Test : Metro Exodus, ray tracing et DLSS comparés sur toutes les GeForce RTX

Moteur 3D, configs conseillées

Metro Exodus s’annonce comme l’un des blockbusters de l’année, et semble déjà bien noté par la presse. Mais notre test se gardera bien de juger le jeu en lui-même : nous étudierons plutôt son aspect « bardé de technologies ». Car Exodus est encore plus poussé que Battlefield V à sa sortie. Il passe du côté vert pour adopter les technologies NVIDIA du moment : ray tracing, DLSS, mais aussi Advanced PhysX et HairWorks, histoire de ne pas faire les choses à moitié. Mais qu’est-ce que ça donne en pratique ? Notre analyse en profondeur nous permettra de le savoir.

Moteur 3D : 4A Engine

Metro Exodus exploite un moteur 3D 4A Engine, fait maison chez 4A Games, à l’origine pour Metro 2033. Le moteur a évolué et gère désormais DirectX 12 en plus de DirectX 11, notamment afin de gérer les technologies RTX (DXR) et DLSS. Les autres technologies Advanced PhysX et Hairworks fonctionnent aussi en DirectX 11. Notez que l’Advanced PhysX n’utilise pas le GPU mais le CPU, en tout cas dans la version actuelle du jeu. Quant au ray tracing, il est ici exploité pour gérer l’illumination globale du soleil, alors qu’il est en charge des reflets dans Battlefield V.

Séquence de bench

Metro Exodus possède un benchmark intégré, mais il semblerait selon nos premiers tests que celui-ci pose quelques problèmes avec le DLSS. Il nous a donc fallu choisir un autre passage du jeu pouvant servir de séquence de test. Notre choix s’est porté sur le début de La Caspienne, les cartes précédentes n’étant tout simplement pas propices à mettre en valeur l’illumination globale par ray-tracing. La séquence exacte de test est visible ci-dessous :

Configurations minimales et conseillées

Le moteur semble assez souple pour s’adapter à pas mal de configs PC, à condition évidemment d’avoir un GPU dédié. Une ancienne carte graphique ou une carte actuelle d’entrée de gamme devrait permettre de jouer à 30 ips en Full HD. Et pour jouer en Extreme, une RTX 2080 Ti est conseillée. Notez que l’éditeur ne précise pas de configuration pour les technologies RTX que nous allons tester dans ce dossier. Il faudra donc vous fier à nos résultats !

Méthode de test et cartes choisies

Configuration de test

Afin de ne pas être limité par notre configuration classique de test, basée sur un Ryzen 5 1600X et typique d’une machine de milieu de gamme, nous avons cette fois-ci choisi d’utiliser une configuration haut de gamme à base de processeur Core i7-8700K. Pour l’occasion, celui-ci à été overclocké à 5 GHz sur l’ensemble de ses coeurs et le TDP à été fixé à 175 watts sans limite de durée, afin de lui donner un peu de réserve de puissance. De cette façon, même la RTX 2080 Ti pourra pleinement s’exprimer sans être limitée par le CPU !

Le choix des cartes graphiques

A ce jour, les cartes graphiques prenant en charge le ray tracing via l’API DXR et le DLSS se comptent sur les doigts d’une main. Nous avons donc réuni pour ce test les quatre modèles concernés de chez NVIDIA, à savoir les GeForce RTX 2080 Ti, RTX 2080, RTX 2070 et RTX 2060.

Protocole de test

Nous effectuons toutes les mesures avec l’outil PresentMon et le GUI programmé par notre testeur allemand Igor Wallossek, qui permet d’effectuer de nombreuses mesures simultanées, sans compter la génération de graphiques très précis.

Pour que les performances des cartes graphiques soient vraiment représentatives de la réalité, nous prenons soin de les faire chauffer avant de relever nos mesures. En effet, la majorité des cartes graphiques ont une fréquence qui se stabilise avec la température de leur GPU, et faire des mesures dès les premières minutes de fonctionnement conduirait à constater des performances supérieures à la réalité.

Nous laissons donc la carte atteindre sa température de fonctionnement nominale, puis nous relevons les mesures de ses performances lors de la séquence de test. Pour les options graphiques, nous avons testé le jeu en Full HD, QHD et 4K avec les options réglées sur Ultra comme le recommande NVIDIA. Nous avons également testé le ray-tracing avec le réglage High, ici aussi comme recommandé par NVIDIA. Le flou de mouvement est réglé le plus bas possible (il n’est pas possible de le désactiver).

Options graphiques, rendu RTX et DLSS

Ray tracing : belle simulation du soleil

Le ray Tracing s’observe plutôt bien en intérieur, même s’il est aussi bénéfique en extérieur pour affiner l’éclairage du soleil du les objets et bâtiments. Pour bien comprendre, ces deux comparaisons montrent comment la lumière du ciel se diffusera de manière plus réaliste à l’intérieur d’un bâtiment. En extérieur, notre comparaison DLSS en bas de page permet aussi de comparer avec et sans ray tracing.

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Le ray tracing permet de supprimer l’effet artificiel de l’éclairage local de l’intérieur des bâtiments. Ici, la seule lumière provient de la fenêtre à gauche, il n’y a pas de raison qu’elle se diffuse partout dans le couloir à droite. Reste que, certes, on pourra remarquer qu’avec le ray tracing, “on ne voit plus rien” !

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La différence entre le ray tracing en mode High et Ultra est presque imperceptible. La différence de performances aussi d’ailleurs. Il faudra zoomer dans les deux comparaisons ci-dessus pour se rendre compte que le RT Ultra semble appliquer un filtre de débruitage qui préserve mieux certains détails. En pratique, l’oeil nu ne verra rien dans la plupart des cas.

DLSS : à améliorer en urgence

La qualité du rendu en DLSS est assez décevante par rapport à ce qu’on avait pu voir auparavant, notamment pour Final Fantasy XV et surtout pour 3DMark Port Royal. Cependant, ces deux tests étaient effectués sur des scènes toujours identiques, presque trop facile pour le DLSS. Ici, le DLSS n’en est qu’à ses débuts, et il se pourrait que le Deep Learning améliore les choses avec le temps, notamment pour se débarrasser de cet effet de flou clairement trop prononcé.

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Nous avons de nouveau utilisé NVIDIA nSight pour en avoir le coeur net : le DLSS applique encore bien un upscaling, mais avec des rapports légèrement différents cette fois :

• 2160p (UHD) : 2560 x 1440 *150%
• 1440p (QHD) : 1920 x 1080 *150%
• 1080p (FHD) : 1440 x 810 *133%
• 720p (HD) : 960 x 540 *133%

Notez d’ailleurs que le 720p DLSS n’est absolument pas censé être proposé par le jeu. Il peut s’activer à cause d’un bug de la pré-version du jeu que nous avons testée. Le jeu a d’ailleurs bénéficié d’une mise à jour juste après la rédaction de ce test, tout comme les pilotes GeForce dont les notes de version indiquent des améliorations du DLSS dans ce jeu. Comme le montrent les captures ci-dessous entre “ancien” et “nouveau” DLSS, les différences restent très subtiles, pour ne pas dire invisibles…

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NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti

Les réglages recommandés par NVIDIA permettent à la 2080 Ti de viser le jeu en 4K, avec ray tracing et DLSS. Voyons cela de plus près. Sachez que la limite des 60 ips en 4K sans RT que nous avions noté lors de notre preview était due à un bug du moteur du jeu : en passant en mode fenêtré sans bordure, cette limitation disparait…

4K

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Si le rendu 4K sans ray tracing est aux portes des 50 ips de moyenne, l’activation du DLSS fait grimper le framerate moyen au delà des 60 ips. L’activation du ray tracing fait forcement chuter les performances, en particulier sur les 1% d’images par seconde les plus bas. En moyenne, l’activation du DLSS permet d’améliorer de 25% le framerate moyen. Notons que le ray tracing semble augmenter très sensiblement la variation du temps de rendu des images, ce qui se traduit par de nombreux pics sur le graphique de frame time.

QHD et FHD

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Le passage à des définitions inférieures rend la tâche encore plus facile pour la GeForce RTX 2080 Ti, bien que l’activation du ray tracing entraine toujours une chute du 99ième percentile. En terme de framerate moyen, l’activation du DLSS en QHD permet presque de rattraper la chute causée par le ray tracing. Encore une fois, le ray tracing entraine de nombreuses fluctuations du frame time.

NVIDIA GeForce RTX 2080

La GeForce RTX 2080 vise quant à elle le QHD selon les recommandations de NVIDIA lorsque l’on active le ray tracing et le DLSS. Nous avons toutefois décidé de la tester également en 4K.

4K

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Avec un framerate moyen sous les 50 ips, et des chutes régulières sous les 30 ips, la RTX 2080 n’est effectivement pas assez puissante pour taquiner le 4K de manière agréable, en tout cas avec des réglages graphiques Ultra, et ce même avec le DLSS activé et sans ray tracing. Il faudra donc baisser un peu les réglages graphiques pour jouer dans cette définition. Le temps de rendu des images est ici aussi très fluctuant, mais contrairement à la 2080 Ti, c’est aussi le cas lorsque le ray tracing n’est pas actif.

QHD et FHD

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La GeForce RTX 2080 s’en sort forcément mieux en QHD, et encore plus en FHD. Le framerate moyen dépasse dans tous les cas les 60 ips, sauf en QHD avec ray tracing (mais sans DLSS) où elle franchit tout de même la barre des 50 ips, mais avec un 99ième percentile sous les 30 ips. Ici aussi, l’activation du DLSS permet de gommer presque entièrement la perte causée par l’utilisation du ray tracing. Une fois n’est pas coutume, le temps de rendu des images souffre de fortes variations lorsque le ray tracing est activé.

NVIDIA GeForce RTX 2070

Les réglages conseillés par NVIDIA pour la RTX 2070 visent le Full HD avec des réglages graphiques Ultra, le tout avec le ray tracing et le DLSS activés. Nous avons quand même voulu savoir comment cette carte s’en sortait en QHD également.

QHD

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Sans ray tracing, la RTX 2070 parvient à maintenir un framerate moyen au dessus des 50 ips. Elle dépasse également cette barre avec ray tracing, pourvu que le DLSS soit également actif. Le 99th percentile devient toutefois dans ce cas très limite, avec quelques chutes sous les 30 ips. Dans l’absolu, il reste possible de jouer en QHD avec cette carte graphique. Une légère diminution des détails graphiques pourra améliorer les choses. Comme pour les 2080 et 2080 Ti, la 2070 souffre de grosses variations dans le temps de rendu des images lorsque le ray tracing est activé, en particulier lorsque le DLSS n’est pas présent.

FHD

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En Full HD, la RTX 2070 respire un peu plus, avec un framerate dépassant les 60 ips sans ray tracing ou avec ray tracing et DLSS. Seul le ray tracing “seul” passe sous cette barre, mais reste au delà des 50 ips. Le fluidité reste acceptable dans tous les cas. Une nouvelle fois, on notera de grosses fluctuations au niveau des frame time avec le ray tracing actif.

NVIDIA GeForce RTX 2060

Dernière de la petite famille RTX, la 2060 est taillée pour du Full HD. Nous avons toute de même voulu savoir si elle arrivait aussi à s’en sortir en QHD.

QHD

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Pas de surprise, la RTX 2060 a du mal avec le 1440p puisque même sans RT et avec DLSS elle ne franchit pas les 50 ips en moyenne. Le ray tracing est tout simplement injouable dans cette définition, et on notera que les frame time souffrent avec cette technologie de la même variabilité que sur les autres cartes.

FHD

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C’est mieux en Full HD, mais les résultats proches sans ray tracing, sans ray tracing avec DLSS et avec ray tracing et DLSS laissent supposer que ce sont les autres étapes de rendu qui sont ici le facteur limitant. Autrement dit, le niveau de détails Ultra est probablement trop élevé pour cette petite GeForce RTX, même en Full HD. La barre des 50 ips de moyenne est tout de même franchie (sauf avec ray tracing seul). Enfin, on note encore une fois la grande variabilité dans le temps de rendu des images lorsque le ray tracing est activé.

Quelle carte pour jouer à 60 ips ?

Si vous cherchez la carte idéale pour obtenir un framerate moyen de 60 ips suivant tel ou tel réglage, le tableau suivant devrait faire votre bonheur : nous y avons synthétisé les framerate moyen des différentes cartes en 4K, QHD et FHD. En vert, le taux moyen d’images par seconde dépasse les 60 ips, en orange il se situe entre 50 et 60 ips et en rouge il est inférieur à 50 ips. Enfin, on trouve en noir les combinaisons impossibles.

Seule la RTX 2080 Ti est capable de jouer en 4K de manière convenable, sans ray tracing voire avec ray tracing en se contentant d’un framerate moyen entre 50 et 60 ips. Le DLSS reste toutefois nécessaire pour éviter que le nombre d’images par seconde ne chute trop. La RTX 2080 est quant à elle parfaitement adaptée à la définition QHD, avec ou sans ray tracing.

La RTX 2070 se sentira à l’aise en Full HD, même si une petite incursion en QHD reste possible, sous réserve de se contenter d’un framerate juste supérieur à 50 ips. Enfin, la RTX 2060 aura du mal même en Full HD, il faudra probablement jouer avec des détails graphiques un peu plus faibles que le réglage Ultra.

Ressources CPU, RAM, VRAM

Voyons maintenant comment Metro Exodus gère les ressources CPU et RAM à sa disposition. La configuration “Ultra” demande un Core i7-8700 et 16 Go de mémoire vive, cela tombe bien puisque c’est exactement notre configuration. Nous avons testé avec l’HyperThreading activé et en DirectX 12, le tout en QHD et 4K avec les mêmes réglages que précédemment.

Processeur

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L’occupation CPU globale augmente bien entendu au fur et à mesure que l’on descend en définition, mais on remarque surtout que deux threads seulement sont particulièrement chargés. Le reste des coeurs est légèrement occupé, entre 10% et 30% en moyenne. Le moteur de Metro Exodus a donc un embryon de gestion multithreading puisqu’il est capable d’utiliser tous les vCPU de notre processeur, mais il a encore du mal a équilibrer cette charge au delà des deux threads principaux.

RAM et VRAM

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Metrox Exodus consomme légèrement plus de mémoire vive en 4K par rapport au 1440p, ce qui n’est absolument pas anormal. L’activation du ray tracing et du DLSS n’entraine par ailleurs aucune consommation de RAM supplémentaire.

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Côté VRAM, c’est différent : l’activation du ray tracing et du DLSS fait gonfler l’occupation de 1 Go environ.

Conclusion

Exceptionnellement pour ce jeu, nous avons tenté de fournir un test complet des technos RTX et DLSS en démarrant les tests avant la sortie officielle. Habituellement, nous attendons le lancement, les premiers patchs et les pilotes officiels pour fournir des chiffres plus fiables. Et pour Metro Exodus, un premier patch est sorti il y a quelques heures déjà… Le DLSS reste inchangé, mais on ne peut rien garantir pour les performances. Pour les prochains titres nous feront comme avant, sans céder à la course à la publication…

Techniquement, Metro Exodus s’impose comme l’un des jeux les plus exigeants en puissance GPU pour ce début d’année 2019. Avec les technologies RTX, et même avec l’aide du DLSS, la RTX 2060 se retrouve en échec, même en Full HD, incapable de fournir un gameplay suffisamment fluide. Cette carte est pourtant capable de faire tourner Battlefield V correctement avec ray tracing.

Il est fort possible que les performance de Metro Exodus s’améliorent avec le temps. Le jeu est sorti sans les dernières finitions (comme les autres), et une marge d’optimisation est certainement possible, surtout qu’il faut aussi être indulgent : les technos RTX débutent, les développeurs essayent encore de les apprivoiser correctement, c’est un travail complexe qui prend du temps. Si on peut effectivement considérer que l’heure est à “l’essuyage de plâtre”, nous persistons à croire que ce rendu hybride avec ray tracing est promis à un bel avenir, tout comme le DLSS, du moins après quelques milliers d’heures de deep learning !