Nvidias DLSS 4 hebt KI-Upsampling auf ein neues Level: Mittels Multi Frame Generation entstehen noch mehr künstliche Zwischenbilder, während das Transformer-Netzwerk für klarere Details sorgt. Mehr zu den Neuerungen erfahrt ihr hier.
Mit der neuen GeForce-RTX-5000-Serie präsentiert Nvidia zugleich die nächste Ausbaustufe seines KI-gestützten Upsamplings. DLSS 4 vereint weiterentwickelte Deep-Learning-Algorithmen (darunter ein Transformer-Netzwerk) mit zusätzlichen Frame-Generationen zwischen zwei gerenderten Bildern. Dadurch kann die Bildrate in Spielen nochmals deutlich ansteigen – ideal für hohe Auflösungen wie 4K UHD und aufwendige Raytracing-Effekte.
Was ist Upsampling überhaupt?
Unter Upsampling versteht man das Rendern eines Spiels in einer niedrigeren Auflösung, um die Bildrate zu erhöhen, und das nachträgliche Hochskalieren auf die gewünschte Ausgabe-Auflösung. Beispielsweise kann man bei einem 4K-UHD-Monitor (3.840 × 2.160) die GPU nur in WQHD (2.560 × 1.440) rechnen lassen und das Bild per KI- oder algorithmischem Verfahren hochskalieren. Je nach Upsampling-Stufe kann die eigentliche Render-Auflösung auch deutlich niedriger ausfallen.
Bekannte Upscaling-Verfahren sind neben Nvidias DLSS etwa AMD FidelityFX Super Resolution (FSR), Intel XeSS und Tools wie Lossless Scaling, das verschiedene Skalierungsverfahren unterstützt. Sie alle verfolgen das Ziel, trotz verringerter Render-Auflösung ein möglichst scharfes Endergebnis zu liefern, die GPU zu entlasten und somit mehr FPS herauszuholen. Inzwischen nutzen die meisten modernen PC-Spiele mindestens eine dieser Technologien – sie lassen sich häufig im Grafikmenü aktivieren oder über Drittanbieter-Tools wie die Nvidia-App erzwingen.
Transformer statt CNN: Neues neuronales Netzwerk
Anders als in früheren DLSS-Versionen setzt Nvidia bei DLSS 4 auf ein Transformer Neural Network (TNN), anstatt das bisherige Convolutional Neural Network (CNN). Dieses neue Modell kann Bewegungen und Bildinhalte globaler erfassen, was bei schnell wechselnden Szenen das Ghosting reduziert und mehr Bilddetails erhält.
Auch Ray Reconstruction (das Denoising bei Raytracing) und Deep Learning Anti-Aliasing (DLAA) profitieren von dem besseren Verständnis der KI, sodass Bewegungen flüssiger und Kanten schärfer dargestellt werden. In Titeln wie Cyberpunk 2077 und Alan Wake 2 berichtet Nvidia von spürbar stabileren Lichteffekten und weniger auffälligen Artefakten auf reflektierenden Oberflächen.
Multi Frame Generation: Bis zu drei künstliche Frames
Während DLSS 3 bereits „Frame Generation“ (FG) eingeführt hat, indem ein künstliches Zwischenbild pro gerendertem Bild entsteht, geht DLSS 4 mit Multi Frame Generation (MFG) noch weiter: Bis zu drei Zwischenbilder können eingefügt werden. Dadurch steigt die Bildrate – zumindest auf dem Papier – enorm an, denn je nach gewählter Stufe (2×, 3× oder 4× FG) kommen viele zusätzliche Frames pro Sekunde hinzu.
Bei niedrigen Grund-FPS (z. B. unter 30 FPS nativ) bleibt die Steuerung trotzdem zäh, da alle generierten Bilder keine neuen Eingaben enthalten. Mit einer Basis-Renderrate von über 50 FPS können sich die teils stark erhöhten Bildraten aber durchaus lohnen, um beispielsweise ein visuell flüssigeres Singleplayer-Spielgefühl zu erreichen. Wer kompetitive Shooter spielt, sollte hingegen genau abwägen, ob der Zugewinn an Optik die erhöhte Eingabelatenz rechtfertigt. Die Latenzproblematik möchte Nvidia jedoch in Kürze mit der Reflex-2-Technologie lösen.
Ältere RTX-Karten und Kompatibilität
DLSS 4 ist zwar speziell für die neuen RTX-5000-GPUs ausgelegt, um die Multi Frame Generation nutzen zu können, doch auch RTX-20- und RTX-30-Karten können vom überarbeiteten Upsampling und Ray Reconstruction profitieren. Das bedeutet, dass sie DLSS Super Resolution, DLAA sowie Ray Reconstruction auf Basis des neuen Transformer-Netzwerks verwenden können. Die Anzahl der künstlichen Frames bleibt dort jedoch bei maximal einem (DLSS 3 Frame Generation) im Falle der RTX-40-Modelle, da MFG exklusiv den Tensor-Einheiten der neuen Blackwell-Architektur vorbehalten ist.
Für Spieler und Spielerinnen mit einer älteren Nvidia-GPU ergibt sich damit trotzdem eine Chance auf höhere Bildqualität und geringeres Ghosting. Viele Spiele, die bereits DLSS 3 unterstützen, lassen sich zudem via Nvidia-App auf das neue DLSS-4–Netzwerk umstellen – die praktische Integration kann je nach Titel aber variieren. Zum Start von DLSS 4 werden laut Nvidia über 75 Spiele unterstützt.
Fazit und Eindrücke
Bei unserem kürzlichen Test der RTX 5070 Ti haben wir Spiele mit verschiedenen Einstellungen/Szenarien getestet. Dabei wurden auch die FPS-Unterschiede der verschiedenen DLSS- und Frame-Gen-Stufen in Cyberpunk 2077 gemessen. Es handelt sich jeweils um die durchschnittliche Bildrate im integrierten Benchmark-Test mit Ultra-Raytracing-Preset. Nähere Details zum Testsystem und zur Leistung in anderen Spielen erfahrt ihr im verlinkten Beitrag.
Mit DLSS 4 legt Nvidia im Vergleich zur CNN-basierten Vorgängerversion in puncto Bildqualität spürbar zu: Vor allem in DLSS Quality ist das Ergebnis ohne Direktvergleich praktisch nicht mehr von nativ zu unterscheiden, und selbst die Performance-Stufe hat nun weitaus weniger sichtbare Schwächen. Durch das verbesserte Transformer-Netzwerk (TNN) fallen Bewegungsartefakte deutlich geringer aus, kommen aber trotzdem gelegentlich vor. Die Qualität der Implementierung dürfte zudem je nach Titel variieren.
Die Multi Frame Generation beeindruckt zusätzlich, weil sie Bildraten von „überwiegend flüssig“ auf ein „ultra-smooth“-Niveau hebt – damit kann man einen 4K-OLED-Monitor mit 240 Hertz mal adäquat ausreizen. Allerdings bringt MFG zwangsläufig eine erhöhte Eingabelatenz mit sich. Bevor Reflex 2 nicht verfügbar ist, lässt sich die Technologie deshalb nur mit Einschränkungen empfehlen. Wer das Spielgefühl möglichst direkt behalten möchte, sollte bei aktivem FG lieber niedrigere Frame-Gen-Stufen verwenden.
Gerade angesichts steigender Systemanforderungen und schlecht optimierter PC-Spiele bietet DLSS 4 mit MFG trotzdem eine sehr attraktive Möglichkeit, auf hohen Detailstufen ruckelfrei zu spielen. Mit einer geeigneten RTX-Grafikkarte lassen sich so beeindruckend flüssige Bilder erzeugen, ohne dass man starke Abstriche bei der Optik hinnehmen muss. Wer also aufwendige Titel in 4K mit Raytracing genießen möchte, findet hier einen zeitgemäßen Kompromiss zwischen gesteigerter Leistung und ansprechender Bildqualität.
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Quellen:
Schreibt seit 2020 für Allround-PC zu Technik aller Art und hat schon in jedem Ressort Artikel verfasst. Abseits des Redakteur-Jobs studiert Tim Technikjournalismus an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg.
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