Производителям видеокарт мало представить передовую архитектуру и новые возможности: необходимо дать также инструменты, чтобы разработчики смогли массово воспользоваться новшествами. NVIDIA постоянно развивает ключевые для индустрии API и игровые движки, позволяя быстро добавлять новые возможности вроде трассировки лучей, интеллектуального масштабирования DLSS, затенения с переменной скоростью (VRS) или Mesh Shaders.

Недавно компания представила новые наборы инструментов, призванные упростить добавление в конечные продукты новых графических возможностей. Прежде всего, речь идёт об RTX Global Illumination SDK, о котором мы уже сообщали. RTXGI предоставляет разработчикам масштабируемые решения для расчётов непрямого освещения с множественным переотражением без запеканий, световых утечек и больших расходов на кадр. RTXGI работает на любом GPU с поддержкой DXR и поможет начать использовать преимущества трассировки лучей. RTXGI обещает качественное трассированное освещение и при этом не слишком требовательна к производительности ПК.

Второй инструмент — NVIDIA Texture Tools Exporter — использует CUDA для оптимизации текстур под игровые движки и другие приложения. Этот инструмент доступен разработчикам игр и художникам как отдельно, так и в виде плагина для Adobe Photoshop. Он позволяет разработчикам игр применять текстуры более высокого качества (для более высоких разрешений), но при этом создавать приложения в меньшем для скачивания размере.

Новые инструменты получили и разработчики, применяющие открытый графический API Vulkan. NVIDIA добавила поддержку Vulkan в два своих популярных инструмента, помогающих в создании игр.

Например, Nsight Aftermath впервые стал доступен для Vulkan с обновлением SDK вместе с поддержкой в Nsight Graphics для просмотра новых сбоев ГП. Анализ проблем с работой графики всегда был сложной задачей, но NVIDIA Nsight Aftermath предоставляет точную информацию, где и почему произошёл сбой.

Другим полезным инструментом для разработчиков игр является Nsight Graphics: GPU Trace. Игрокам нужна графика высокого качества без ущерба частоте кадров. Чтобы этого добиться, разработчикам необходимо составить профиль приложения, определяя ограничители производительности. Благодаря показателям GPU Trace можно добиться максимальной производительности. Теперь этот низкоуровневый профилировщик, предоставляющий показатели аппаратного блока с временными характеристиками, стал доступен не только разработчикам DirectX, но и Vulkan.

Предположения о том, что компания Intel может реализовать поддержку аппаратного ускорения трассировки лучей в своих будущих GPU семейства Intel X^e, появились достаточно давно. Затем компания подтвердила их, но только для GPU для центров обработки данных. Теперь же явные свидетельства поддержки трассировки лучей и в потребительских GPU компании Intel нашлись в драйверах.

Сетевой источник с псевдонимом _rogame обнаружил в коде неких драйверов для графических процессоров Intel упоминания таких структур, как Ray Trace HW Accelerator, DXR_RAYTRACING_INSTANCE_DESC и D3D12_RAYTRACING_GEOMETRY_FLAGS. Эти три структуры указывают на то, что в будущих графических процессорах Intel действительно может быть реализована возможность трассировки лучей с аппаратным ускорением. И вероятно, касается это не только ускорителей на GPU для ЦОД.

Где именно были обнаружены эти «отсылки» к трассировке лучей, источник не уточняет. Но похоже, что они были найдены в коде средства разработки программного обеспечения X^e (SDV), которое Intel уже начала распространять среди различных независимых поставщиков ПО по всему миру. С учётом того, что в ближайшие месяцы SDV будет получать всё больше разработчиков, в нём могут обнаружиться новые подробности как о трассировке лучей, так и о других возможностях будущих графических процессоров Intel.

Стоит также отметить, что у компании Intel уже есть определённый опыт в области трассировки лучей. Ещё в 2009 году на собственном форуме для разработчиков компания Intel демонстрировала трассировку с помощью видеокарты, созданной в рамках злосчастного проекта Larrabee. Вполне возможно, что какие-то старые наработки будут перенесены на графические процессоры X^e.

Напомним, что в потребительском сегменте графические процессоры X^e будут разделены на две категории: X^e-LP с производительностью не выше среднего и X^e-HP с высокой производительностью. Весьма вероятно, что получат поддержку аппаратного ускорения трассировки лучей чипы категории X^e-HP .

Как неожиданно выяснилось, драйверы для графических карт AMD Radeon уже имеют поддержку трассировки лучей. По крайней мере, версии программного обеспечения Radeon Adrenalin Edition, выходившие на протяжении последних нескольких месяцев, включают в себя код, относящийся к реализации Microsoft DirectX Raytracing (DXR). И это может означать, что поддержка технологии трассировки лучей может быть включена для видеокарт компании AMD уже в ближайшее время. А если повезёт, то даже до конца этого года.

Упоминания DXR технологии нашел в драйвере Radeon Adrenalin Edition 19.7.2, выпущенном в июле, известный энтузиаст из Японии Komachi. Иными словами нет никаких сомнений в том, что AMD готовит внедрение поддержки трассировки лучей, и эта подготовка находится на одной из финальных стадий.

Разговоры о том, что данная функциональность может стать доступна пользователям уже в декабре, основываются на цикличности обновления графического драйвера. В декабре исполняется год с момента выхода Radeon Software Adrenalin 2019 Edition, и AMD должна провести крупное обновление драйвера. То, что эти планы не изменились, компания подтвердила на этой неделе на мероприятии в Китае.

Как ожидается, новая версия графического драйвера должна привнести новые возможности, и поддержка DXR может стать одной из них. Год назад главный инженер по разработкам в Radeon Technologies Group Дэвид Ван (David Wang) говорил: «Мы не будем внедрять DirectX RayTracing в играх до тех пор, пока он не будет возможен в игровых картах всех ценовых категорий». Однако за это время ситуация могла поменяться. Тем более что вся необходимая работа, кажется, уже проведена, и включение DXR для карт поколения Navi, семейство которых недавно расширилось за счёт среднего класса Radeon RX 5500, может оказаться действенным маркетинговым шагом.

Впрочем, никаких достоверных подтверждений намерений AMD включить поддержку трассировки лучей в декабре этого года пока не существует. Кроме того, нужно понимать, что на данном этапе AMD не сможет предложить столь же эффективную реализацию DXR, как в картах GeForce RTX. В существующих графических процессорах Navi нет выделенных аппаратных блоков, выполняющих необходимые для трассировки лучей расчёты, поэтому DXR будет работать программно, а это неминуемо повлечёт за собой заметное снижение производительности. И даже если речь идёт о Radeon RX 5700 XT, падение частоты кадров при включении трассировки может быть довольно болезненным. Поэтому вполне возможно, что поддержка DXR на самом деле будет активирована в драйверах не в декабре, а при появлении старшей версии Navi, которая, судя по имеющейся информации, выйдет когда-то в середине 2020 года.

Тем не менее, нет никаких сомнений, что технология трассировки лучей в обозримом будущем придёт в графические карты компании AMD. Так, поддержка DXR подтверждена для игровой приставки Sony PS5, а там, как известно, будет использована кастомизированная версия GPU поколения Navi.

Что же касается нового графического драйвера, который AMD планирует выпустить в декабре, то в нём практически наверняка можно ожидать другие востребованные возможности. Например, целочисленное масштабирование (которое уже реализовано в драйверах у NVIDIA) или функцию коррекции четкости с адаптивной регулировкой контрастности Radeon Image Sharpening для DirectX 11 (сейчас она работает только в DirectX 12).

Данные берутся из публикации Групповое тестирование 34 видеокарт в Control

Трассировка лучей потенциально может стать священным Граалем для игр благодаря тому, что технология позволяет имитировать физически достоверные отражения, тени и освещение — это должно обеспечить новый уровень реализма. И недавно технология, наконец, стала доступна на потребительских ПК благодаря мощным (но всё ещё дорогостоящим) графическим ускорителям серии GeForce RTX от NVIDIA.

Эти видеокарты семейства Turing используют встроенные аппаратные блоки ускорения RT в дополнение к программным ухищрениям вроде интеллектуального полноэкранного сглаживания DLSS для отображения эффектов трассировки лучей в играх. К сожалению, пока качественные эффекты трассировки лучей всё ещё требуют огромных ресурсов — да и желательно разрабатывать игры сразу с прицелом на них.

На данный момент NVIDIA остаётся единственной компанией среди производителей ГП, которая выпустила ускорители потребительского уровня с поддержкой гибридной трассировки лучей. Однако это не может продолжаться долго. Уже официально заявлено, что консоли Microsoft Xbox и Sony PlayStation следующего поколения, использующие ГП Radeon, будут поддерживать аппаратное ускорение расчётов трассировки лучей. И как стало известно, AMD ещё в 2017 году подала патентную заявку, в которой подробно описывается «гибридный» подход для расчётов трассировки лучей в играх в реальном времени, который не будет так сильно зависеть от блоков аппаратного ускорения по сравнению с новейшей графикой NVIDIA.

AMD предполагает дополнять специализированные RT-блоки существующими шейдерными процессорами, дабы обеспечить как высокую производительность, так и достаточную гибкость. По словам AMD, такой метод может решить проблемы производительности и обработки, связанные как с аппаратными, так и с программными системами трассировки лучей. По большому счёту, именно такой метод и используется в ускорителях NVIDIA, где вычисления, связанные с лучами, могут выполнять как блоки RT, так и обычные универсальные шейдерные процессоры.

Вообще до реализации полноценной трассировки лучей в реальном времени ещё далеко. Даже в консолях нового поколения лучи будут применяться лишь для получения приблизительной картины теней и отражений, а основной рендеринг будет по-прежнему производиться традиционными для ГП методами растрирования. Так или иначе, патент говорит о том, что в недрах AMD давно идёт работа над аппаратными блоками RT.

Данные берутся из публикации GeForce GTX против GeForce RTX в играх будущего

Данные берутся из публикации GeForce RTX больше не нужен? Тесты трассировки лучей на ускорителях GeForce GTX 10 и 16

Данные берутся из публикации Тестирование трассировки лучей и DLSS в Shadow of the Tomb Raider

С тех пор, как NVIDIA выпустила первые устройства под маркой GeForce RTX, главной преобразующей силой в сфере потребительской 3D-графики стала трассировка лучей. В свою очередь, чипы на основе архитектуры Turing были и остаются единственной группой среди дискретных GPU, обладающей достаточным быстродействием для того, чтобы принести Ray Tracing в компьютерные игры.

Разработчики графических процессоров — NVIDIA, AMD, а в определенный период и Intel — не в первый раз пытаются адаптировать алгоритмы трассировки лучей, которые широко применяются для рендеринга статичных кадров и видеозаписей «в офлайне», к задачам реального времени. Но пока получилось лишь у NVIDIA, ведь только чипы Turing оснащены специализированными вычислительными блоками, без которых трассировка лучей в реальном времени остается настолько ресурсоемкой задачей, что применять ее в играх не имеет никакого смысла.

Так, в момент анонса действующего флагмана игровых ускорителей семейства Turing — GeForce RTX 2080 Ti — NVIDIA приводила следующие выкладки. Если взять лучшую из потребительских видеокарт на чипе Pascal — GeForce GTX 1080 Ti — и бросить все ресурсы GPU на вычисления трассировки лучей, то итоговая производительность не превысит 11 % того, на что способен RTX 2080 Ti. При этом остальные функциональные блоки кремния Turing останутся свободны для параллельной работы над другими компонентами изображения — как подразумевает гибридная модель рендеринга, объединяющая трассировку лучей с привычным методом растеризации. А согласно новым оценкам, Turing обладает настолько выдающейся эффективностью в трассировке лучей, что инженерам NVIDIA пришлось бы создать GPU объемом в 35 млрд транзисторов, чтобы уравнять гипотетический Pascal с GeForce RTX 2080.

На практике даже Turing испытывает серьезное падение быстродействия в двух проектах, которые используют гибридный рендеринг (Battlefield V и Metro Exodus), не говоря уже о чрезвычайно требовательном синтетическом тесте 3DMark Port Royal. Все говорит о том, что трассировка лучей в компьютерных играх еще находится на раннем этапе развития, а по-настоящему массовым явлением ее сделает одна из следующих итераций графической архитектуры. Тогда не только высокопроизводительные и дорогостоящие устройства, но и GPU средней ценовой категории станут достаточно мощными, чтобы в условиях гибридного рендеринга вернуться к прежним стандартам частоты смены кадров. 

По крайней мере, именно так мы рассуждали до сих пор. Сегодня на мероприятии Game Developers Conference NVIDIA провозгласила очередную смену парадигмы. В скором будущем функция трассировки лучей в реальном времени откроется для графических карт на чипах Pascal (начиная с GeForce GTX 1060) и младших представителей семейства Turing (GeForce GTX 1660 и GTX 1660 Ti), лишенных специализированной логики.

С технической точки зрения здесь нет ничего удивительного. Расширение DXR для Direct3D 12, равно как и аналогичная библиотека в открытом интерфейсе программирования Vulkan, доступны игровому движку вне зависимости от того, обладает ли графический процессор специализированными блоками для трассировки лучей. К примеру, AMD совсем недавно продемонстрировала демо на основе CryEngine с трассировкой лучей, запущенное на Radeon RX Vega 56. Все дело в том, как драйвер графической карты распорядится вызовами API. 

В GPU архитектуры Pascal и чипе TU116 трассировка лучей будет реализована с помощью вычислительных шейдеров на массиве ядер CUDA. В данный момент NVIDIA не дает твердых оценок производительности Ray Tracing на оборудовании прошлого поколения, но по отвлеченным иллюстрациям, в которых компания сопоставляет Pascal и Turing в модели гибридного рендеринга, даже GeForce GTX 1080 Ti едва ли обеспечит высокую частоту смены кадров в такой игре, как Metro Exodus без необходимости серьезно понизить качество изображения — по крайней мере, в части интенсивности самой трассировки. А вот Battlefield V NVIDIA приводит в пример более легкой нагрузки, которая в меньшей степени полагается на RT-ядра за счет того, что трассировка лучей в этой игре применяется лишь для рендеринга отражений.

В такой ситуации новинки этого сезона — GeForce GTX 1660 и GTX 1660 Ti — получат неожиданное преимущество над более производительными и дорогими ускорителями серии GeForce 10 благодаря  иным нововведениям архитектуры Turing, среди которых есть возможность одновременного исполнения операций над вещественными (FP32) и целочисленными (INT32) данными, а также высокое быстродействие в расчетах половинной точности (FP16). Кроме того, не вполне ясно, нужна ли помощь со стороны разработчиков игр, которые уже задействуют DXR, для того, чтобы Ray Tracing покорился формально устаревшему железу.

Как бы то ни было, сегодня NVIDIA в очередной раз взбудоражила умы геймеров и энтузиастов компьютерных технологий, а мы намерены при первой возможности протестировать трассировку лучей на видеокартах GeForce GTX — как сообщает производитель, это случится уже в середине апреля текущего года.

Данные берутся из публикации Групповое тестирование 32 видеокарт в Metro Exodus

Данные берутся из публикации Групповое тестирование 35 видеокарт в Battlefield V

В начале декабря мы писали о новом тесте Port Royal для 3DMark, созданном компанией UL для проверки производительности любых видеокарт с поддержкой технологии Microsoft DirectX Raytracing. Теперь разработчики решили поделиться новым трейлером тестового пакета с демонстрацией работы трассировки лучей в реальном времени. Речь идёт о записи демонстрации от начала и до конца в разрешении 1440p.

Вдобавок UL сообщила, что Port Royal будет доступен уже 8 января. К сожалению, тест невозможно запустить в 3DMark Basic Edition (3DMark Demo в Steam). Он появится только в платных версиях пакета — 3DMark Advanced Edition (стоимость в Steam составляет 500 рублей) и 3DMark Professional Edition. Тем, кто уже приобрёл ранее 3DMark, будет предложено платное обновление Port Royal.

Напомним: тест будет исполняться на любой видеокарте с поддержкой DXR. Пока это требование ограничивает выбор лишь семейством GeForce RTX, хотя в создании теста помимо NVIDIA принимали активное участие также AMD и Intel. Ожидается, что в 2019 году поддержкой технологии трассировки лучей в реальном времени (гибридной визуализации) обзаведётся больше видеокарт.

UL отмечает, что современные ускорители (видимо, речь идёт об RTX 2080 Ti) способны обеспечить работу 3DMark Port Royal в разрешении 2560 × 1440 при нормальной частоте кадров. Трассировка лучей позволяет добиться нового уровня реализма в играх, улучшив качество отражений, теней и других эффектов.

Компания UL, на которую работает команда разработчиков 3DMark, покажет публике свой новый тест, посвящённый трассировке лучей в реальном времени, во время конкурса оверклокеров GALAX GOC Grand Final в городе Хошимин (Вьетнам) 8 декабря. А пока она поделилась некоторыми подробностями о новом тесте и скриншотами.

Официальное название первого специализированного теста для оценки производительности ПК в задачах трассировки лучей в реальном времени — 3DMark Port Royal. Кроме того, создаётся он с опорой на стандарт Microsoft DirectX Raytracing (DXR), а потому любую видеокарту с поддержкой последнего можно будет проверить в этом тесте.

Владельцам видеокарт Radeon лучше заранее не рассчитывать на возможность тестирования своих устройств. Дело в том, что сама AMD недавно пообещала не спешить с поддержкой DirectX Raytracing. А во-вторых, UL говорит, что на момент выхода 3DMark Port Royal будет лишь ограниченный выбор видеокарт (читай: только GeForce RTX), но в 2019 году ожидается, что больше GPU получат поддержку DXR.

Кроме того, режим трассировки лучей (точнее — гибридная визуализация) будет применяться в Port Royal для реализации как реалистичных теней, так и отражений, а также других эффектов, почти недостижимых с помощью обычной растеризации. Разработчики обещают, что тест призван показать, чего стоит ожидать от будущих игр с поддержкой трассировки лучей в реальном времени и исполняется в разрешении 2560 × 1440 при приемлемой частоте кадров (видеокарта не называется, но, видимо, речь идёт о современных флагманах вроде GeForce GTX 1080 Ti).

Разрабатывается 3DMark Port Royal в сотрудничестве с AMD, Intel, NVIDIA и другими ведущими компаниями — особенно тесная работа ведётся с Microsoft для создания первоклассной реализации DirectX Raytracing API. К сожалению, несмотря на прежнее заявление о выходе в этом году, 3DMark Port Royal немного задержится — до января 2019 года. Точная дата, цены и другие подробности обещаны 8 декабря.

Данные берутся из публикации Проверяем слухи: тестирование трассировки лучей в Battlefield V

Японский игровой сайт 4Gamer сумел получить комментарий вице-президента по технологиям Radeon Technologies Group Дэвида Ванга (David Wang) относительно планов компании по поддержке технологии DXR (DirectX Raytracing) в играх. По словам руководителя, компания не планирует поддерживать DXR до тех пор, пока технология аппаратного ускорения трассировки лучей не появится во всех её видеокартах — от базового уровня до высокого класса.

Такой подход вполне имеет смысл с точки зрения бизнеса компании. Разработка аппаратного обеспечения, совместимого с DXR, требует немало вложений в исследование и проектирование, процесс этот дорогостоящий, и нет никакой гарантии, что требовательная к ресурсам технология вскоре будет массово востребована в играх. В отличие от NVIDIA, у компании нет достаточной финансовой свободы, чтобы идти на подобные риски: производитель предпочитает подождать и посмотреть, сможет ли RTX от NVIDIA создать рынок, а затем попытаться отвоевать собственную нишу.

«Пока могу сказать, что AMD непременно ответит на DirectX Raytracing, но сейчас мы больше сконцентрированы на ускорении производственных CG-окружений, использующих бесплатный AMD Radeon ProRender и не требующих высокой частоты кадров. Использование же трассировки лучей в играх не появится, пока мы не сможем предложить поддержку технологии во всём портфеле продуктов от низкого до высокого класса», — отметил Дэвид Ванг. Кстати, поддержка трассировки лучей в реальном времени действительно была добавлена в этом году в GPU-визуализатор ProRender.

Теоретически для работы DirectX Raytracing требуются графические ускорители с поддержкой функциональности 12_0 или 12_1, то есть большинство современных видеокарт Radeon с архитектурой GCN совместимы. Однако в ускорителях с архитектурой NVIDIA Turing используются особые аппаратные блоки (ядра RT) для ускорения трассировки, так что даже в случае поддержки DXR современными Radeon производительность наверняка будет на весьма низком неконкурентном уровне.

Посмотрим, сможет ли AMD предложить нечто подобное особым блокам ускорения трассировки лучей в 7-нм архитектуре Navi. Пока это представляется маловероятным — вдобавок, первые игровые продукты на базе Navi, как ожидается, будут ускорителями среднего класса и вряд ли смогут обеспечить достаточную для DXR мощь.

Таким образом, AMD могла действительно принять стратегическое решение не поддерживать DXR, пока на рынке не появятся продукты вроде Navi 20. И даже тогда поддержка трассировки лучей в реальном времени остаётся под сомнением, если судить по словам Дэвида Ванга и предполагаемому отсутствию специализированных ядер RT. Это означает, что и в консолях следующего поколения вроде PlayStation 5 и Xbox Next может не оказаться поддержки технологий, подобных DXR (по крайней мере, ставка на них делаться не будет).

Пока можно предположить, что AMD начнёт всерьёз поддерживать DirectX Raytracing лишь с появлением следующей за Navi архитектуры, которая ранее носила кодовое имя Kuma, а сейчас просто обозначается как Next-Gen. К слову, в настоящее время гораздо большую отдачу AMD получает за счёт концентрации на развитии успеха в области центральных процессоров: 7-нм чипы Zen 2 пока выглядят весьма многообещающе, особенно на фоне проблем Intel с освоением 10-нм норм. В области графических ускорителей для ПК компания старается сохранять свою долю, делая акцент на решениях среднего класса.

Кстати, в марте AMD говорила, что уже в этом году её вариант трассировки лучей в реальном времени Radeon Rays 2.0 появится в неких реальных играх на базе Vulkan. Видимо, запуск GeForce RTX заставил компанию пересмотреть эти планы. AMD предлагает Radeon Rays 2.0 бесплатно всем заинтересованным разработчикам — последняя версия SDK может быть загружена с официальной страницы на GitHub.