En af de kommende fremskridt, der vil forbedre spilydelsen markant, er konceptet med preframing, især ved at udnytte styrken af integreret grafik i gaming-computere. Dette koncept er klar til at revolutionere, hvordan vi bygger gaming-rigs og vil gradvist gøre konfigurationer, der kun er processor, forældede.
I nutidens landskab er størstedelen af processorerne heterogene chips, der ikke kun har flere CPU kerner, men inkluderer også en integreret grafikchip, kendt som en iGPU. Traditionelt har vi betragtet denne komponent som noget begrænset til at håndtere grundlæggende opgaver som at gengive Windows desktop, hvor det primære grafikkort tager over for mere krævende spilgrafikbehandling. Denne tilgang repræsenterer imidlertid en betydelig underudnyttelse af tilgængelige ressourcer.
Preframing-teknologi har til formål at optimere ydeevnen ved at maksimere potentialet i integreret grafik. I stedet for at henvise iGPU'en til en sekundær rolle, bidrager den aktivt til spilgengivelse og arbejder sammen med hovedgrafikkortet. Ved at fordele arbejdsbyrden mere effektivt minimerer preframing spild af værdifulde ressourcer og forbedrer den samlede spilydelse.
Efterhånden som denne teknologi fortsætter med at udvikle sig, kan vi forvente at være vidne til et skift i computerkonfigurationer, med en aftagende afhængighed af processor-only setups. Den integrerede grafikkomponent vil blive mere og mere afgørende, hvilket gør det muligt for spillere at trække mere kraft og effektivitet ud af deres systemer.
Hvorfor bliver den integrerede GPU vigtig i spil?
Det primære formål med et grafikkort er at generere billeder, men i nyere tid har de fundet applikationer ud over pc-spilmarkedet. Vi er dog ikke afhængige af vores Radeon- eller GeForce-kort til at hjælpe med proteinsyntese eller militærsimuleringer. I stedet overskuddet GPU strøm som følge af inaktive perioder bruges ofte til at løse specifikke udfordringer i spil, såsom kollisionsdetektion eller spilfysiske beregninger.
Mens nogle spil effektivt udnytter grafikkortet til disse opgaver, underudnytter mange andre dets muligheder, idet de overvejende er afhængige af de ekstra CPU-kerner til at håndtere arbejdsbyrden. Dette fører til en forpasset mulighed for at udnytte alsidigheden ved moderne GPU'er. Forskellen opstår af, at NVIDIA , AMD grafikkort har forskellige programmeringsarkitekturer, hvorimod Intel og AMD-processorer kan bruge den samme kode.
Som en konsekvens forbliver de fleksible og kraftfulde funktioner i moderne GPU'er uudnyttede i visse spilscenarier, hvilket begrænser deres potentiale til at bidrage væsentligt til ydeevneoptimering. At udforske måder at optimere GPU-udnyttelsen på tværs af forskellige spiltitler og forbedre integrationen mellem grafikkort og CPU'er kan låse op for forbedrede spiloplevelser og frigøre det fulde potentiale af disse kraftfulde komponenter.
Begrebet preframe
En af de afgørende beregninger i spil er at bestemme synlighed, hvilket involverer at identificere de objekter, der er synlige i hver frame. Traditionelt udføres denne opgave af hoved-GPU'en under framegenerering. Der er dog opstået et koncept kaldet pre-rendering, der sigter mod at optimere denne proces ved at generere billedet med minimal kompleksitet baseret på viden om de synlige objekter i næste frame.
Implementering af pre-rendering er relativt ligetil, fordi driveren kun behøver at udføre den næste frame på en forenklet måde for at indsamle den nødvendige information. Efterfølgende gengiver grafikkortet den endelige ramme i overensstemmelse hermed. Tænk på det som en tegner, der laver en grov skitse med få detaljer, før han producerer den endelige tegning.
Ved at anvende præ-rendering-teknikker kan udviklere optimere spillets ydeevne ved at reducere den beregningsmæssige byrde på GPU'en og strømline gengivelsesprocessen. Denne tilgang øger effektiviteten og muliggør jævnere gameplay, da grafikkortet kan fokusere sine ressourcer på at gengive de synlige objekter, mens de ignorerer de ikke-synlige.
Hvad er dens nytte?
Her er flere fordele ved præ-rendering:
1. Kassering af overflødig geometri: Pre-rendering muliggør eliminering af unødvendig geometri fra visningslisten. Dette inkluderer genstande, der er uden for kameraets synsfelt, placeret bag større genstande eller placeret for langt væk, hvor detaljer ikke kan ses. Ved at kassere en sådan geometri kan ressourcer allokeres mere effektivt.
2. Oprettelse af en datastruktur: Pre-rendering letter oprettelsen af en trædatastruktur, der giver information om placeringen af hvert objekt. Denne datastruktur er særlig vigtig for Ray Tracing, en gengivelsesteknik, der simulerer lysstrålernes vej for at opnå realistiske lyseffekter.
3. Geometri-bestilling: Pre-rendering giver mulighed for bestilling af geometri baseret på dens position på skærmen. Denne rumlige organisation forenkler gengivelse af fliser, hvilket muliggør effektiv hukommelsesstyring. Ved at gengive objekter i en bestemt rækkefølge kan indvirkningen på videohukommelsen minimeres.
Ved at udnytte disse præ-renderingsteknikker kan udviklere optimere ydeevne og ressourceudnyttelse i spil. Processen med at kassere unødvendig geometri, udnytte datastrukturer og bestille geometri bidrager til mere effektiv gengivelse og forbedret overordnet spiloplevelse.
Hvordan er preframen bygget?
Konceptet med pre-rendering involverer at skabe den næste frame med minimal information, der ikke vil være synlig på skærmen. For at fremskynde konstruktionen af preframen udelades visse dele af 3D-rørledningen.
Under præ-rendering:
– Der anvendes ingen grafiske shaders på noget tidspunkt.
– Teksturer og farveoplysninger anvendes ikke.
– Der tilføjes ingen efterbehandlingseffekter.
Målet er at generere preframen inden for et par millisekunder, hvilket giver den nødvendige information til GPU'en for at generere den endelige frame. Nøgleformålet er at bestemme synligheden og placeringen af geometri i scenen, hvilket er afgørende for framegenerering. Denne mekanisme involverer en smart løsning.
Ved at fjerne stadierne efter rasteriseringsstadiet, hvor den største databehandling finder sted og kræver betydelig strøm, kan udførelsen af preframen aflastes til enklere grafikhardware. Dette inkluderer integreret grafik fundet i processorer, som skal være aktive for at blive brugt effektivt.
Komplikationerne involveret i implementeringen
Selvom konceptet med preframe har sine fordele, er dets implementering begrænset til situationer, hvor arkitekturen af både den integrerede GPU og det dedikerede grafikkort er den samme eller kompatible. Dette udgør en udfordring for NVIDIA, da det er det eneste blandt de tre mærker, der mangler en x86 CPU-arkitektur. Derfor ser AMD ud til at være i en gunstig position til at udnytte denne situation til at fremme brugen af sine Ryzen-processorer sammen med Radeon-grafikkort i fremtiden.
Ydermere er ideen med preframe særligt gavnlig for GPU'er med et stort antal kerner. Men med de stigende omkostninger forbundet med chipfremstilling hilses enhver ekstern assistance velkommen, selvom det betyder at bruge integreret grafik i processorer. Det er essentielt at finde måder at afbøde omkostningerne på, da løbende prisstigninger ikke er holdbare, og der i sidste ende vil være et punkt, hvor markedet vil kræve en grænse for stigende omkostninger.
