AMD FSRとは何ですか？

AMDは2021年6月、同社の画像アップスケーリングおよびフレーム生成技術としてFSR（FidelityFX Super Resolution）を発表しました。これは、高い画質を維持しつつ、ゲームのパフォーマンスを向上させることを目的としています。

すべてのフレームを高解像度でレンダリングするのではなく、低解像度でフレームをレンダリングした後、それを高解像度のバージョンに再構成します。例えば、1080pの画像をレンダリングし、それを4Kに再構成することで、4Kで直接レンダリングする場合よりも短い時間で、画質の低下も最小限に抑えられます。つまり、高いFPSと向上した画質という、両方のメリットを享受できるのです。

FSRの最大の利点の一つは、AMD、NVIDIA、Intelの各GPUだけでなく、予想外の一部の旧型GPUでも動作する点です。したがって、NVIDIA GTX 10XXシリーズやRadeon RX400シリーズをお使いの方でも、完全に取り残されることはありません。

AMD FSRによるアップスケーリングを最大限に活用するには、RX 9070およびRX 9070XTをご検討いただくことをお勧めします。

FSRはスーパーサンプリング技術であり、その基本的な仕組みは以下の通りです：

• このゲームは、より低い解像度（例えば1080p）のフレームをレンダリングします。
• FSRはこの画像を、より高解像度（1440pや4Kなど）に再構成します。
• この処理負荷は、高解像度でのネイティブレンダリングよりも低いため、FPSが向上します

これはDLSSのように聞こえますが、実際には大きく異なります。DLSSはAIハードウェアに大きく依存しているのに対し、FSRは純粋なシェーダー技術に基づいており、実装が容易です。そのため、AMDのGPUだけでなく、旧式のハードウェアでもこの技術を活用できるのです。

FSRの新しいバージョンではAIを活用した技術や時間的データが採用されていますが、旧バージョンであっても、標準的なレンダリングに比べて大幅な画質の向上が図られています。

2021年にリリースされたこれは、AMD FSRの最初のバージョンでした。このバージョンでは、個々のフレーム内の画像に写っているオブジェクトのエッジを単独で検出する空間アップスケーリングが導入されました。つまり、前のフレームを参照することなく、鮮明度を高めるためにシャープニング処理を適用する仕組みです。この処理には、他の手法で見られるゴースト現象を効果的に除去できるという利点もあります。

データの1フレームのみにアクセスするため、処理が非常に高速で軽量であり、開発者の負担を最小限に抑えつつゲームへの組み込みも容易です。ただし、欠点もあり、画像がぼやけたり、シャープネスが強すぎたりすることがあります。

もう一つの利点は、FSR 1.0がシェーダー技術であるため、AMD製GPUに限定されず、NVIDIAやIntel製のGPUでも動作する点です。ハードウェア要件が極めて低いため、意外なほどスペックの低いカードや旧型のカードでも動作します。

FSR 1.0に続いて、奇妙なことにFSR 2.0が登場しました。2022年にリリースされたこのバージョンは、大きな飛躍を遂げています。 このバージョンでは、時間的アップスケーリングの世界へと踏み込みます。これは、前のフレームのデータを利用するということを、少し凝った表現で言い換えたものです。FSR 1.0と同様に、フレームは低解像度でレンダリングされ、4Kに近い解像度へとアップスケーリングされます。この点は前バージョンと同じですが、変更点として、ここではゲームエンジンから提供されるモーションベクトルと深度情報が使用されるようになります。

これにより、オブジェクトを追跡しながら、動きの中で失われがちな微細なディテールを再構築し、ギザギザやちらつきを低減するとともに、モーションブラーを単なるぼやけとして扱い、レンダリング上のアーティファクトとして扱わないようにすることができます。

今回のアップデートでは、AMDは以前のバージョンから引き継いだ高度なアップスケーラーおよびフレーム生成ツールをさらに強化し、改良を加えるとともに新機能を追加することで、ビジュアルパフォーマンスを向上させました。

その中でも特に重要なのが、「Fluid Motion Frames」（略称：FMF）です。これは、レンダリングされたフレームの間に新しいフレームを生成する技術であり、フレーム間の隙間を効果的に埋めることで、体感FPSを大幅に向上させ、ゲーム内のカクつきを劇的に軽減し、全体としてより滑らかな動きを実現します。また、FSR 2.0で導入されたモーションベクトルの処理にも改良を加え、画像の安定性を高め、ゴースト現象を低減しています。

フレーム生成によるゲーム内の遅延の可能性に対処するため、AMDは「AMD Anti-Lag+」も導入しました。これはAMD製グラフィックスカード向けのドライバーベースのツールで、CPUとGPUの処理ペースを同期させ、CPUがフレーム処理においてGPUを大きく先行してしまうのを防ぎます。ゲームプレイにおいて、これにより操作の反応がより軽快に感じられるようになります。

最後に、今回のアップデートにより、これらの機能の多くがモジュール化されました。つまり、AMD Adrenalin ソフトウェア内で、ニーズに合わせて特定の部分を無効にすることができるようになりました。

今回のFSRのバージョンでは、RX 9000シリーズGPU向けに最適化された4つの新技術が導入されており、2026 SDK（FSR 4.1）の更新により、RX 7000シリーズGPUでもこれらの機能を利用できるようになりました。これらは従来の解析型レンダリングシステムに比べて大幅なアップデートとなるため、以下にその詳細を解説します。

• FSRによるアップスケーリング

正式名称はFSR 4であり、低解像度のフレームをレンダリングして4Kにアップスケーリングするという点では、従来の世代と同様の動作をします。主な違いは、従来の解析型アップスケーリング方式とは異なり、現在は機械学習（略してML）を活用している点です。その結果、以前のバージョンに比べて、ディテールがより鮮明になり、動きがより安定し、ゴースト現象も軽減されています。

• FSR フレーム生成

機械学習によるフレーム補間技術を活用し、レンダリングされたフレームの間に新しいフレームを予測・挿入する新機能です。2つのレンダリング済みフレームの間にオブジェクトがどこにあるべきかを予測できるため、滑らかさの体感やFPSが劇的に向上します（ただし、精度が多少低下します）。

• FSR レイの再生

データが不十分または量が少ない領域において、レイトレーシングによるディテールの品質を復元するニューラルネットワーク方式のノイズ除去アルゴリズムです。これにより、表面の粒状感やノイズが低減され、シーンのレンダリングに必要な作業量を削減できるため、無駄な労力を減らし、より滑らかで快適な体験を実現します。

• FSR ラディアンス・キャッシング

これはもう1つのニューラルツールであり、低照度環境における光の挙動を学習し、グローバルイルミネーションをより効率的に予測できるようにします。これをFSRレイ再生機能と組み合わせることで、レイトレーシングによる照明処理の負荷を大幅に軽減できます。

AMDの最新アップデートでは、Redstoneの機能群をさらに洗練させ、FP8アクセラレーション（8ビット浮動小数点）を利用するRX 9000シリーズGPUのパフォーマンスを向上させるとともに、INT8精度（8ビット整数）を利用するRX 7000シリーズGPU向けに再設計を行いました。これらの数値形式は、8ビットであることから、機械学習のインターフェースとして使用されています。

これにより、他のバージョンと比べて処理速度が飛躍的に向上します。つまり、処理が高速化され、メモリ使用量が削減され、リアルタイムレンダリングのインターフェースも高速化されるため、レンダリングされたフレームと準備済みのフレーム間の同期ずれが少なくなります。

どちらのバージョンも、同等の画質を実現しています。また、パフォーマンス、映像の安定性、時間的安定性、そしてネイティブに近いシャープネスも大幅に向上しています。つまり、状況によっては、FSR 4.1を旧来のソリューションと比較して、4K解像度で40～50％のパフォーマンス向上が見込める場合があります。

• FSR アップスケーリング 4.1.1

これにより、RDNA 3 GPU（RX 7000シリーズ）への完全な対応が実現しました。これまでは、これらの機能の一部しかサポートされていませんでした。また、AMDはRDNA 2 GPU（RX 6000シリーズ）向けの軽量版をリリースする計画も明らかにしています。

• FSR レイ再生 1.2

Redstoneスイートで導入されたAMDのノイズ低減ツールのアップデート版で、品質の向上に重点を置き、オプションとしてアンビエントオクルージョンおよびスペキュラーオクルージョンによるノイズ除去機能が追加されています。

現在、この機能はごく一部のタイトルでのみ利用可能で、特に『Call of Duty Black Ops 7』や『Crimson Desert』がこれに対応しています。

• FSR 1.0– 空間アップスケーリング。高速、基本機能、軽量で、あらゆるGPUメーカーの製品に対応
• FSR 2.0– 時間的アップスケーリング（画質の大幅な向上）
• FSR 3.0– 解析フレーム生成機能の追加
• FSR 3.1– 柔軟性と品質の向上
• AMD FSR アップスケーリング （Redstone）– AIを活用したレンダリング技術
• AMD FSR アップスケーリング 4.1– RX 7000 シリーズ GPU への対応が強化されました