Как работает AMD FSR 4 Redstone? Какие видеокарты поддерживает? Что это? Пример

С помощью Redstone AMD расширяет существующую экосистему FidelityFX Super Resolution 4, внедряя дополнительные этапы рендеринга на основе машинного обучения, ориентированные на генерацию кадров, реконструкцию трассировки лучей и ускорение освещения (кэширование Radiance).

Эти функции являются частью набора функций FSR 4, представленного AMD вместе с новыми видеокартами серии Radeon RX 9000 на базе графической архитектуры RDNA 4.

Эти функции призваны сократить технологический разрыв AMD с NVIDIA, которая выпустила DLSS 4 вместе со своей серией видеокарт GeForce RTX 50.

AMD добилась значительных успехов в улучшении качества изображения при масштабировании с помощью FSR 4.

AMD внедрила новый масштабировщик на основе машинного обучения (ML). Машинное обучение станет повторяющейся темой, поскольку компания активно использовала его и для других новых компонентов, представленных под брендом FSR «Redstone».

Требования к оборудованию

Функции машинного обучения в FSR Redstone требуют использования видеокарт на базе новейшей графической архитектуры RDNA 4, а именно серии Radeon RX 9000.

Нейронный вывод для генерации кадров, восстановления лучей и кэширования яркости выполняется на выделенных аппаратных блоках ИИ, представленных в серии Radeon RX 9000. Эти функции недоступны на более ранних архитектурах RDNA.

Это означает, что аспекты восстановления лучей и кэширования яркости в FSR 4 Redstone будут эксклюзивными для оборудования RDNA 4 (серии Radeon RX 9000).

Новые версии генерации кадров на основе машинного обучения и существующие модели масштабирования FSR 4 также требуют оборудования RDNA 4.

Существуют резервные варианты на основе шейдеров для поддержки этих двух функций на более старом оборудовании, но без улучшенной производительности и качества моделей на основе ИИ.

Особенность	RDNA 4	До-RDNA 4
Масштабирование	ML	Резервный вариант FSR 3.1
Генерация кадров	ML	Резервный вариант FSR 3.1
Лучи	ML	Нет
Кэширование Radiance	ML	Нет

С точки зрения разработчика игр, функции FSR Redstone можно либо реализовать непосредственно в игре, что также отобразит соответствующие параметры в меню настроек, либо делегировать поддержку панели управления AMD Radeon Settings, которая автоматически заменит старую реализацию FSR в игре на новейшую совместимую версию без необходимости ручной замены DLL-файлов.

FSR 4 для видеокарт серии RX 9000 RDNA 4 и FSR 3.1 для видеокарт RDNA 2 и 3.
Новые возможности Redstone включают в себя:

• Генерация кадров FSR с использованием системы интерполяции кадров на основе машинного обучения.
• FSR Ray Regeneration - это алгоритм шумоподавления на основе нейронных сетей, предназначенный для улучшения качества рендеринга трассировки лучей.
• FSR Radiance Caching - это нейронный кэш, разработанный для снижения затрат на трассировку лучей при глобальном освещении.

Учитывая, что AMD уже запустила масштабирование FSR 4, никаких изменений нет, просто набор функций FSR 4 расширяется за счет добавления этих трех новых компонентов.

Кэширование Radiance доступно разработчикам в рамках Redstone SDK, а интеграция с играми запланирована на 2026 год.

Генерация кадров на основе машинного обучения (ML)

Когда конкурирующая NVIDIA представила технологию DLSS 3 Frame Generation, в которой графический процессор пытался отрисовывать каждый второй кадр, используя исключительно искусственный интеллект, чтобы удвоить частоту кадров, AMD ответила технологией FSR 3 Frame Generation, которая использовала более примитивные методы интерполяции кадров.

AMD наконец-то догнала конкурентов по качеству изображения благодаря своей новой технологии FSR Redstone ML Frame Generation.

Новая технология AMD FSR Redstone ML-powered Framegen использует комбинацию обработки оптического потока и перепроецирования векторов движения для генерации альтернативных кадров.

Модель работает, принимая на вход данные предыдущего и текущего кадров, а также их производные по глубине и векторам движения, чтобы предположить, как может выглядеть следующий кадр.
Используются две модели машинного обучения: одна управляет перепроецированием оптического потока, а другая предсказывает цвет на этапе смешивания, объединяя входные данные из оптического потока и векторов движения.

Кадры, сгенерированные с помощью FSR Redstone, как правило, имеют значительно более высокое качество изображения, чем интерполированные кадры, сгенерированные в FSR 3 Frame Generation.

Возможно, лучшим доказательством этого является скриншот F1 25, где тени от машин отображаются более точно.
Как мы уже говорили, генерация кадров на основе машинного обучения может быть либо интегрирована в игру и отображаться в настройках игры, либо может быть включена с помощью переопределения на уровне драйвера.

Поддерживаемые игры AMD FSR 4 Redstone

Ниже мы перечислили игры, которые поддерживают генерацию кадров ML через переопределение на уровне драйвера на видеокартах RDNA 4:

• Black Myth: Wukong
• ARC Raiders
• F1 25
• Call of Duty: Black Ops 7
• Cash Cleaner Simulator
• Cronos: The New Dawn
• Cyberpunk 2077
• Hell is Us
• Deathground
• EXFIL
• Farming Simulator 25
• God of War Ragnarok
• Grand Theft Auto V Enhanced
• Hogwarts Legacy
• Squad
• INDUSTRIA 2 (demo)
• Keeper
• Mafia: The Old Country
• Marvel Rivals
• No More Room in Hell 2
• Project Motor Racing
• Qanga
• Rem Survival
• Ships At Sea
• Wreckfest 2
• THE FINALS
• The Last Caretaker
• The Talos Principle: Reawakened
• Titan Quest II
• Winter Survival
• Wuthering Waves

Скриншоты FG

На скриншотах ниже мы запечатлели сгенерированное изображение с движущимися объектами. Без движения интерполировать нечего, а значит, всё будет выглядеть одинаково. Скриншоты обрезаны в исходном размере из 1080p.

Обратите внимание, что мы тестируем при очень низкой частоте кадров, чтобы усложнить задачу алгоритмам, поскольку различия в движении между кадрами более выражены.

При типичной частоте кадров в игре эти артефакты будут гораздо менее заметны во время реального игрового процесса.

Это также связано с тем, что каждый второй кадр идеален, и ваш мозг интерполирует между ними, эффективно маскируя любые проблемы при высокой частоте кадров.

Для уточнения: генерация кадров шейдерами - это существующая генерация кадров FSR 3.1. Генерация кадров машинного обучения - это новый аспект генерации кадров в FSR 4.

Начнём с Cyberpunk 2077. При использовании генерации кадров с помощью шейдеров (Shader Frame Generation) мы видим некоторое размытие вокруг идущих людей, а также размытие за машиной.

В версии с генерацией кадров с помощью машинного обучения (ML Frame Generation) размытие на машинах гораздо меньше, но есть едва заметная полоса ореола, следующая за NPC.

NVIDIA DLSS обеспечивает довольно чёткие контуры вокруг людей, очень мало полос за движущимися объектами. Мы бы сказали, что FSR ML и DLSS примерно равны.

В F1 25 с генерацией кадров с помощью шейдеров (Shader Frame Generation) желто-зеленая зона бордюра вокруг правого зеркала выглядит довольно искаженной, как и ограждения, а за машиной впереди нас появляется какой-то мусор.

Генерация кадров с помощью машинного обучения (ML Frame Generation) позволяет избежать многих из этих проблем, но вокруг машин все еще наблюдается некоторое размытие, хотя ограждение выглядит заметно лучше.

NVIDIA DLSS имеет проблемы с мусором позади машины, едущей впереди нас, а также вокруг нашей собственной машины. Ограждение выглядит похоже на генерацию кадров с помощью машинного обучения из FSR 4. В целом, мы бы сказали, что генерация кадров с помощью машинного обучения в FSR 4 выигрывает у DLSS.

 

• При использовании генерации шейдерных кадров движущийся игрок практически полностью разваливается.
• Генерация кадров с использованием машинного обучения имеет некоторые проблемы, но они гораздо менее выражены.
• DLSS выглядит похоже на генерацию шейдерных кадров, что является еще одним преимуществом FSR ML.

Производительность FG

Сyberpunk 1440p:

F1 25 1440p:

Hogwarts Legacy 1440p:

Переход на модель генерации кадров на основе машинного обучения приводит к небольшому дополнительному снижению производительности примерно на 1,5%, но это определенно того стоит.

Если рассматривать только чистую частоту кадров, режим DLSS x4 от NVIDIA в настоящее время обеспечивает более высокую частоту кадров.

Лучи

Функция восстановления лучей давно востребована в конвейере трассировки лучей AMD. Во время трассировки лучей графический процессор не пересекает каждый пиксель на экране лучами света.

Вместо этого с треугольниками взаимодействует лишь небольшое количество лучей. Этот процесс может привести к значительному «шуму» изображения от пикселей, которые не взаимодействовали с лучами.

Для удаления этого шума используется программное обеспечение для шумоподавления, что особенно важно при масштабировании.

При масштабировании, изображения сначала отображаются с более низким разрешением, а затем масштабируются до исходного разрешения с дополнительной постобработкой.

NVIDIA решила эту проблему с помощью технологии восстановления лучей DLSS 3.5, а теперь AMD решает её с помощью технологии восстановления лучей FSR Redstone. Однако эти два подхода не совсем идентичны.

Технология AMD FSR Ray Regeneration - это большой шаг вперед в создании естественного освещения и отражений. Эта функция использует шумоподавитель на основе машинного обучения для трассировки лучей и путей.

Он обрабатывает низкосэмплированные, зашумленные данные рендеринга и очищает их, подготавливая каждый кадр для масштабирования и интерполяции.

FSR Ray Regeneration обещает преобразовать необработанные данные трассировки лучей в улучшенный реализм, добавляя глубину, атмосферу и аутентичность, что делает игровой мир по-настоящему захватывающим.

Выходные данные конвейера трассировки лучей с шумом подаются в шумоподавитель Ray Regeneration, который учитывает глубину, информацию о бликах, яркость и видимость света.
В отличие от технологии NVIDIA Ray Reconstruction, Ray Regeneration, похоже, не основана на проходе масштабирования и работает без активного масштабирования (мы увидели это в Black Ops 7).

Call of Duty Black Ops 7 - первая игра, в которой реализована технология FSR Ray Regeneration (RT). На первом кадре выше показано, как в игре выглядят отражения, созданные с помощью шейдеров, в разрешении 4K Ultra HD.

Во второй сцене, где используется RT, видно, что отражение становится более тусклым и шумным, хотя физически оно выглядит более реалистично благодаря применению RT.

На третьем кадре показано, как технология Ray Regeneration создает значительно более реалистичное отражение.

Скриншоты RR

Конечно, мы проверили это в Black Ops 7, единственной игре, поддерживающей RR на данный момент.

Скриншоты были сделаны в разрешении 1080p с максимальными настройками графики на видеокарте RX 9070 XT, в родном разрешении без масштабирования.

Включена:

Выключена:

Включена:

Включена:

Выключена:

Включена: 

Выключена:

Включена:

Выключена:

Включена:

Выключена:

Включена: 

Выключена:

 

Производительность RR

Во-первых, имейте в виду, что будет значительное падение производительности при включении трассировки лучей для отражений в Black Ops 7.

Эта проблема целиком и полностью лежит на совести разработчиков игры. Ещё одно странное решение разработчиков заключается в том, что трассировка лучей для отражений доступна только в многопользовательском режиме, а не в одиночной игре, где игроки, возможно, были бы более склонны мириться с уменьшением FPS (все же в онлайн ФПС очень важен).

Переключение со стандартного шумоподавителя на шумоподавитель с регенерацией лучей приводит к очень небольшому снижению производительности, примерно на 2%.

Безусловно, оно того стоит, хотя фактическое улучшение качества изображения относительно невелико.

Кэширование Radiance

Технология FSR Radiance Caching от AMD - это новая технология, направленная на снижение производительности при трассировке лучей или трассировке путей в играх, а также при глобальном освещении.

Давайте сначала разберем термин: яркость (radiance) относится к количеству и цвету света, исходящего из точки на поверхности в заданном направлении, а кэширование (caching) в общих чертах означает повторное использование информации вместо ее пересчета в каждом кадре.

Практическая цель - уменьшить количество лучей, которые необходимо трассировать, используя обученное приближение к среде освещения, позволяя путям обрываться раньше, при этом обеспечивая захват непрямого освещения на приемлемом уровне качества.

Более ранние описания FSR Radiance Caching были неоднозначными, особенно в отношении того, какая часть системы на самом деле является «нейронной» и когда происходит обучение.

На таких мероприятиях, как Computex, AMD называла эту функцию Neural Radiance Caching и подчеркивала, что она постоянно обучается.

Позже в обзорах эта формулировка была смягчена, и вместо этого основное внимание уделялось «обучению» и «интеллектуальному прогнозированию», при этом сохранилось название FSR Radiance Caching.

Мы изучили документацию для разработчиков SDK, чтобы убедиться в том, что происходит на самом деле.

Эта страница была соответствующим образом переформулирована. Кэширование Radiance реализовано как полностью онлайн-система машинного обучения, которая непрерывно обучается во время выполнения.

Нет этапа обучения в автономном режиме или перед выпуском игры, нет готовых данных, поставляемых вместе с игрой, и нет одноразовой компиляции или фазы обучения при первом запуске.

Вместо этого нейронная модель запускается с параметрами по умолчанию и обновляется каждый кадр с использованием данных, сгенерированных трассировщиком пути игры.
Данные для обучения поступают непосредственно из траекторий камеры, отслеживаемых в сцене.

Когда лучи пересекают полигоны, испускаются образцы, которые фиксируют положение, направление обзора, альбедо (мера отражательной способности поверхности) и шероховатость, в паре с оценкой яркости, исходящей от поверхности вдоль этого луча.

Эти образцы используются для обновления кэша, в то время как параллельно та же модель запрашивается для получения прогнозов яркости, используемых для досрочного завершения других путей. Такая конфигурация явно относит кэширование Radiance к категории алгоритмов освещения во время выполнения, а не к предварительно вычисленным методам освещения, таким как готовые карты освещения.

Сам кэш представляет собой не таблицу поиска или набор сохраненных параметров, а обученные веса нейронной сети, аппроксимирующей функцию яркости в текущей сцене.

Во время выполнения кэширование Radiance не используется сразу же, как только луч впервые попадает в объект.

Вместо этого лучи могут отскакивать от поверхности сцены до тех пор, пока не распространятся достаточно, чтобы мелкие детали перестали быть критически важными.

В этот момент рендерер запрашивает у кэша оценку освещения и прекращает дальнейшую трассировку луча.

Такой подход в стиле «финального сбора» помогает скрыть ошибки от кэша и сохранить труднозаменяемые детали, такие как мелкие геометрические элементы, самозатенение и отражения.

Лучи, попадающие на зеркальные поверхности, отслеживаются дальше, поскольку их сложнее надежно аппроксимировать.

Когда кэш возвращает результат освещения, он не используется сам по себе.

Предсказание масштабируется с тем же весом, который обычно накапливал бы путь, а затем смешивается с выходными данными трассировщика пути.

На практике нейронный кэш заменяет наиболее дорогостоящие более глубокие отражения, сохраняя при этом математические вычисления согласованными с традиционной трассировкой лучей.

В документации также ясно указано, что это не является гарантированным преимуществом. Поскольку система обучается в реальном времени с использованием зашумленных образцов трассировки лучей, она может страдать от мерцания или нестабильности, особенно в сложных условиях освещения.

Для контроля этого разработчики могут регулировать скорость обучения модели и степень сглаживания ее предсказаний во времени.

AMD также рекомендует изначально подавать в кэш более качественные данные, используя такие методы, как интеллектуальная выборка света (ReSTIR), управление траекторией или небольшое сглаживание обучающих лучей для уменьшения шума.

Это также объясняет, почему кэширование Radiance не поддерживается на более старых поколениях RDNA (это было неясно даже в руководстве для рецензентов от AMD).

Если бы обучение проводилось в автономном режиме, поставлялось бы вместе с игрой и использовалось только для инференса, то старые видеокарты должны были бы справиться с этим без проблем, но SDK ясно дает понять, что обучение является основной частью рабочей нагрузки, выполняемой в каждом кадре.

Эффективные матричные вычисления, пропускная способность и поддержка высокопроизводительных бэкэндов машинного обучения являются основополагающими для дизайна этой функции, вероятно, она также использует INT8.

Технология Radiance Caching теперь доступна разработчикам игр в качестве технической предварительной версии, а первые реализации в играх ожидаются в 2026 году.

AMD подтвердила, что Warhammer: Darktide станет одной из первых игр, в которых будет реализована эта функция.

NVIDIA использует ряд методов, которые также описываются как кэширование излучения в более широком смысле, но реализация AMD отличается по акцентам.

FSR Radiance Caching использует постоянно обучаемую нейронную модель для непосредственного прогнозирования radiance. В этом смысле «кэш» - это не обычная структура данных, а изученное поведение самой сети.

Вывод

FSR Redstone - это полезное обновление для владельцев видеокарт серии RX 9000 на базе RDNA 4, особенно там, где машинное обучение применяется для генерации кадров и очистки трассировки лучей.

Переход к полностью основанной на машинном обучении модели генерации кадров наконец-то ставит AMD на один уровень с NVIDIA в этой области.

В наших тестах генерация кадров FSR Redstone ML стабильно обеспечивает качество изображения, как минимум на уровне DLSS, а в некоторых сценах оно даже выглядит лучше, особенно в тенях и быстро движущихся объектах.

Мы думаем, все согласятся, что это огромная победа для AMD, особенно учитывая то, что предлагала предыдущая генерация кадров FSR.

К сожалению, FSR Redstone, похоже, не предлагает ничего нового для владельцев видеокарт AMD предыдущего поколения, несмотря на надежды сообщества на официальный выпуск совместимой версии масштабирования FSR 4 ML.

Регенерация лучей - еще одно важное дополнение. Это не кардинально меняет внешний вид отражений или освещения, полученных с помощью трассировки лучей, на одном скриншоте, но заметно улучшает разрешение, стабильность и снижает шум, что очень важно, когда вы начинаете комбинировать трассировку лучей с масштабированием и генерацией кадров.

Затраты на производительность минимальны, поэтому нет причин не включать это в поддерживаемых играх. Нам также нравится, что регенерация лучей от AMD работает полностью независимо от масштабирования, в то время как реконструкция лучей от NVIDIA заставляет вас включить масштабирование DLSS, прежде чем вы сможете его использовать.

Подход AMD предоставляет как разработчикам, так и игрокам гораздо больше гибкости в структуре их конвейера рендеринга. Самая большая проблема здесь - поддержка игр.
Кэширование Radiance — самая перспективная часть Redstone, но и та, к которой мы по-прежнему относимся с наибольшей осторожностью.

Сама идея имеет смысл и хорошо вписывается в будущее трассировки лучей в реальном времени, но объяснение технологии от AMD в руководстве для рецензентов было на удивление слабым (плохим). 

Документация для разработчиков теперь доступна онлайн и объясняет все гораздо лучше.

Главное преимущество Radiance Caching заключается в том, что оно работает в режиме реального времени и использует подход непрерывного обучения, что позволяет избежать ограничений офлайн-решений или решений с предварительно настроенным освещением и должно лучше адаптироваться к динамическим сценам.

Однако документация и реальные данные пока ограничены, и пока игры не будут выпущены с включенной этой функцией, сложно судить о её эффективности и широком распространении в различных типах игр.
Одна из областей, где AMD заслуживает безоговорочной похвалы - это программная составляющая.

Механизм переопределения на уровне драйверов, позволяющий добавлять поддержку совместимых более новых версий FSR в игры, которые в противном случае остались бы на FSR 3.1, работает исключительно хорошо и является отличной реализацией.

Вам больше не нужно полагаться на ручную замену DLL-файлов или надеяться, что разработчик обновит свою интеграцию.

Radeon Software обрабатывает это автоматически, а внутриигровое наложение с зелеными галочками сразу показывает, какие функции активны. Отличная работа, AMD.
Поддержка игр в конечном итоге определит успех Redstone, но признаки обнадеживают. Благодаря нативной интеграции и обновлениям на уровне драйверов, AMD явно отдает приоритет охвату, а не только флагманским играм.

Такой подход имеет решающее значение, если такие функции, как генерация кадров ML и регенерация лучей, должны стать «постоянно включенными» опциями, а не новшествами, которые можно увидеть лишь в нескольких играх.

Однако есть и пробелы. В первую очередь, в настоящее время AMD не поддерживает режимы генерации кадров x3 и x4, а технология FSR Redstone, похоже, не предлагает ничего нового для пользователей, не работающих на процессорах последнего поколения RDNA 4.

Это кажется упущенной возможностью, учитывая масштаб запуска Redstone и ожидания, которые AMD задала перед этим.

Мы не удивимся, если в следующем году появятся более высокие множители генерации кадров, но мы ожидали увидеть это и с Redstone.

Тем не менее, на сегодняшний день Redstone представляет собой значительный шаг вперед в усилиях AMD по позиционированию FSR как сильного конкурента DLSS от NVIDIA.