Un Nintendo Switch next-gen potrebbe sfruttare il DLSS AI upscaling di Nvidia? - articolo

Degli esperimenti preliminari ci restituiscono risultati eccezionali.

Quel rumor non è durato a lungo. Nelle scorse settimane si sono diffuse storie che il lungo e atteso Switch Pro sarebbe arrivato nel 2020, permettendo a Nintendo di combattere i lanci, da parte di Sony e Microsoft, delle console next-gen. Il tutto però sembrava inverosimile e Nintendo è stata rapida a smentire la voce sul nascere. L'attuale famiglia di console Switch continua a vendere e non c'è al momento alcuna ragione commerciale di rilievo per cui Nintendo dovrebbe rilasciare un modello più potente, né tanto meno di affrontare uno scontro diretto con PS5 e Series X con un hardware che sarebbe certamente molto inferiore. Comunque la collaborazione della compagnia con Nvidia sembra continuare e a tre anni dal lancio di Switch, i piani per il futuro sono sicuramente lontani dal rilascio di un sistema next-gen. Oltre a questo, guardando il modo in cui la tecnologia di Nvidia si sta evolvendo, si presentano alcune incredibili opportunità per la realizzazione di una nuova e più potente console ibrida Nintendo.

Le aspettative dovrebbero essere mitigate se il piano sarà quello di produrre una console più potente e niente di più. Fondamentalmente la potenza computazionale in un dispositivo mobile è limitata dall'esigenza di inserire un processore che giri a frequenze di clock molto basse. Se si riuscisse a fornire un dispositivo con potenza simile a quella di PS4 o Xbox One, dovremmo considerarlo un piccolo miracolo per un sistema derivato da un processore disegnato per il gaming mobile. Comunque, fatta questa premessa, un nuovo Switch basato su una più recente tecnologia di Nvidia aprirebbe la porta a una delle più impressionanti tecniche di upscaling intelligenti della compagnia. Quindi abbiamo deciso di testarle in scenari appositi per rappresentare il gaming a livello di Switch.

Abbiamo affrontato questa sfida su due fronti. Prima di tutto, la tecnologia AI upscaling è già disponibile in un prodotto basato su Tegra X1, la nuova revisione dello Shield Android TV, ultimo modello ulteriormente aggiornato dello streamer di Nvidia. AI upscaling è una tecnologia esclusiva delle nuove versioni di Shield e funziona con qualsiasi contenuto video che giri sulla macchina. L'unico limite sta nel fatto che qualsiasi contenuto che giri sopra i 30fps non è supportato. E questo ci porta a chiederci: che cosa accadrebbe se catturassimo un feed su Shield proveniente da Switch? E come apparirebbe?

Ma abbiamo voluto anche approcciarci a questo scenario dalla direzione opposta. Ci siamo un po' entusiasmati per le tecniche DLSS AI upscaling utilizzate nei giochi recenti: si tratta di una proposta nettamente migliorata rispetto alle già valide implementazioni nei giochi importanti su PC. Come abbiamo già mostrato, Wolfenstein YoungBlood gira molto bene con DLSS attivo in alcuni scenari, la versione upscalata appare più pulita di quella a risoluzione nativa. Quindi abbiamo abbassato la risoluzione a quella massima della versione Switch (pari a 720p) e abbiamo usato il DLSS in modalità performance a dettagli minimi. Che cosa ci saremmo dovuti aspettare? E come sarebbe stato il confronto con la versione Switch?

Il nostro approfondimento in video durante I test dell'AI upscaling. Il machine learning è davvero in grado di migliorare la grafica di uno Switch next-gen?

Il motivo per cui siamo entusiasti riguardo al DLSS è incredibilmente semplice da spiegare. Vogliamo spingere le feature grafiche al livello successivo con tecnologie come ray tracing in tempo reale, ma non vogliamo perdere troppe performance in cambio. Quindi, perché usare risorse GPU per riprodurre ogni singolo pixel quando l'AI upscaling è in grado di dedurre un sacco di quei pixel? Wolfenstein Youngblood ed altri titoli supportati dal DLSS mostrano risultati brillanti e la tecnica ha molto potenziale. Se in cambio si ottengono vantaggi prestazionali mantenendo la stessa qualità, questo stesso scenario in teoria può essere messo a frutto anche nei dispositivi mobile che sono caratterizzati da risorse computazionali estremamente limitate.

Invece di usare il DLSS per mitigare una perdita di performance derivata da feature high-end come il ray tracing, abbiamo scelto di usarlo semplicemente per aumentare la qualità dell'immagine: non è infatti un segreto che i titoli tecnicamente complessi su Switch appaiano molto impastati, e questo è causato dalla bassa risoluzione richiesta come compromesso in molti casi. Anche i titoli first party Nintendo ne sono affetti, visto che Splatoon 2 e Super Mario Odyssey utilizzano uno scaling dinamico della risoluzione che come risultato manda spesso su schermo risoluzioni inferiori a 720p. Addirittura, Yoshy's Crafted World, sviluppato con UE4, tocca una risoluzione minima di 576p in modalità docked. Nell'era delle TV 4K, giocare in modalità docked a queste risoluzioni può quindi risultare deludente in alcuni casi.

Il primo passo da compiere nel nostro test è stato quello di analizzare la nuova tecnologia di AI upscaling di Nvidia Shield. Stando a quanto sappiamo, l'ultimo Tegra X1 non ha dei tensor core disegnati per le funzioni di deep learning accelerate in hardware, quindi il processo verosimilmente viene gestito sui CUDA core dell'X1, che normalmente rimangono inutilizzati durante il playback dei video. Il DLSS ricostruisce le immagini prese da ogni frame del gioco supportato. Ma supponiamo che l'AI upscaling di Shield sia qualcosa di nettamente diverso, e questa sensazione è rafforzata dai risultati che abbiamo ottenuto.

Se dovessimo tirare a indovinare, diremmo che Shield AI upscaling entra in gioco nel tentativo di migliorare l'immagine, facendo splendere i dettagli extra negli schermi 4K. Potete vedere questa situazione nelle immagini sottostanti di Doom 3 e Dragon Quest Builders 2 (upscalate dal 1080p nativo), c'è più dettaglio. Ma allo stesso tempo, abbiamo ottenuto risultati simili da un upscaling tramite Photoshop con filtri di sharpening. Abbiamo anche testato lo scaler confrontando il video catturato originariamente su Switch con quello dell'output di Shield, downscalato a 1080p. Ecco, le differenze sono state molto difficili da scorgere. Anche se ci fossero stati dei miglioramenti, questi sono certamente scomparsi nel processo di doppio scaling (da 1080p a 4K e di nuovo a 1080p).

4K Basic Upscale4K via Shield AI Upscale
L'AI upscaler di Shield potrà non essere perfetto per il footage di giochi, ma è disegnato per film e contenuti TV. Non abbiamo miglioramenti epocali, ma la nitidezza migliora notevolmente. I benefici nel mondo reale dipenderanno in gran parte dal contenuto.
SwitchSwitch via Shield AI Upscale
Doom 3 BFG Edition è un titolo a 1080p nativo, e lo abbiamo upscalato a 4K utilizzando gli scaler basic e AI enhanced di Shield. L'immagine diventa più dettagliata ma le seghettature aumentano.
SwitchSwitch via Shield AI Upscale
Consigliamo di utilizzare i pulsanti di confronto A e B sottostanti per avere una comparativa fianco a fianco con la versione standard.
SwitchSwitch via Shield AI Upscale
Un po' di azione di Zelda a 900p upscalato a 4K su Shield e poi downscalato nuovamente a 1080p. Le differenze sono sottili nel migliore dei casi.
SwitchSwitch via Shield AI Upscale
Le differenze sono sottili pure con MK11, ma questo dimostra che è improbabile si tratti di DLSS, l'AI upscaling di Shield non è capace di generare nuovi dettagli.
SwitchSwitch via Shield AI Upscale
Con pochi dettagli in gioco, i titoli Switch più sgranati ricevono zero benefici dall'AI upscaling, ma in tutta sincerità, questo non è il tipo di contenuto disegnato per questa tecnica.

C'è convenienza nell'AI upscaler di Shield (una veloce ricerca su Google rivela che diverse persone sono sbalordite dai risultati) ma non è una tecnica pensata per processare gameplay. Le seghettature diventano più evidenti quando sono upscalate e rifinite a 4K, e d'altro canto non c'è il dettaglio necessario nei giochi a risoluzioni minori per garantire un miglioramento significativo. Non riteniamo che ci sia correlazione con la tecnica DLSS di Nvidia per PC qui, visto che mentre la qualità varia nelle sue implementazioni meno recenti, aggiunge sempre dettaglio extra, cosa che qui non succede con l'algoritmo di Shield. Potranno esserci grosse differenze con contenuti video come film e serie TV, ma riteniamo che l'effetto di sharpening sia troppo marcato, anche a impostazioni minime.

In ogni caso, siamo entusiasti del potenziale della tecnologia DLSS di Nvidia in una futura piattaforma portatile perché i risultati dei nostri test con Wolfenstein Youngblood sono notevoli. Precedentemente, abbiamo lanciato il gioco maxato ad alte risoluzioni e abbiamo riscontrato che con ray tracing disattivato una RTX 2060 può far girare il gioco a 4K DLSS con un frame-rate tra i 70 ed i 90 fps. La qualità grafica è talmente alta che se il DLSS fosse un'opzione selezionabile, sarebbe da stupidi non attivarlo.

Ma che succede quando fate girare Youngblood a 720p a dettagli minimi con DLSS nella sua modalità performance? In pratica, che succede cerchiamo di far somigliare il più possibile la versione PC a quella Switch? Uno scenario senza dubbio interessante perché la versione PC al minimo ha un framebuffer di 640x360, ovvero il 50 percento di scaling e un numero di pixel su schermo paragonabili a quello della versione Switch. Gli screenshot parlano da soli, ma è affascinante constatare quanto bene la versione DLSS tenga la qualità dell'immagine e strapazzi la versione Switch. Il DLSS upscaling non è quindi utile solo su hardware di fascia alta, ma potrebbe anche avere un ruolo cruciale nei chipset mobile.

Passando al 1080p DLSS e impostando i dettagli a livello medium, il carico della GPU ovviamente aumenta, ma pensavamo che fosse interessante vedere il confronto tra un'immagine nativa a 540p con AI upscaling e la versione PlayStation 4. Anche se i 60fps potrebbero non essere alla portata di un'eventuale Switch Pro con queste impostazioni, l'aumento di risoluzione a un'equivalente console a dettagli medi dovrebbe essere possibile da ottenere. I risultati sono ancora più impressionanti, e rafforzano la nostra idea che incorporare le feature di deep learning accelerate in hardware in uno Switch next-gen potrebbe portare benefici incredibili.

PC/Low/720p/DLSSSwitch
DLSS impostato a 720p e modalità performance utilizza il 50 percento dello scaling di risoluzione con l'AI che interviene per fare la differenza. In pratica, abbiamo uno smart upscaling 640x360 che può risultare incredibilmente migliore se confrontato alla versione standard TSAA su Switch.
PC/Low/720p/DLSSSwitch
Il DLSS rimuove un bel po' di blur dal gioco standard PC, e l'effetto è ancora più evidente nel confronto con la versione Switch.
PC/Low/720p/DLSSSwitch
Se stiamo ottenendo questi risultati da una versione che gira a risoluzione base così bassa, immaginate cosa sarebbe in grado di fare una GPU più potente per Switch che usa l'AI per incrementare la risoluzione.
PC/Medium/1080p/DLSSPlayStation 4
Il 1080p DLSS a dettagli medi viene ottenuto partendo da una risoluzione base di 960x540. Qui i risultati del DLSS sono confrontati con la versione PS4 che gira a 1080p. Impressionante.
PC/Medium/1080p/DLSSPlayStation 4
Un altro scatto comparativo: 1080p DLSS medium su PC contro il gioco su PS4. Notevole quanto sembrino simili in azione.
PC 720p NativePC 720p DLSS QualityPC 720p DLSS BalancedPC 720p DLSS Perf
Tornando al 720p DLSS per il nostro test, ecco come si comparano le due modalità qualità. La risoluzione di base varia tra 360p e 480p.

Nintendo stessa ha categoricamente smentito il rilascio di uno Switch Pro nel 2020 e stando alle nostre indagini scavando nei firmware non c'è alcun indizio riguardante un upgrade hardware (è così che siamo venuti a conoscenza della versione revisionata 'Mariko' del chip Tegra X1). I report coreani riguardanti il nuovo modello parlavano di un processore che utilizzava l'architettura Nvidia Volta, che si tradurrebbe in supporto al deep learning accelerato in hardware. La compagnia produce già il 'Tegra Xavier', ma con una dimensione del die di 350mm2 prodotto a 12nm, è grosso quanto il chip della Xbox One X, cosa che lo renderebbe non adatto per una console portatile.

Considerando ciò, sembra che sia la fine per i processori Tegra standard per Switch, ed i processori futuri saranno di natura custom e probabilmente prodotti a 7nm, fattori che renderebbero uno Switch Pro più orientato per una release nel 2021 o ancora più avanti. Ed anche lì, potrebbero esserci altri approcci che Nintendo potrebbe preferire alla creazione di un nuovo processore. Il nuovo Tegra X1 Mariko nei nuovi modelli di Switch potrebbe potenzialmente fornire il 60-70 percento di prestazioni in più sia per CPU che GPU se Nintendo sbloccasse il suo potenziale massimo abbinando anche una batteria più performante e un dissipatore più generoso.

Nell'immediato, comunque, i risultati ottenuti con il DLSS su Wolfenstein Youngblood si sono dimostrati impressionanti. Per gli utenti PC che hanno ignorato questa feature, consideriamo caldamente di provarla. E non è una situazione che si ottiene in un singolo gioco, visto che anche nei test DLSS con Deliver Us The Moon abbiamo ottenuto un incremento della qualità dell'immagine eccezionale (ci sono alcune catture nel video sopra). Seguiteremo a monitorare i progressi dell'AI upscaling con molto interesse: al momento è chiaramente una tecnologia per PC, ma potrebbe essere un fattore chiave nella prossima generazione di gaming su console.

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Riguardo l'autore

Richard Leadbetter

Richard Leadbetter

Technology Editor, Digital Foundry

Rich has been a games journalist since the days of 16-bit and specialises in technical analysis. He's commonly known around Eurogamer as the Blacksmith of the Future.

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