Em 2020, a Nvidia anunciou o RTX IO como uma tecnologia capaz de revolucionar a experiência em jogos nos PCs. A ferramenta permite reduzir bruscamente o carregamento de texturas, bem os como requisitos de armazenamento cada vez mais exigentes, com títulos populares exigindo mais de 100 GB de instalação.
Desde então, pouco se falou da funcionalidade, já que nenhum jogo fazia uso do RTX IO até agora. Com o lançamento para PC de Ratchet and Clank: Rift Apart, isto mudou e nós explicamos porque a tecnologia faz tanta diferença, sendo obrigatória para o título, e como ela deve se tornar padrão daqui para frente.
O que é o RTX IO
Apesar do nome e do anúncio associado às GeForce RTX 2000, o RTX IO não é proprietário da Nvidia, nem exclusivo de placas RTX. A tecnologia é de código aberto, compatível com placas desde as GTX 900, e é uma das primeiras a fazer uso eficiente do DirectStorage no PC — outro recurso esquecido no churrasco.
Tradicionalmente, o processo para a placa de vídeo acessar recursos de um jogo é longo e passa por vários pontos que podem minar o desempenho:
- A GPU envia para o processador uma solicitação de acesso de um elemento; uma textura, por exemplo.
- O CPU busca a informação no SSD/HD e a armazena na memória RAM.
- Na RAM, mais lenta que as memórias das placas, o arquivo é descomprimido.
- Só então ele é repassado para a GPU, que o armazena na VRAM para processamento e geração da imagem.
Ao longo desse trajeto, a informação passa por componentes e vias de comunicação com larguras de banda diferentes. O resultado é que, independente das velocidades de transmissão altíssimas da interface PCIe, o trabalho da placa de vídeo ainda fica limitado aos canais de comunicação entre CPU e memória, e todo o leva-e-traz entre o SSD e a VRAM.
Processo tradicional de acesso a recursos pode sofrer gragalo ao passar por CPU e memória RAM.Fonte: Nvidia
O DirectStorage, que já estava presente nos Xbox Series X|S, chegou ao Windows 10 em 2020. Ele permite pular algumas etapas dependentes do processador, dando à GPU acesso direto à unidade de armazenamento.
Naturalmente, para percorrer esse novo caminho, as desenvolvedoras, tanto de jogo quanto de placas de vídeo, precisam “ensinar” seus produtos a utilizarem o DirectStorage. Além disso, os componentes têm que saber o que fazer com aquela informação, e essa é a principal razão pela qual ninguém estava utilizando a ferramenta até agora.
Benefícios do RTX IO e como ele funciona
Apenas garantir que GPU busque informações sem depender do processador ainda é pouco eficiente, não justificando o investimento em implementar seu uso. As informações dos jogos são instaladas em formatos diferentes, algumas comprimidas e outras não, para otimizar tempos de carregamento e renderização de imagens.
Jogos costumam trazer muitos recursos comprimidos que, sem GDeflate, precisavam ser processados fora da GPU.Fonte: Nvidia
Elementos que precisam ser renderizados rapidamente (cenários, texturas recorrentes, elementos populosos) costumam ter uma compressão menor — ou nenhuma. Já objetos raros, (personagens/imagens específicas) têm um nível maior. Isso faz com que o DirectStorage isolado acelere o acesso apenas às informações já descomprimidas.
O diferencial do RTX IO é que ele utiliza o GDeflate, um padrão de compressão com código aberto que pode ser executado pela GPU diretamente na VRAM. Por ser compatível tanto com DirectX 12 quanto extensões Vulkan, sua implementação não depende de tecnologias proprietárias.
RTX IO faz o melhor uso do DirectStorage, por acessar dados comprimidos e realizar descompressão diretamente na VRAM.Fonte: Nvidia
Trazer os processos de descompressão diretamente para a memória de vídeo, desafoga o CPU liberando recursos para outras instruções. Além disso, a largura de banda da interface PCIe 4.0 e a velocidade das memórias de vídeo são muito melhor aproveitadas, eliminando eventuais gargalos.
Tanto os Xbox Series S|X quanto o PlayStation 5 já possuem componentes dedicados para esse tipo de operação. Por isso, é comum alguns jogos apresentarem tempos de carregamento menores no PS5 do que no PC, mesmo quando instalados no SSD, como já vêm sendo sugerido nos requisitos desde Cyberpunk 2077.
Outro ponto importante da descompressão diretamente na VRAM é que mais recursos podem ser instalados ainda comprimidos, sem que isso afete o desempenho. Com isso, é possível reduzir bruscamente o armazenamento necessário para as instalações cada vez maiores, na maioria, devido às texturas 4K de mapas e outros elementos.
Comparativos RTX IO On × Off
Ratchet and Clank: Rift Apart é o primeiro título para PC com suporte ao RTX IO, por razões que a Sony enfatizou bastante durante a campanha de divulgação do jogo e do PlayStation 5. A principal mecânica de gameplay do jogo é a dinâmica de atravessar portais entre mundos completamente diferentes.
RTX IO elimina etapas muitas vezes limitantes entre placa de vídeo e recursos dos jogos na unidade de armazenamentoFonte: Nvidia via DigitalTredns
Para transicionar entre áreas novas sem engasgos, os desenvolvedores costumam usar animações como se esgueirar por uma fresta, abrir uma porta pesada. Dependendo do tamanho da nova região, ainda são inseridas ações como apertar um botão repetidamente.
Esta estratégia é, essencialmente, uma tela de carregamento disfarçada, para dar tempo do sistema carregar todos os recursos. Rift Apart é um dos primeiros jogos a praticamente eliminar esse recurso, com transições fluidas e instantâneas entre mundos inteiros.
Confira no trecho abaixo:
A nova dinâmica faz com que a tecnologia do RTX IO seja crucial para garantir a melhor experiência. Testes comparando a diferença entre drives NVMe, SSDs SATA e drives convencionais deixam claro que a Sony não estava exagerando quando afirmou que o jogo não sairia para PS4 por conta do drive lento do console.
Sobre o armazenamento, não se sabe como não ter RTX IO afetaria Ratchet and Clank, já que o port é nativo da tecnologia. Contudo, a Nvidia utilizou o mod Portal: Prelude RTX para demonstrar o desempenho, sendo possível comparar, também, o tamanho das versões com e sem a funcionalidade.
Protal: Prelude RTX com RTX IO tem instalação 44% menorFonte: Nvidia
O mod gratuito para Portal já havia sido lançado antes do novo recurso, acrescentando efeitos de Ray Tracing e Nvidia Reflect ao jogo da Valve. Enquanto a versão sem RTX IO ocupava aproximadamente 40 GB, a versão atualizada ocupa apenas 24,3 GB em disco, uma redução de quase 40%.
Revolucionando os games no PC
O RTX IO, novamente, não é proprietário da Nvidia. O padrão de compressão GDeflate é de código aberto, e a compatibilidade com DirectX 12 e Vulkan possibilitam que qualquer desenvolvedora adote o formato em seus jogos.
Por também não se tratar de uma funcionalidade dependente de núcleos RT ou Tensor, em breve, a AMD e a Intel devem apresentar a tecnologia em suas GPUs. Uma vez desenvolvidas essas versões próprias, a compatibilidade com essas placas dependerá de até qual geração as fabricantes estarão dispostas e atualizar os drivers.
No caso do suporte em jogos, a situação muda um pouco de figura. Títulos populares com desenvolvimento continuado, como Fortnite, podem adotar o padrão mais rapidamente, já que passam por revisões constantes, inclusive com atualizações bem mais complexas.
Em jogos de desenvolvimento fechado, como os single-player, a adoção do RTX IO não é impossível, mas depende do quanto o estúdio ainda investe em suporte para o jogo. Nesses casos, é provável que a comunidade modder se antecipe, principalmente nos jogos mais antigos.
No entanto, os benefícios do RTX IO para as desenvolvedoras é imenso, já que permite gerenciar aproveitar melhor os recursos de hardware. Além de diminuir o tamanho em disco, é possível até esperar títulos multiplataforma ou ports futuros menos desastrosos do que os jogadores de PC vem recebendo com certa frequência.
