NVIDIA laissera les cartes graphiques pour les jeux et ce n'est pas une blague

Actuellement, les cartes graphiques sont divisées en deux types, celles qui sont conçues pour les jeux et celles qui sont utilisées pour d'autres applications de plus grande valeur. C'est-à-dire pour les simulations scientifiques et militaires, entre autres choses. Cependant, il y a une unité qui est avec nous depuis la première carte 3D réussie, l'unité raster, qui pourrait disparaître et avec elle l'organisation ou l'architecture des futurs GPU. Les conséquences? La fin de la séparation entre les modèles uniquement destinés au jeu et ceux utilisés dans d'autres domaines.

Les jeux 3D en temps réel représentent aujourd'hui 99% des jeux, mais sur les ordinateurs, ils sont arrivés grâce au populaire Voodoo Graphics à l'époque et au fait d'avoir une puce chargée d'une fonction commune. On parle de l'unité raster, que l'on retrouve aujourd'hui dans toutes les puces graphiques, mais qui va disparaître avec le temps. Quelles conséquences cela aura-t-il sur le matériel du futur ?

NVIDIA laissera les cartes graphiques pour les jeux

Les GPU changent

Les GPU sont des processeurs graphiques spécialisés, avec une certaine capacité à fonctionner à des fins générales. En effet, leurs noyaux ont depuis longtemps cessé d'être destinés à des tâches spécialisées pour être utilisés pour des tâches générales. Ainsi, bon nombre des grands supercalculateurs mondiaux les utilisent aujourd'hui pour des simulations scientifiques et militaires à grande échelle, ainsi que pour d'autres applications en plein essor telles que l'intelligence artificielle.

Cependant, il existe toujours une série d'unités qui effectuent des tâches spécifiques, mais qui sont nécessaires pour pouvoir générer les graphiques. Leur travail n'est pas seulement d'en libérer les noyaux principaux, mais de travailler en parallèle. Son plus grand avantage est qu'en ayant une tâche fixe ou spécifique à faire, ils nécessitent moins de transistors à construire et, par conséquent, sont moins coûteux et consomment moins que de faire en sorte que le noyau principal s'occupe de la tâche.

Cependant, il peut arriver qu'un matériel spécialisé devienne obsolète, soit parce qu'il ne suit pas les progrès de performance d'autres éléments, soit parce qu'il fonctionne de manière moins qu'idéale. Eh bien, nous constatons que dans la puce principale des cartes graphiques, un type spécifique d'unité apparaît et qu'un autre type disparaît.

Graphique NVIDIA Tope Gama Sans ventilateurs ni dissipateur

Adieu l'unité raster

Si vous regardez les spécifications de n'importe quelle carte graphique, vous verrez que celle qui est de moins en moins importante est celle qui parle de "triangles par seconde". Beaucoup de gens pensent que c'est le montant de ceux-ci qui est mis à l'écran et d'autres croiront que c'est le montant qui est calculé. Les deux sont faux car cela dépend de l'application que nous exécutons. De plus, c'est un taux fixe et si on le remarque c'est toujours la vitesse d'horloge pour le nombre d'unités raster. Au moins aujourd'hui.

Ces unités progressaient en termes de performances, passant de plusieurs cycles d'horloge pour pixelliser un triangle à la vitesse actuelle, mais elles n'ont pas évolué depuis dix ans. Son travail? Projetez le monde 3D calculé en sommets sur une surface 2D composée de pixels, l'écran, sur laquelle la couleur sera ensuite calculée. C'est donc une unité essentielle, car lorsque nous réalisons une scène 3D, chacun des triangles finit par devenir des pixels ; cependant, ladite unité pourrait bientôt dire au revoir.

La raison? Vos limites

Le problème avec les unités raster est qu'elles ne sont pas conçues pour fonctionner avec de très petits triangles, c'est-à-dire ceux qui sont pixellisés en quelques pixels. De plus, lorsqu'un objet est composé de seulement quelques pixels, le rastériseur conclut qu'il est trop éloigné et le marque pour suppression. Bien sûr, avant de vérifier sa distance à la caméra avec le tampon de profondeur pour l'éliminer de la scène et qu'il n'est pas nécessaire de la calculer. Cela se fait également avec des objets derrière un plus grand, ce qui pose des problèmes lorsque l'objet le plus en avant est transparent dans une certaine mesure. Ce qui cause des problèmes, mais c'est une tout autre affaire.

Efficacité rastérisatrice

Le problème? Nous entrons dans un monde où la géométrie est utilisée à des niveaux extrêmes pour détailler les personnages, les objets et les décors. Ce qui signifie des taux de triangle que les unités raster actuelles ne peuvent pas prendre en charge. Ce qui est un goulot d'étranglement, mais le problème est qu'ils ne peuvent pas bien fonctionner avec de petits triangles. En ce sens que si nous avons 100 triangles de 50 pixels, cela ne se traduit pas par 200 de 25 pixels. Par conséquent, son efficacité diminue à mesure que les polygones avec lesquels il travaille sont plus petits.

Quelle est la solution?

À tel point que les gens d'Epic Games face à la création d'Unreal Engine 5 ont dû créer des unités raster en utilisant des shaders informatiques pour cela. C'est le GPU les cœurs font beaucoup mieux le travail d'une unité fonctionnelle spécialisée. Ce qui met en péril son avenir. Pour le moment, il n'a pas été exclu, cependant, il porte déjà l'épée de Damoclès, ainsi que l'unité de pavage ou de subdivision de surface.

Moteur de géométrie détaillé UE5 Dans une interview réalisée en mai 2020 avec Brian Karis , le programmeur graphique a déclaré avoir développé deux types de rastériseurs triangulaires logiciels pour Unreal Engine 5. Cela suppose que le nouveau moteur d'Epic, qui sera utilisé par des dizaines de jeux dans l'industrie, a déjà la capacité de se passer de l'unité raster. Autrement dit, remplacez l'un des cœurs GPU pour remplacer chacune de ces unités et gagner plus de performances avec.

La grande majorité des triangles sont pixellisés par des logiciels utilisant des shaders informatiques hautement spécialisés, qui ont été conçus pour tirer parti de ce dont nous pouvons bénéficier. En conséquence, nous avons pu laisser les rastériseurs matériels dans la poussière pour cette tâche spécifique. La pixellisation logicielle est un élément majeur de Nanite qui nous permet de faire ce qu'il fait. Nous ne pouvons pas battre les rastériseurs matériels dans tous les cas, nous les utiliserons donc lorsque nous déterminerons qu'il s'agit du chemin le plus rapide.

Blanc et en bouteille, comme vous pouvez le lire. Ils disparaîtront du fait que ce sont des transistors qui NVIDIA, Intel et AMD peut profiter pour d'autres choses qui deviendront plus importantes à l'avenir.

Pourquoi l'organisation des cartes graphiques va-t-elle changer ?

Si vous regardez les schémas de n'importe quel GPU, vous verrez que les cœurs sont disposés en blocs autour d'un rastériseur. En effet, ils envoient à la fois des données à ces unités et les reçoivent également, selon l'étape du pipeline 3D dont nous parlons. La supprimer est donc une réorganisation. Actuellement, la taille idéale pour une efficacité à 100 % des unités raster est de 48 pixels pour NVIDIA et de 64 pour AMD. Cela limite également le nombre de cœurs dans les modèles conçus pour les jeux. Ce qui, dans le cas de la marque en vert, se voit en comparant ses puces pour le calcul haute performance et les jeux.

H100 AD102 GPC comparés

Comme on peut le voir, le H100 GPC ne dispose pas de Raster Engine, ce qui lui permet de ne pas avoir une organisation aussi figée et donc limitée. Ce changement permettra à NVIDIA, ainsi qu'à AMD, de ne pas avoir à concevoir deux conceptions différentes pour le HPC et les jeux, mais pourra plutôt tirer parti d'un modèle de base universel en termes de conception. À partir de laquelle vous pouvez itérer. Aujourd'hui, qu'il s'agisse d'un processeur central ou d'un processeur graphique, on constate que l'intercommunication se situe entre 2/3 et 3/4 de la puce totale et le fait de devoir travailler sur deux puces différentes est rébarbatif.

N'oublions pas que chaque nouveau nœud c'est plus de transistors, c'est plus de pièces et plus d'ingénieurs à embaucher. Il atteindra le point où les mêmes cartes graphiques proposées pour le travail scientifique seront le haut de gamme pour les jeux, car il ne sera pas rentable de fabriquer deux modèles différents et l'élimination de l'unité raster sera la clé dans tout ce processus de développement. unification.