Switch Pro next-gen può davvero puntare a 4K DLSS?

Abbiamo analizzato la tecnologia e i freddi numeri.

Switch Pro, Switch 2, Super Switch, Switch Model S: non è ancora chiaro come verrà chiamata la console o quando arriverà, ma i rumor si susseguono senza sosta e un argomento ricorrente associato a questa possibile nuova console è l'utilizzo della tecnologia DLSS di Nvidia, un algoritmo di super-sampling basato sul deep learning che permette di combinare il tradizionale campionamento temporale con una rete neurale per aumentare nettamente risoluzione e prestazioni.

Questa tecnologia è stata finora utilizzata con grande successo su PC, e il suo compito in questo caso sarebbe quello di prendere la risoluzione 720p dello schermo del tablet dello Switch e portarla fino a 2160p per adattarsi agli schermi 4K ormai diffusi in tutti i nostri salotti. Questo almeno in teoria, ma in pratica il DLSS potrebbe riuscire in quest'impresa su un dispositivo con hardware mobile? Abbiamo quindi deciso di parlare utilizzando i numeri.

Prima di tutto, dobbiamo parlare della plausibilità o meno che un processore con tecnologia DLSS finisca su una console portatile. Qui ci sono quanto meno risposte positive. L'ultimo SoC Nvidia Tegra (nome in codice Orin) è basato sulla più recente architettura Ampere, ed è realizzato per essere impiegato principalmente nel settore automotive. Qui però vengono fuori i primi problemi, visto che il chip ha una richiesta energetica di 45W, quando Switch ha un power limit di 15W, di cui 10-11W vengono utilizzati dal processore (probabilmente dimezzati in modalità portatile). Ma c'è una soluzione a questo problema: una versione ultra-low voltage del chip Orin che consuma solo 5W, che però dovrebbe essere in grado di scalare verso l'alto in prestazioni, e quindi consumo, se collegato a un dock esterno.

Uno Switch di prossima generazione potrebbe veramente fornire il 4K DLSS? Ecco la nostra video analisi con Alex Battaglia.

Anche così, integrando i tensor core richiesti per far funzionare il DLSS, siamo ancora di fronte a una riserva di potenza limitata e l'AI upscaling non è 'gratuito', da qui il nostro passo successivo che consiste nella misurazione del carico computazionale richiesto dal DLSS stesso. Nel video sottostante potete vedere come abbiamo fatto, ma il metodo di calcolo è abbastanza semplice da spiegare. Utilizzando Doom Eternal come base, abbiamo impiegato una RTX 2060 per misurare il tempo impiegato per processare il DLSS in confronto al rendering a risoluzione nativo, giungendo alla conclusione che il costo in termini di tempi per questo processo è di 1,9ms. La RTX 2060 però ha circa 5,5x la potenza deep learning del chip Orion operante a 10W, quindi assumendo una proporzione lineare, il DLSS richiederebbe 10,5ms su un probabile Switch Pro. In un mondo in cui Doom Eternal punta a 16,7ms per fotogramma, non rientriamo nei tempi, si sforerebbe. Ma se il gioco gira a 30fps con un frame-time di 33,3ms, allora le cose diventano molto più sostenibili.

Ma è importante sottolineare che le nostre misurazioni del costo prestazionale del DLSS sono basate sul confronto tra input e output, e non abbiamo accesso ai processi di calcolo interno. Di conseguenza i nostri calcoli sono molto approssimativi, ma ci aiutano a farci un'idea della potenziale sostenibilità di questa tecnologia su un hardware portatile. E ci sono tante altre variabili da considerare. Per cominciare, stiamo dando per scontato un output 4K. Non c'è niente che possa vietare uno sviluppatore di utilizzare il DLSS per trasformare un'immagine per schermi portatili a 720p in una a 1440p con DLSS, e poi utilizzare lo scaler GPU per ottenere un output 4K. In questo scenario, i 10,5ms di tempo richiesti per il DLSS sul chip Orion di Nvidia richiederebbero appena la metà del tempo, ovvero 5,2ms. Ci sarebbe indubbiamente un degradamento della qualità, ma potrebbe essere un'ottima soluzione per alcuni tipi di giochi.

E ovviamente stiamo anche basando i nostri calcoli sul modo in cui il DLSS funziona su PC, non è detto che Nvidia non implementi un metodo di funzionamento della sua tecnologia ad hoc per l'esperienza console, basti pensare che l'azienda ha persino creato delle API a basso livello apposta per Switch. Ma c'è qualcosa di persino più importante da chiederci: qual è il risultato visivo di un'immagine 720p upscalata a 2160p tramite DLSS?

720p Integer Upscale4K DLSS Ultra Performance Mode
Confrontato con la sua risoluzione interna di 720p, il 4K DLSS in modalità ultra performance migliora la risoluzione spaziale nelle immagini statiche.
720p Integer Upscale4K DLSS Ultra Performance Mode
Confrontato con la sua risoluzione interna di 720p, il 4K DLSS in modalità ultra performance è meno efficace in movimento, ma abbastanza convincente.
4K DLSS Ultra Performance Mode4K Native + TAA
In confronto al 4K nativo, il 4K DLSS in modalità ultra performance perde dettaglio e stabilità, ma un possibile Switch next-gen deve offrire immagini decenti su uno schermo 4K.
4K DLSS Ultra Performance Mode4K Native + TAA
Confrontato col 4K nativo, il 4K DLSS in modalità ultra performance può mostrare artefatti temporali. Non è perfetto, ma il risultato è nettamente migliore di ogni altra forma 720p upscalato.

Ci auguriamo che gli screenshot allegati in questa pagina illustrino perfettamente perché il DLSS potrebbe cambiare la partita per un possibile Switch next-gen e come un'immagine realizzata per uno schermo 720p di un tablet possa trasformarsi e adattarsi perfettamente a un grande schermo 4K da salotto. Il DLSS non si limita ad eseguire un upscaling, ma applica anche l'anti-aliasing all'immagine. In pratica è una soluzione 2-in-1. Combinando le informazioni estrapolate dai fotogrammi precedenti con i vettori di movimento che dicono all'algoritmo dove i pixel si andranno possibilmente a posizionare tramite un processo di deep learning, si ottiene un risultato traformativo.

Un'immagine 4K DLSS tiene testa a una presentazione 4K nativa? Nell'universo PC, la modalità performance utilizza in input 1080p nativo per lo scaling, che aumenta a 1440p in modalità qualità. Scalando da 720p ci sono meno dati da elaborare e quindi si avranno più imprecisioni e artefatti nell'immagine di output, ma il punto è che un probabile Switch next-gen non dovrà necessariamente fornire una qualità 4K. I criteri per il successo sono molto differenti quando si tratta di confrontare un'esperienza PC visualizzata su uno schermo a cui si sta molto vicini rispetto a un'esperienza console che solitamente si visualizza su grandi TV da cui si sta a diversi metri di distanza. Il nuovo Switch non avrà bisogno di fornire la precisione del 4K, avrà solo bisogno di fornire un'immagine che renda bene sulle TV da salotto moderne.

Oltre al DLSS stesso, ci sono anche diverse teorie da analizzare. Per dirne una, perché Nintendo dovrebbe puntare ancora al 720p per lo schermo di un possibile Switch di nuova generazione? Dal nostro punto di vista rappresenta il miglior rapporto tra densità di pixel e potenza GPU richiesta, e infatti non a caso Valve ha scelto 800p come risoluzione dello schermo del suo Steam Deck. Passare da 720p a 1080p implicherebbe che gran parte della potenza del nuovo Switch verrebbe sprecata nell'aumento di risoluzione piuttosto che sull'aumento della qualità della grafica.

DLSS 2.2 è l'ultima versione della tecnologia di upscaling basata sul machine learning targata Nvidia. Questo video mostra la sua applicazione in Lego Builder's Journey e poi tratta delle ultime innovazione portate dal DLSS 2.2 in altri titoli.

Il prossimo grande assunto che facciamo è che Nintendo continui ad affidarsi a Nvidia per lo Switch di prossima generazione (ma sarebbe una follia non farlo, già solo per il fattore compatibilità) e che la compagnia utilizzi davvero il chip Orin, o una sua variante. Su quest'ultimo punto, uno dei leaker più affidabili in giro, kopite7kimi, sembra abbastanza convinto. Anche così, i nostri calcoli relativi a un nuovo Switch con un TDP di 10W, sembrano plausibili.

Ma lo scopo di questo test era sostanzialmente incentrato su due punti. Il primo era di capire se un chip Nvidia basato sull'ultima architettura disponibile potesse effettivamente gestire il DLSS, e la risposta è positiva. Il dubbio rimane sulla potenza richiesta, visto che i tensor core richiedono energia, ma teoricamente la console può aumentare la frequenza del chip in configurazione docked. Quindi è fattibile.

Il secondo interrogativo riguarda la qualità. Anche con una semplice risoluzione 720p da gestire, il DLSS procuce buoni risultati a 4K, che sorprendono e incantano se messi fianco a fianco con l'input originale, anche se non risultano "altrettanto buoni" rispetto al 4K nativo.

Le potenziali applicazioni future di questa tecnologia sono allettanti, e non solo per le console Nintendo. Le applicazioni machine learning, che includono il super-sampling, sono molto sostenibili andando verso le versioni enhanced mid-gen di PS5 e Xbox Series che potrebbero uscire tra qualche anno, a patto che Sony e Microsoft scelgano questa strada anche per questa nuova generazione di console.

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Riguardo l'autore

Alex Battaglia

Alex Battaglia

Video Producer, Digital Foundry

Ray-tracing radical, Turok technophile, Crysis cultist and motion-blur menace. When not doing Digital Foundry things, he can be found strolling through Berlin examining the city for rendering artefacts.

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