AMD FSR 3 vs. Nvidia DLSS 3: 類似点と相違点

AMD FidelityFX Super Resolution（FSR）やNvidia Deep Learning Super Sampling（DLSS）といったアップスケーリング技術は、比較的低性能で古いグラフィックカードでもプレイ可能なフレームレートを実現できるため、現在、ゲーマーや開発者の間で話題となっています。しかし、これらの技術の類似点と相違点は一体どこにあるのでしょうか？

最新の AMD FSR 3.x および Nvidia DLSS 3.x 派生製品を例に、アップスケーリングのトピックについて検討し、以下で詳しく説明します。

AMD FSR 3.xとNvidia DLSS 3.xはどちらも依然として「時間的」なアップスケーリング技術です。AMD FSR 3.xはAMD FSR 2.xに遡り、Nvidia DLSS 3.xは根底において第一世代に遡ります。一方、AMDの第一世代FSRは依然としていわゆる「空間的アップスケーリング」であり、時間的要素を一切排除して動作する必要がありました。

Nvidia DLSS 3.5 の説明
AMD FSR 3とFluid Motion Framesの説明

時間的アップスケーリング技術として、AMD FSR 3.x と Nvidia DLSS 3.x はどちらも、バイリニアアップスケーリングとニューラルアップスケーリング技術を使用して、画像を低解像度から高解像度に「アップスケール」し、詳細とテクスチャをアルゴリズムの助けを借りて再構築することができます。

ゲームを高解像度または高画質で実行すると、ハードウェア要件、特にグラフィックカードの要件が大幅に増加することがあります。AMD FSR 3.xとNvidia DLSS 3.xは、ゲームを低解像度で実行し、アップスケーリング技術を使用して画質を向上させるソリューションを提供します。これにより、画面上での見栄えが良くなり、スムーズな動作も実現します。これはすべて、「プリセット」と呼ばれるさまざまなプリセットで実行されます。プリセットは以下のとおりです。

品質（1.5倍アップスケーリング）：
- 1,280 × 720ピクセルは1,920 × 1,080ピクセルになります
- 1,706 × 960ピクセルは2,560 × 1,440ピクセルになります
- 2,560 × 1,440ピクセルは3,840 × 2,160ピクセルになる
バランス（1.7倍アップスケーリング）：
- 1,129 × 720ピクセルは1,920 × 1,080ピクセルになります
- 1,506 × 847ピクセルは2,560 × 1,440ピクセルになります
- 2,259 × 1,270ピクセルは3,840 × 2,160ピクセルになる
パフォーマンス（2.0倍アップスケーリング）：
- 960 × 540ピクセルは1,920 × 1,080ピクセルになります
- 1,280 × 720ピクセルは2,560 × 1,440ピクセルになります
- 1,920 × 1,080ピクセルは3,840 × 2,160ピクセルになります

AMDは公式の表を公開しており、これは依然としてAMD FSR 2.xを参照していますが、AMD FSR 3.xおよびNvidia DLSS 3.xにも使用できます。実際には、Quality、Balanced、Performanceのプリセットが主流であり、Ultra Performanceはゲームではあまり使用されなくなりました。

AMD

両技術のテンポラルアップスケーリングにより、アップスケーラーは前のフレームの情報も活用できるため、プリセットに応じて、後のターゲット解像度の50～67%のみを計算するだけで済みます。これにより、グラフィックカードの性能要件が大幅に軽減されます。

両方のテクノロジーは開発スタジオによってそれぞれのゲームに統合される必要があり、純粋なドライバー機能としては機能しません。そのため、アップスケーラーの両方をサポートするゲームと、AMD FSR 3.x または Nvidia DLSS 3.x のみを提供するタイトルが存在します。

AMD FSR 3.xとDLSS 3.xはどちらも、いわゆるインターフレーム計算機能を搭載しており、フレームレートをほぼ2倍に高めることができます。AMDはこの機能をFluid Motion Frames（FMF）と呼び、NVIDIAはFrame Generation（FG）と呼んでいます。これらの機能はFSR 3.xとDLSS 3.xにのみ搭載されています。

したがって、AMD FSR 3.x と Nvidia DLSS 3.x には、次の共通の機能セットがあります。

スーパーサンプリングによる時間的アップスケーリング
フレーム補間によるフレーム間計算
1.5倍から2.0倍の解像度を持つ品質プリセット（「プリセット」）

さらに、両技術ともネイティブアンチエイリアシングモードを提供しています。AMDはネイティブモード、NVIDIAはディープラーニングアンチエイリアシング（DLAA）と呼んでいます。どちらのモードも、FSR 3.xまたはDLSS 3.xのエッジスムージングアルゴリズムをネイティブ解像度に適用しますが、画像データのアップスケールは一切行いません。

違い

AMD FSR 3.xとNvidia DLSS 3.xの類似点は大きいものの、その違いは時に非常に大きいものです。AMD FSR 3.xはほぼすべてのグラフィックカードをサポートするオープンスタンダードであり、NvidiaとIntelのサードパーティ製品もサポートしますが、Nvidia DLSS 3.xは独自のスタンダードです。Nvidiaのアップスケーリング技術には、同社製の過去3世代のGeForce RTXシリーズのグラフィックカードが必要です。

Nvidia DLSS 3.x は次のグラフィックカードで実行されます。

Nvidia GeForce RTX 2000（「チューリング」）
Nvidia GeForce RTX 3000（「アンペア」）
Nvidia GeForce RTX 4000（「エイダ・ラブレス」）

AMD FSR 3.x にも制限はありますが、メーカーの公式 FAQ に記載されているように、これらは流体モーションフレームとネイティブモードを使用した中間画像計算にのみ影響します。

AMD

Nvidia DLSS 3.xとは異なり、AMD FSR 3.xは多くのグラフィックカードで無料の標準として動作します。AMD、Nvidia、Intelの複数世代がサポートされています。

AMD FSR 3.x は次のグラフィックカードで実行されます。

AMD Radeon RX 400（「Polaris」）
AMD Radeon RX 500（「Polaris」）
AMD Radeon RX 5000（「Navi 10」）
AMD Radeon RX 6000（「Navi 20」）
AMD Radeon RX 7000（「Navi 30」）
Nvidia GeForce GTX 1000（「Pascal」）
Nvidia GeForce RTX 2000（「チューリング」）
Nvidia GeForce RTX 3000（「アンペア」）
Nvidia GeForce RTX 4000（「エイダ・ラブレス」）
Intel Arc A7、A5、A3 (「アルケミスト」)

もう 1 つの大きな違いはニューラルネットワークです。これは、第 1 世代から Nvidia DLSS に AI コンポーネントを提供し、Nvidia DLSS 3.x でも使用されています。

AMD FSR 3.xは依然として純粋なテンポラルアップスケーリングですが、Nvidia DLSS 3.xはテンポラルAIアップスケーリングと呼ばれます。Nvidia DLSS 3.xがAIを用いてアップスケーリングアルゴリズムに学習させた生データから得る利点は、アップスケーラーだけでなく、RTXの多くの機能にも活用されています。

数千台のスーパーコンピュータで計算されたトレーニングデータは、Tensor Core と呼ばれる専用の AI コンピューティングユニットとオプティカルフローアクセラレータによって処理され、優れた画質が得られます。

特にレイトレーシングを有効にすると、Ray Reconstruction を備えた Nvidia DLSS 3.x がその利点を発揮します。

DLSS 3.5 では、Ray Reconstruction と呼ばれる新しい機能が AI ツールセットに追加され、以前は手動で最適化されていたノイズ除去をスーパーコンピューターでトレーニングされた AI ネットワークに置き換えることで、レイトレーシングの画像品質が向上します。

レイ・リコンストラクションの助けを借りれば、サンプリングされたレイの間に高品質のピクセルが自動的に生成されるため、画質と安定性に特に良い効果をもたらします。NvidiaとCD Projekt Redは、 『サイバーパンク2077』を例に、この技術がどれほど印象的な画質を実現するかを実証しました。

AMD FSR 3.x にはそのような機能がないため、リアルタイムレイトレーシングを有効にすると、パフォーマンスと画質の両方の点で不利になります。

まとめ

AMD FSR 3.x と Nvidia DLSS 3.x の違いは次のようにまとめられます。

企業とプラットフォーム：
- AMD FSR は AMD のテクノロジーであり、主にそのメーカーのグラフィックカードで利用できますが、特定のサードパーティグラフィックカードでも使用できます。
- Nvidia DLSS は Nvidia のテクノロジーであり、Turing または Ampere アーキテクチャの Nvidia グラフィックカードが必要です。
機能性:
- FSRは、バイリニアアップスケーリングと機械学習を組み合わせて画質を向上させます。低解像度の画像のディテールとテクスチャを再構築し、高解像度にスケーリングします。
- DLSSは主に機械学習と人工知能に基づいています。ニューラルネットワークを用いて低解像度の画像を高解像度の画像に変換し、ディテールとテクスチャを再構築します。
可用性：
- AMD FSRは、より幅広いハードウェアとゲームで動作するように設計されており、実装は通常、ゲーム開発者自身によって行われます。
- NVIDIA DLSSは、ハードウェアとソフトウェアの両方でNVIDIAからの特別なサポートを必要とします。つまり、ゲーム開発者はゲームにDLSS専用のサポートを組み込む必要があります。
品質とパフォーマンス：
- 画質とパフォーマンスへの影響は、FSRとDLSSの設定とバージョンによって異なります。一般的に、画質レベルが高いほど画質は向上しますが、GPUのパワーも必要になります。
- Nvidia DLSSは、多くのケースにおいて画質とパフォーマンスの最適化においてリーダー的存在であることが証明されています。低い設定でも高解像度でゲームをレンダリングできますが、FSRは画質が若干劣るものの、より広く利用可能です。
クロスプラットフォームサポート:
- DLSS は Nvidia グラフィックカードに限定されていますが、FSR はより幅広い互換性を提供し、サードパーティのハードウェアでも使用できます。