste jouable). Ceci montre clairement que l’accumulation de tous les effets du Ray Tracing est incroyablement gourmande et que la technologie DLSS d’NVIDIA est vitale afin que le jeu puisse rester jouable.

On peut le dire clairement ici, à la vue des performances de notre MSI GeForce® RTX™ 2080 SUPER, une 2080 Ti pour profiter pleinement de Minecraft RTX n’est pas accessoire et nous pouvons raisonnablement penser qu’une grosse 2080 Ti n’est pas de trop pour les jeux supportant la technologie Ray Tracing d’une manière complète. Il faut bien prendre en compte que le Path Tracing est certainement l’avenir du jeu vidéo. Le réalisme et l’immersion qui seront apportés constitueront un argument de taille pour les développeurs au moment de promouvoir leurs jeux. Les prochains jeux le prenant en charge seront évidemment, eux aussi, très gourmands.

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