คุณสมบัติ ASR คืออะไร ? รู้จัก เทคโนโลยีเพิ่มความละเอียดภาพ จาก Microsoft

Auto Super Resolution (ASR) คืออะไร ?

หนึ่งในจุดขายของการ์ดจอ หรือ หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) รุ่นใหม่ ๆ ที่วางจำหน่ายในปัจจุบันนี้ ก็คือคุณสมบัติ "Upscaling" ที่ช่วยเพิ่มความละเอียดของภาพที่ถูกเรนเดอร์ โดยที่ไม่ต้องใช้ทรัพยากรในการประมวลผลเยอะเท่ากับการประมวลผลที่ความละเอียดจริง ในอดีต Upscaling เป็นเทคโนโลยีที่ทำงานได้ไม่ค่อยดีนัก ภาพที่ได้มักจะดูเบลอไม่คมชัด และมีข้อผิดพลาดในการแสดงผลเล็ก ๆ น้อย ๆ

แต่ในปัจจุบันนี้มีการนำ เทคโนโลยี AI เข้ามาช่วยทำให้มี การเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) ด้วย หรือที่เรียกว่า AI-Upscaling ส่งผลให้คุณภาพของภาพที่ผ่านการ Upscaling นั้นดีขึ้นกว่าเดิมมาก จนแทบไม่แตกต่างจากการเรนเดอร์ด้วยความละเอียดแบบ Native เลย

ภาพจาก : https://blogs.nvidia.com/blog/what-is-ai-upscaling/

ผู้ผลิตการ์ดจอแต่ละค่าย ก็มีเทคโนโลยี Upscaling เป็นของตนเอง อย่างของ NVIDIA จะเรียก DLSS, AMD เรียก FSR ส่วน Intel จะเรียกว่า XeSS และล่าสุดก็มีหน้าใหม่กระโจนเข้ามาร่วมวงด้วย นั่นก็คือ Auto Super Resolution (ASR) ที่ Microsoft เพิ่งจะเปิดตัวไปอย่างสด ๆ ร้อน ๆ เมื่อวันที่ 6 มิ.ย. 2024 (พ.ศ. 2567) ที่ผ่านมานี้เอง

ทำไมต้องใช้เทคโนโลยี AI-Upscaling ? (Why use AI-Upscaling Technology ?)

ก่อนอื่นขออนุญาตอธิบายก่อนว่า "ทำไมการ์ดจอในปัจจุบันนี้ ถึงต้องมีเทคโนโลยี AI-Upscaling ด้วย จะใช้พลังดิบ (RAW power) ในการทำงานเพียงอย่างเดียวไม่ได้เหรอ ?" คำตอบคือ "ได้ และ ไม่ได้" เพราะมันขึ้นอยู่กับเกมที่เล่น และการตั้งค่าด้วย เพราะการ์ดจอที่แรงที่สุดในขณะที่บทความนี้กำลังเขียนอยู่อย่าง RTX 4090 ก็ยังไม่สามารถรัน เกมระดับ AAA ที่ ความละเอียด 3,840 x 2,160 (4K), ปรับคุณภาพของกราฟิกสูงสุด, เปิด ความสามารถ Ray Tracing โดยคาดหวัง อัตราเฟรม (Frame Rate) ในระดับ 120 fps ขึ้นไปอย่างคงที่ได้

เหตุผลก็มาจากการเรนเดอร์กราฟิกระดับ 4K พร้อมกับเปิดใช้งาน Ray Tracing นั้น ต้องใช้ทรัพยากรในการทำงานสูงมาก จนแม้แต่การ์ดจอที่แรงที่สุดในปัจจุบันนี้ก็ยังรับมือไม่ไหว เมื่อเทคโนโลยี AI ได้รับความนิยม จึงมีการนำมาประยุกต์ใช้เพื่อลดขนาดทรัพยากรที่จำเป็นต้องใช้ อีกทั้งยังได้ประโยชน์เรื่องพลังงานอีกด้วย เพราะเมื่อใช้ทรัพยากรน้อยลง ก็จะใช้พลังงานลดลงตามไปด้วย นอกจากจะช่วยประหยัดไฟ รวมไปถึงปริมาณ ความร้อน ที่เกิดขึ้นก็น้อยลงเช่นกัน ทำให้อุณหภูมิภายใน เคสคอมพิวเตอร์ (Computer Case) ลดลงด้วย

คุณสมบัติ ASR บน Windows 11 คืออะไร ? (What's Auto Super Resolution Feature on Windows 11 ?)

ด้วย DLSS ของ NVIDIA, FSR ของ AMD และ XeSS ของ Intel เทคโนโลยี Upscaling เหล่านี้ ถูกใส่มาพร้อมกับการ์ดจอเพื่อช่วยให้ภาพในเกมดูสวยงาม และรันภาพได้ลื่นไหลมากยิ่งขึ้น แล้วอยู่ ๆ Microsoft ที่ไม่เคยทำการ์ดจอมาก่อน ก็กระโดดเข้ามาร่วมวงด้วย โดยร่วมมือกับ Qualcomm บริษัทผู้ผลิต ชิป SoC ชื่อดัง ปรับปรุงการทำงานของ ระบบปฏิบัติการ Windows 11 ด้วยการเพิ่มซอฟต์แวร์ และ APIs ตัวใหม่เข้าไป ออกมาเป็นคุณสมบัติ Auto Super Resolution (ASR) นั่นเอง

ประโยชน์ของ Auto Super Resolution (ASR) ก็ไม่แตกต่างจากคู่แข่ง มันเคลมว่าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเกมได้เมื่อเล่นเกมบนอุปกรณ์ที่ใช้ชิป Snapdragon X Series แต่ที่ทำให้ ASR แตกต่างจากคู่แข่งคือ มันเป็นเทคโนโลยี Upscaling สำหรับการเล่นเกมตัวแรกของโลกที่ถูกผนวกเป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการ 

ภาพจาก : https://devblogs.microsoft.com/directx/autosr/

คุณสมบัติ ASR ทำงานอย่างไร ? (How does Auto Super Resolution Feature work ?)

ก่อนหน้านี้ ทางทีมที่ดูแลในส่วนของ DirectX ของ Microsfot ได้ปล่อย DirectSR API เวอร์ชันทดสอบออกมาให้นักพัฒนาเกมได้สามารถนำเทคโนโลยีขยายความละเอียดอย่าง DLSS, FSR และ XeSS มาใส่ในเกมได้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีเหล่านี้ส่วนใหญ่จะทำงานได้กับเกมที่รองรับเท่านั้น และนั่นเป็นจุดที่ทำให้ Auto Super Resolution (ASR) มีความน่าสนใจ

คำว่า "Auto" ที่อยู่ในชื่อของ ASR นั้นสื่อถึงการทำงานของเทคโนโลยีนี้อย่างชัดเจน โดย ASR จะทำงานอัตโนมัติ และรองรับได้ทุกเกม โดยที่ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องตั้งค่าอะไรเลย ต่างจาก DLSS, FSR และ XeSS ที่ถ้าทางผู้พัฒนาเกมไม่ได้ใส่มาให้ ก็ไม่สามารถใช้งานได้

ในทางทฤษฏี ผู้ใช้แค่เพียงกดเปิดเกม แล้วก็เล่นไปตามปกติได้เลย ASR จะแอบทำงานอยู่เบื้องหลังเพื่อเพิ่มคุณภาพของกราฟิกให้อยู่เบื้องหลังอย่างอัตโนมัติ ทาง Microsoft อ้างว่าคุณภาพของ ASR ที่เรนเดอร์ภาพด้วยความละเอียด 700 Vertical Lines จะมีความคมชัดยิ่งกว่าการเรนเดอร์ภาพที่ ความละเอียด 720p หรือ ความละเอียด 1080p แบบ Native เสียอีก 

ทั้งนี้ มีข้อสังเกตที่ควรรู้ไว้ Auto Super Resolution (ASR) กับ DirectSR เป็นองค์ประกอบที่ถูกแยกออกจากกัน แต่ก็ทำงานร่วมกัน โดยความแตกต่างอยู่ที่ DirectSR จะให้ความสำคัญกับเกมใหม่ที่เป็น Next-generation และนักพัฒนา ในขณะที่ ASR จะเพิ่มประสิทธิภาพให้กับเกมที่มีอยู่แล้วในปัจจุบัน ซึ่งผู้พัฒนาอาจไม่ได้ทำมาให้รองรับเทคโนโลยี Upscalling

ทาง Microsoft ระบุว่า ASR ใช้ Convolutional Neural Network (CNN) ซึ่งเป็นโมเดล การเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) ที่ออกแบบมาเพื่อประมวลผลรูปภาพ โมเดลนี้ได้แรงบันดาลใจมาจากกระบวนการมองเห็นของมนุษย์ ซึ่งสายตาของมนุษย์จะมีการรับรู้ภาพที่สามารถระบุลักษณะเฉพาะของภาพได้ ไม่ว่าจะเป็นขอบ, มุม, สี, รูปทรง ฯลฯ Convolutional Neural Networks (CNNs) จึงเป็นโมเดลที่เหมาะสมกับการนำมาเทรนด์ระบบกราฟิกของเกมอย่างมาก

ทั้งนี้ ในการทำงานของ ASR จะใช้ประโยชน์จาก หน่วยประมวลผลแบบเส้นประสาท (Neural Processing Unit - NPU) ที่มีอยู่ในชิป Snapdragon X Plus และ Elite ที่มีอยู่ใน Copilot+ PC ในการทำงาน

วิดีโอจาก : https://www.youtube.com/watch?v=5JmkWJNng2I

การทำงานของ ASR จะเริ่มต้นจากการปรับความละเอียดของหน้าจอให้ลดลง เพื่อให้เกมถูกรันที่ความละเอียดต่ำก่อน จากนั้น ASR จะเข้าไปประสานงานในขั้นตอนการส่งข้อมูลระหว่าง NPU, CPU และ GPU เพื่อปรับปรุงค่าสัญญาณภาพด้วย AI โดยที่ไม่ส่งผลกระทบต่อการเล่นเกม ซึ่ง Microsoft อ้างว่า ASR จะทำให้การแสดงผลภาพดีเลย์เฉลี่ยแค่เพียง 1 เฟรม เท่านั้น

ทั้งนี้ ในระหว่างที่เล่นเกม ช่วงที่ ASR กำลังทำงาน มันจะส่งผลกระทบต่อการแสดงผลทั้งหมดที่อยู่บนหน้าจอ หมายความว่าแอปพลิเคชันอื่น ๆ ที่เราเปิดเอาไว้อยู่ เช่น โปรแกรม Discord, เว็บเบราว์เซอร์ Google Chrome ฯลฯ ก็จะได้รับผลจาก ASR ไปด้วย อย่างไรก็ตาม Microsoft ก็ยืนยันว่ามันยากที่จะสังเกตเห็นความแตกต่างที่เกิดขึ้น

เปรียบเทียบระหว่าง ASR กับ DLSS, FSR และ XeSS (Comparison between Auto Super Resolution feature and DLSS, FSR and XeSS)

อันที่จริงเป็นเรื่องยากที่จะเปรียบเทียบการทำงานของ ASR กับคู่แข่งรายอื่น ๆ อย่าง DLSS, FSR และ XeSS เพระาอย่างที่เราได้อธิบายไปในหัวข้อที่แล้วว่า ASR มีรูปแบบการทำงานที่แตกต่างจาก AI Upscaling ค่ายอื่น ๆ ด้วยความที่มันฝังอยู่ในตัวระบบปฏิบัติการ และทำงานอัตโนมัติได้กับทุกเกม

นักพัฒนาเกมจะต้องใส่ DLSS, FSR และ XeSS เข้าไปในเกมด้วย ถึงจะสามารถใช้งานคุณสมบัติ AI Upscaling ได้ ในขณะที่ ASR ทำงานได้ โดยที่นักพัฒนาเกมไม่ต้องทำอะไรเลย

เหตุผลก็เพราะ DLSS, FSR และ XeSS ทำงานด้วยการสั่งให้เกมเปลี่ยนวิธีการเรนเดอร์ เช่น การใช้ Jitter และ Mipmapping Bias ในการปรับรายละเอียดให้ออกมาดีที่สุด ส่วน ASR ทำงานโดยไม่ต้องใช้ข้อมูลเพิ่มเติมในการทำงานเลย เป็นการเอาข้อมูลที่มีอยู่แล้วมาปรับเปลี่ยนคุณภาพให้ดีขึ้น คู่แข่งที่ใกล้เคียงกันมากที่สุดก็มีเพียง FSR จากค่าย AMD ที่สามารถทำการอัปสเกลเพิ่มความละเอียดภาพในเกมได้ไม่ว่าผู้ใช้งานจะใช้การ์ดจอของค่ายไหนก็ตาม

หากสิ่งที่ Microsoft กล่าวอ้างเป็นเรื่องจริง ว่า ASR สามารถใช้ได้กับทุกเกม ก็มีแนวโน้มที่มันจะได้รับความนิยมจากนักพัฒนาเกมอย่างแน่นอน โดยจากข้อมูลที่ประกาศออกมาแล้ว มันสามารถทำงานได้กับเกมที่ใช้ DirectX 11 และ DirectX 12 ไม่ว่าเกมนั้นจะทำงานแบบ Native บน ARM64 หรือเล่นผ่านการจำลอง x64 ก็ตาม

จะเปิดใช้งานคุณสมบัติ ASR ได้อย่างไร ? (How to enable Auto Super Resolution feature ?)

ในขณะนี้ Microsoft ประกาศว่าการใช้งาน Auto Super Resolution (ASR) จะต้องมีฮาร์ดแวร์ตามที่กำหนด ซึ่งตอนนี้จะประกอบไปด้วย

• Snapdragon X series ที่มี Hexagon NPU และ Integrated GPU
• ระบบปฏิบัติการ Windows 11 เวอร์ชัน 24H2 หรือใหม่กว่า
• Auto Super Resolution Package เวอร์ชันล่าสุด

ถึงแม้ว่าในตอนนี้ การใช้งาน ASR ดูเหมือนจะต้องใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะตัวที่มีอยู่ใน Snapdragon X Series แต่ว่าคุณสมบัติ ASR อันที่จริงแล้วเป็นคุณสมบัติหนึ่งของ Copilot+ PCs ซึ่ง Snapdragon X Series แค่เป็นเพียงซีพียูเพียงรุ่นเดียวในขณะนี้ที่รองรับได้

ในเมื่อ ASR เป็นคุณสมบัติการทำงานของระบบปฏิบัติการ Windows นั่นหมายความว่าในอนาคต ซีพียูแบบ ARM-based จาก Intel หรือ AMD ที่มีคุณสมบัติรองรับ Copilot+ PCs ได้ ย่อมสามารถใช้งาน ASR ได้เช่นกัน ดังนั้น ชิป Lunar Lake จาก Intel และ Strix Point จาก AMD ที่กำลังมาก็น่าจะรองรับ ASR ได้เช่นกัน