Компания NVIDIA давно находится на переднем крае прогресса, определяя направление технологического развития в сфере графических процессоров, игр, а теперь и в сфере искусственного интеллекта. Мы уже вступили в период, когда ИИ проникает во все сферы профессиональной и бытовой деятельности. Переломным моментом считается публичный запуск ChatGPT в 2022 году, но AI-технологии развивались и до этого. NVIDIA еще в 2018 году представила DLSS для игровой графики. Тогда это казалось чем-то непонятным, а первые результаты в играх вызывали неоднозначные впечатления. Но спустя годы DLSS стало новым стандартном для игровой индустрии. Попутно технология разрослась до множества компонентов. Простой пользователь уже может запутаться во всем этом разнообразии возможностей, которые скрываются за аббревиатурой DLSS. С одной стороны, это вроде бы направлено на ускорение производительности, но также постоянно говорят о качестве картинки. А DLSS 5 вообще обещает новый уровень фотореализма и нейронный рендеринг. Данный материал поможет разобраться во всем этом разнообразии технологий.

Расскажем, что сейчас скрывается за единым брендом DLSS. Кратко поговорим о каждой технологии — для чего нужны, как работают и какими видеокартами поддерживаются.

DLSS расшифровывается как Deep Learning Super Sampling, что изначально намекает на метод сглаживания. Изначально DLSS и задумывался как комбинированный вариант сглаживания и масштабирования (апскейлинга) с применением машинного обучения. Но после всех апдейтов и нововведений за этим названием теперь скрывается несколько моделей ИИ, которые работают в рамках одной платформы, но выполняют разные функции.

DLSS Super Resolution — масштабирование изображения до более высокого разрешения для повышения производительности

DLSS Multi Frame Generation — генерация дополнительных кадров для повышения производительности

DLSS Ray Reconstruction — реконструкция лучей с применением шумоподавление и повышения детализации при трассировке лучей

DLSS 5 Neural Rendering — нейронный рендеринг для улучшение качества изображения на финальном этапе

NVIDIA Reflex — технология снижения задержек (input lag), которая дополняет Frame Generation, но также используется и отдельно

Кратко о развитии DLSS

В развитии DLSS можно выделить четыре важных этапа. Первая версия технологии для была представлена в 2018 году вместе с видеокартами GeForce RTX 20-й серии на архитектуре Turing. Это поколение GPU было столь инновационным, что даже побудило к смене названия GeForce GTX на GeForce RTX. Turing получил блоки RT для аппаратного ускорения трассировки лучей и тензорные блоки для аппаратного ускорения нейронных вычислений. При этом развитие нейронных сетей уже активно шло в серверном сегменте. В 2017 году вышел специализированный ускоритель вычислений Tesla V100 с первой реализаций тензорных блоков. Так что чипы Turing получили уже второе поколение этих самых тензорных блоков. Они ускоряют матричные операции с массивами чисел (тензорами). Идея привнести нейронные сети в 3D-рендиринг у специалистов NVIDIA появилась после того, как были достигнуты высокие результаты нейронных сетей в восстановления повреждённых и неполных фотографий. Оказалось, что нейросети справляются с этим лучше всего, а графические процессоры хорошо подходят для такого типа нагрузок.

Первая версия DLSS сочетала масштабирование и сглаживание. Реализована была в нескольких проектах. А в 2020 году была представлена версия DLSS 2.0 с многочисленными качественными улучшениями и единой универсальной моделью на архитектуре CNN, которая тренировалась под все игры. Этот этап способствовал массовому внедрению технологии в игры.

В 2022 году вышло поколение видеокарт GeForce GTX 40 на архитектуре Ada Lovelace вместе с которым было представлено третье поколение DLSS 3. Базовая технология масштабирования получила небольшие эволюционные улучшения и выделилась в DLSS Super Resolution. При этом появилась новая технология генерации кадров DLSS Frame Generation. Это отдельная модель ИИ, которая создает один дополнительный кадр в дополнение к одному реально отрисованном.

Следующим промежуточным этапом развития стал релиз DLSS 3.5, где к DLSS Super Resolution и DLSS Frame Generation добавилась технология Ray Reconstruction для обработки и шумоподавления изображения после трассировки лучей.

В 2025 году вместе с видеокартами GeForce RTX 50 Blackwell представлена технология DLSS 4. Это качественный шаг вперед для всех ранее озвученных технологий благодаря переходу на новую ИИ-модель построения изображения типа Transformer. Новый метод более ресурсоемкий, но и более качественный. По факту это можно считать третьим поколением апскейлера DLSS Super Resolution. Также генерацию прокачали до Multi Frame Generation, которая умеет создавать до трех кадров. На модель Transformer перешла и технология Ray Reconstruction.

Выход DLSS 4.5 в 2026 году является развитием версии 4.0, где используется Transformer второго поколения. Одновременно Multi Frame Generation прокачали до режима 6X (5 сгенерированных кадров). Но никаких глобальных изменений эта версия не принесла.

А вот DLSS 5 является чем-то принципиально новым, ведь это нейронный рендеринг, который встраивается на финальном этапе графического конвейера для повышения реализма изображения. Про ускорение тут уже речи не идет. Первая реализация DLSS 5 кардинально просаживает fps даже на топовых видеокартах, но зато приближает игры к фотореализму.

DLSS Super Resolution

Теперь поговорим чуть подробнее о каждой технологии. Само название Deep Learning Super Sampling указывает на аналог сглаживания по методу избыточной выборки, хотя тут комбинация апскейлинга со сглаживанием. На вход поступает кадр низкого разрешения, нейросеть обрабатывает его и выдает кадр более высокого разрешения. Первые три поколения DLSS использовали нейросеть на архитектуре CNN (Convolutional Neural Network). Такие свёрточные нейросети были разработаны специально для анализа изображений. Это попиксельный анализ с применением разных масок и формированием карт признаков, которые определяют признаки и свойства объектов. В одном из видео NVIDIA упоминалось, что специалисты компании работали над такими сетями еще с 2016 года.

В случае DLSS предварительно обученная нейросеть восстанавливает изображение контуров и деталей, одновременно нейтрализуя лесенки для сглаживания краев объектов. Первая версия требовала обучения для каждой игры отдельно, используя скриншоты и промежуточные кадры буфера, сравнивая их с эталонными изображения высокого разрешения. Такая нейросеть была рассчитана только на реконструкцию изображения в формате 4K. И это рассматривалось, как метод ускорения производительности в комбинации с ресурсоёмкой трассировкой лучей.

Первая версия DLSS появилась в игре Final Fantasy XV: Windows Edition в 2018 году, где она работала довольно хорошо и демонстрировала картинку, близкую к нативному формату. Позднее вышли Battlefield V и Metro Exodus, где было явные проблемы в динамике и определенное замыливание. Поэтому NVIDIA провела работу над ошибками и представила более совершенную версию.

В DLSS 2.0 была реализована более глубокая и эффективная версия нейросети, которая лучше использовала тензорные ядра на GPU и работала быстрее. Модель дополнительно использовала векторы движений, данные буфера глубины и данные из предыдущих кадров по типу того, как это реализовано в TAA.

Изображение стало более детализированным и стабильнее и в движении, демонстрируя меньше артефактов. Дополнительно использовался фильтр резкости, что улучшало четкость, но могло и усиливает некоторые паразитные явления и шум. Но самое главное, что это универсальная модель, которая тренируется для всех игр и проще в конечной интеграции. Благодаря этому DLSS постоянно совершенствовали и регулярно выпускали новые промежуточные релизы. Обучение производится на суперкомпьютере NVIDIA. Каждый новый этап обучения использует больше данных, что позволяет совершенствовать модель, которая строит изображение.

С запуском второй версии DLSS окончательно сформированы фиксированные режимы качества DLSS Super Resolution, которые работают для любых разрешений и любых соотношений сторон. Также появился режим DLAA (Deep Learning Anti-Aliasing), который ориентирован не на ускорение производительности, а на максимально качественное сглаживание с полным кадром на входе. В играх DLAA может быть расположен в настройках DLSS, но иногда включается отдельно.

Формирование отмасштабированного кадра в разных режимах происходит при таких установках:

DLAA — множитель 1x (размер кадра 100%)

DLSS Quality — множитель 1,5x (размер кадра 66,7%)

DLSS Balanced — множитель 1,72x (размер кадра 58%)

DLSS Performance — множитель 2x (размер кадра 50%)

DLSS Ultra Performance — множитель 3x (размер кадра 33,3%)

Название режима намекает на соотношение между качеством картинки и производительностью. DLSS Quality обеспечивает наилучшую детализацию с минимумом искажений. DLSS Ultra Performance придает максимальное ускорение, но и проблемы тут более очевидны — худшая детализация, ореолы, смазывание и прочее. При этом уже со второго поколения DLSS Quality в некоторых играх стал выдавать картинку лучше нативного формата, и по мере совершенствования технологии это стало только еще заметнее. Ускорение при выборе режимов не соотносится напрямую с коэффициентом масштабирования. То есть DLSS Quality не обязательно повысит fps на 50%, а DLSS Performance не ускорит игру в два раза. Скорость рендеринга зависит еще от множества других процессов на GPU, в частности, трассировка может сильно влиять на общие показатели. Однако в современных реалиях DLSS является главным фактором для повышения производительности, влияя на fps сильнее, чем обычные настройки графики.

DLAA — единственный режим, который вместо ускорения fps приводит к небольшому падению (на уровне нескольких процентов). В играх, где нет простого нативного режима, например в проектах на Unreal Engine 5, сглаживание DLAA будет быстрее TSR 100%.

Выход DLSS 3 определил внедрение генерации кадров, но не поменял базовые алгоритмы Super Resolution. О переходе к третьему поколению AI-апскейлинга можно говорить с релизом версии DLSS 4.0. Модель ИИ перевели со свёрточной  сети (CNN) на нейросеть типа трасформер (Transformer)

Модели такого типа уже использовались в ряде универсальных текстовых ИИ, включая модель GPT. Трансформер лучше работают с контекстом благодаря механизму внимания и еще лучше подходят для параллельных вычислений. Если модель DLSS CNN работала с фрагментами кадра, формируя признаки и связи внутри внутри фрагмента, то DLSS Transfomer обрабатывает «широкий контекст», осознавая связи между объектами в разных частях кадра. Например, ИИ «понимает», что в определенной зоне есть машина, и она движется от кадра к кадру. Это помогает лучше предугадать положение объекта в следующем кадре, минимизируя шум и размытие по краям, что иногда можно было наблюдать при работе CNN. Это позволило не просто улучшить общую детализацию, но поднять качество изображение в движении. Также это обеспечило значительные улучшения в работе генерации кадров. После внедрения Transformer быстрые режимы масштабирования могут обеспечивать картинку более близкую к качественным режимах на базе DLSS CNN.

Новая модель использует в два раза больше параметров и требует в четыре раза больше вычислений. Это компенсируется высокой тензорной производительностью видеокарт GeForce RTX 50 и переходом на вычисления FP8 с оптимизацией под архитектуру Blackwell. Поэтому обладатели новых видеокарт NVIDIA получили переход от CNN к Transformer практически без потерь производительности. А вот старым GeForce RTX этот дается сложнее. Особенно, сильно проседает fps на GeForce RTX 30/20. При этом DLSS Super Resolution все еще работает на любых видеокартах семейства RTX.

Также NVIDIA оставила возможность выбора между DLSS 4 Transformer и DLSS 3 CNN. Где-то выбор модели доступен прямо в настройках игры, а где-то это можно сделать через фирменную утилиту NVIDIA App. Поэтому пользователи старых видеокарт для более комфортного fps могут использовать DLSS старой версии, где производительность выше.

Последняя представленная версия DLSS 4.5 является эволюционным развитием. Заявлено о переходе на второе поколение модели Transformer, которая обучена на большем количестве данных. Это обеспечит лучшее сглаживание, более точную обработку динамических частиц, очередное уменьшение шлейфов и прочих артефактов.

При релизе DLSS 4.5 акцент был сделан на повышение качества изображения в быстрых режимах Performance и Ultra Performance. И это одновременно указывает нам, что в качественном или сбалансированном режиме все уже настолько хорошо, что изменения при переходе к новой версии будут едва уловимы.

Есть еще пресеты DLSS, которые выбирают конкретную версию модели, оптимизированную под разные режимы. И тут есть нюанс. Даже в новых играх с официальной поддержкой DLSS 4.5 для режимов Quality и Balanced используется пресет K (Transformer 1-го поколения), а для Performance выбирается пресет M (Transformer 2-го поколения), для Ultra Performance — L (Transformer 2-го поколения). Это обеспечивает оптимальную детализацию и минимальное количество искажений. Вручную можно активировать Preset L даже для режима Quality, но не факт, что изображение станет лучше без усиления мелких паразитных искажений. Среди поколения DLSS CNN лучшим пресетом считается E.

Также отметим, что у NVIDIA есть технология RTX Video Super Resolution для апскейлинга видео. Она использует собственную модель класса CNN.

DLSS Multi Frame Generation

Для генерации кадров NVIDIA создала дополнительную модель ИИ, которая использует данные DLSS Super Resolution и дополняет их новыми параметрами. Это векторы движений и анализ поля оптического потока с помощью блока Optical Flow Accelerator. Такой метод позволяет правильно предсказывать смещение объектов по последовательности кадров.

DLSS Frame Generation генерировала один промежуточный кадр между двумя честно отрендеренными. Официально поддерживается видеокартами, начиная с GeForce RTX 40-й серии. Ускорение производительности не двукратное, но весьма серьезное — 70% и выше (зависит от игры). 

С внедрением более продвинутой модели Transformer с лучшим пониманием контекста и объектов, появились новые возможности для улучшения генерации. Новая архитектура позволяет создавать более точные и лучше согласованные кадры. Она лучше в обработке полупрозрачных объектов и некоторых других элементов, что ранее могло приводить к визуальным искажениям.

Также было сокращено время генерации, что в итоге позволило вывести технологию на создание нескольких кадров, которые добавляются в очередь после реального кадра. На момент запуска DLSS Multi Frame Generation (MFG) предлагала режимы 2X (1 дополнительный кадр), 3X (2 кадра) и 4X (3 кадра). С запуском DLSS 4.5 появились режимы 5X (4 кадра) и 6X (5 кадров).

Развитием технологии стал запуск DLSS Dynamic Multi Frame Generation. Эта генерация может использовать плавающий множитель, вплоть до максимального 6X. Главная задача — адаптировать частоту кадров к заданному лимиту. В сложной сцене множитель будет выше, в простой сцене он будет автоматически снижаться. Просто включаете Dynamic Multi Frame Generation и указываете целевую частоту кадров.

Стоит отметить, что генерация изначально представлялась как механизм улучшения комфорта при хорошей начальной производительности. При базовом уровне производительности в 30-20 fps после генерации вы получите больше искажений и долгие задержки, что не даст комфортных ощущений, даже если на счетчике будет 100 fps.

Часто в играх с генерацией кадров MFG при существенном росте средней частоты кадров наблюдается падение минимальных показателей 1%low. Это связано с неравномерностью времени между реальными и сгенерированными кадрами, плюс неравномерная нагрузка на CPU, что может приводить к более длинному интервалу между реальными кадрами. Но это не означает, что геймплей будет рваным. Любой вариант MFG при базовой производительности от 50 fps и выше дает только повышение чувства комфорта и ощущение более плавного игрового процесса.

NVIDIA Reflex

Увеличение количества выводимых кадров при генерации не влияют на скорость отклика при действиях игрока. Эту задержку сокращает технология NVIDIA Reflex. Она напрямую не входит в пакет технологий DLSS, но является важным дополнением. Reflex оптимизирует очередь графического конвейера, уменьшая задержки при взаимодействии CPU-GPU. Это сокращает системную задержку при рендеринге и общий инпут-лаг. Поэтому растет не только виртуальный fps, но и скорость реакции на ваши действия.

Технология Reflex появилась еще до генерации кадров и давно внедрялась в киберспортивные и соревновательные игры. А с запуском генерации Reflex стала тем механизмом, что сокращает время отклика для лучшего комфорта. В итоге дает ощущения, что ПК лучше реагирует на действия, будто при традиционном повышении fps.

NVIDIA планирует улучшить метод в Reflex 2, используя технологию Frame Warp. Но анонс прошел более года назад, и эта версия пока так и не получила реализацию в какой-то игре. Обычный вариант Reflex активно используется в играх любого жанра. И Reflex всегда используется с MFG и обычной генерацией кадров, даже если технология не указана в настройках игры.

DLSS Ray Reconstruction

Вместе с DLSS 3.5 была запущена технология реконструкции лучей на базе дополнительной нейросети. Она была реализована для устранения проблем при обработке трассировки лучей. С работой конвейера при трассировки связано несколько проблем. Во-первых, трассировка применяется до Super Resolution, что снижает точность теней и отражений с лучами при последующем построении кадра высокого разрешения.

Также есть стандартный этап шумоподавления, поскольку изображение после просчета лучей имеет зернистый вид. А для игр используется очень ограниченная выборка лучей, что еще больше усиливает этот шум. Стандартные методы шумоподавления используют вручную настроенные фильтры. И сам этот этап довольно ресурсоемкий.

Поэтому первые игры с трассировкой хоть и демонстрировали дополнительные отражения и лучшую работу со светом, но часто эти отражения были нестабильны, был эффект шума и какое-то мерцание. Все это должна компенсировать технология DLSS Ray Reconstruction, которая комбинирует шумоподавлении с улучшением детализации, дополняя работу Super Resolution. Первая версия реконструкции лучей использовала архитектуру CNN. С запуском DLSS 4 она тоже перешла на Transformer, что помогло значительно повысить детализацию изображения с лучами и убрать ряд проблем. Улучшена работа с мелкими объектами, вплоть до корректной трассировки волос и кожи на лицах персонажей.

Изображение с DLSS Ray Reconstruction второго поколения демонстрирует лучшую стабильность во времени и лучшую обработку динамичных объектов, например, движущихсся лопастей вентилятора. То есть смазывания и мерцания каких-то элементов будет значительно меньше.

Технология направлена исключительно на повышение качества финального изображения. В играх с трассировкой пути (Path Tracing) или полной трассировкой DLSS Ray Reconstruction часто используется по умолчанию. В обзоре трассировки в Indiana Jones And The Great Circle мы сравнивали изображение без реконструкции и с DLSS Ray Reconstruction, что показало серьезное влияние этой нейронной технологии на общее восприятие освещения в ряде сцен.

Очевидно, что Ray Reconstruction не про ускорение. Технология создает дополнительную нагрузку, но на фоне падения fps при трассировке это практически не заметно.

DLSS 5 Neural Rendering

Технология представлена недавно и серьезно отличается от всех остальных моделей DLSS. Это дополнительная нейронная обработка на финальном этапе графического конвейера после DLSS Super Resolution, трассировки лучей и базового рендеринга. Улучшает освещение и материалы, опираясь на данные базового рендера и движка. Поэтому NVIDIA называет технологию даже 3D-Guided Neural Rendering.

Модель Pixel Space Diffusion Transformer обрабатывает кадр вместе с векторами движений, данными буфера глубины, альбедо и с сохранением общей семантики сцены. Понимание «контекста» помогает отдельно применять разные трансформации для разных поверхностей. Поэтому блеск и отражения на металле, дереве или коже будут абсолютно разными. Neural Rendering улучшает общее взаимодействие света с объектами, делая изображение более реалистичным.

Заметные улучшения в освещении и мелких теневых нюансах больше всего преображают лица NPC. Но также технология улучшает и окружение, особенно, при наличии сложного взаимодействия света и сложных материалов. Сейчас технология предлагает три встроенных модели ИИ с немного разной нейронной обработкой. Разработчики могут комбинировать их и применять к разным объектам через маски и группы, регулируя интенсивность воздействия. То есть у создателей игр и 3D-контента есть широкие настройки для контроля DLSS 5. Этим официальная интеграция отличается от того, что мы видим в модах, когда нейронный рендеринг применяется ко всему со стандартными установками.

Отметим, что название DLSS 5 Neural Rendering в будущем может быть преобразовано в Neural Rendering. Это более логично для четкой дифференциации с другими технологиями. Под таким сокращенным названием она уже присутствует в меню игры NBA 2K27, которая официально пока единственная имеет встроенную поддержку данной технологии.

Качество кадра с нейронным рендерингом зависит от качества входного кадра. Чем он лучше — тем реалистичнее результат на выходе. Поэтому базовый рендеринг все еще имеет значение. NVIDIA заявляет о важности трассировки лучей и трассировки пути, а также продолжает развитие других технологий DLSS.

Управление DLSS через NVIDIA App

Несколько слов нужно сказать про функции контроля DLSS в стандартном приложении NVIDIA, которое входит в состав программного обеспечения драйвера GeForce WHQL Game Ready. После запуска DLSS 4 добавлена официальная возможность управлять пресетами DLSS для Super Resolution, Multi Frame Generation и Ray Reconstruction. Вам нужно войти в программные настройки игры и выбрать DLSS Override (замещение DLSS).

Для игр со старой версией DLSS можно выбрать вариант «Рекомендуемый» — приложение само выставит настройки и обновит версии DLSS. Или вы вручную указываете пресеты для каждой технологии — самые новые внизу списка. Это позволяет перейти на лучшую версию DLSS Super Resolution и заменить CNN на Trasformer в играх, которые используют более ранние варианты DLSS. А в играх со старыми версиями генерации можно принудительно включить Multi Frame Generation вплоть до режимов 5X до 6X.

Какие видеокарты поддерживают NVIDIA DLSS

Полный набор всех технологий официально предлагают только GeForce RTX 50-й серии, в том Multi Frame Generation для максимального ускорения производительности и DLSS 5 для самой крутой графики на выходе. GeForce RTX 40-й серии поддерживают простую версию Frame Generation 2X, а в будущем должны получить официальную поддержку DLSS 5. Все варианты Super Resolution, DLAA и Ray Reconstruction работают на всех видеокартах линейки GeForce RTX, даже на GeForce RTX 2060.

Не официально Multi Frame Generation уже адаптировали для GeForce RTX 40. Даже вышли моды с разблокировкой технологии под GeForce RTX 30/20, но пока работает не везде и иногда с проблемами. Моды с DLSS 5 Neural Rendering тоже без проблем запускаются на любых RTX-видеокартах, однако тут нужен очень мощный GPU.

Итоги

В конце кратко резюмируем по влиянию технологий DLSS на производительность. DLSS Super Resolution и Multi Frame Generation (MFG) — увеличивают частоту кадров. Технология Ray Reconstruction не повышает производительность, но улучшает качества изображения при трассировке лучей. DLSS 5 Neural Rendering — новая технология для комплексного улучшения изображения, приводит к сильному падению производительности.