Unul dintre progresele viitoare care va îmbunătăți semnificativ performanța jocurilor este conceptul de preframing, în special prin valorificarea puterii graficii integrate în computerele de jocuri. Acest concept este gata să revoluționeze modul în care construim platforme de gaming și va face treptat depășite configurațiile numai pentru procesor.
În peisajul actual, majoritatea procesoarelor sunt cipuri eterogene, care nu numai că au mai multe Procesor nuclee, dar includ și un cip grafic integrat, cunoscut sub numele de iGPU. În mod tradițional, am considerat această componentă ca ceva limitat la gestionarea sarcinilor de bază, cum ar fi redarea ferestre din desktop, cu placa grafică principală preluând controlul pentru procesarea grafică a jocului mai solicitantă. Cu toate acestea, această abordare reprezintă o subutilizare semnificativă a resurselor disponibile.
Tehnologia preframing își propune să optimizeze performanța prin maximizarea potențialului graficii integrate. În loc să relegă iGPU-ul într-un rol secundar, acesta contribuie activ la redarea jocului, lucrând în tandem cu placa grafică principală. Distribuind mai eficient volumul de lucru, preframingul minimizează risipa de resurse valoroase și îmbunătățește performanța generală a jocurilor.
Pe măsură ce această tehnologie continuă să evolueze, ne putem aștepta să asistăm la o schimbare a configurațiilor computerelor, cu o dependență din ce în ce mai redusă de setările doar pentru procesor. Componenta grafică integrată va deveni din ce în ce mai esențială, permițând jucătorilor să extragă mai multă putere și eficiență din sistemele lor.
De ce va deveni GPU-ul integrat important în jocuri?
Scopul principal al unei plăci grafice este acela de a genera imagini, dar în ultima perioadă au găsit aplicații dincolo de piața jocurilor pentru PC. Cu toate acestea, nu ne bazăm pe cardurile noastre Radeon sau GeForce pentru a ajuta la sinteza proteinelor sau la simulările militare. În schimb, surplusul GPU puterea rezultată din perioadele de inactivitate este adesea utilizată pentru a aborda provocări specifice în jocuri, cum ar fi detectarea coliziunilor sau calculele fizicii jocului.
În timp ce unele jocuri folosesc în mod eficient placa grafică pentru aceste sarcini, multe altele îi subutilizează capacitățile, bazându-se în principal pe nucleele CPU suplimentare pentru a gestiona sarcina de lucru. Acest lucru duce la o oportunitate ratată de a valorifica versatilitatea GPU-urilor moderne. Decalajul provine din faptul că NVIDIA și AMD plăcile grafice au arhitecturi de programare distincte, în timp ce Intel iar procesoarele AMD pot utiliza același cod.
În consecință, caracteristicile flexibile și puternice ale GPU-urilor contemporane rămân neexploatate în anumite scenarii de jocuri, limitându-le potențialul de a contribui semnificativ la optimizarea performanței. Explorarea modalităților de optimizare a utilizării GPU-ului în diferite titluri de jocuri și îmbunătățirea integrării dintre plăcile grafice și procesoarele ar putea debloca experiențe de joc îmbunătățite și pot elibera întregul potențial al acestor componente puternice.
Conceptul de precadru
Unul dintre calculele cruciale în jocuri este determinarea vizibilității, care presupune identificarea obiectelor care sunt vizibile în fiecare cadru. În mod tradițional, această sarcină este efectuată de GPU-ul principal în timpul generării cadrelor. Totuși, a apărut un concept numit pre-randare, care urmărește optimizarea acestui proces prin generarea imaginii cu o complexitate minimă pe baza cunoașterii obiectelor vizibile din cadrul următor.
Implementarea pre-randarii este relativ simplă, deoarece șoferul trebuie doar să execute următorul cadru într-o manieră simplificată pentru a aduna informațiile necesare. Ulterior, placa grafică redă cadrul final corespunzător. Gândiți-vă la asta ca la un desenator care creează o schiță brută cu puține detalii înainte de a produce desenul final.
Utilizând tehnici de pre-rendare, dezvoltatorii pot optimiza performanța jocului prin reducerea sarcinii de calcul a GPU-ului și eficientizarea procesului de randare. Această abordare îmbunătățește eficiența și permite un joc mai fluid, deoarece placa grafică își poate concentra resursele pe redarea obiectelor vizibile, ignorând cele invizibile.
Care este utilitatea lui?
Iată câteva beneficii ale pre-randării:
1. Eliminarea geometriei superflue: Pre-randarea permite eliminarea geometriei inutile din lista de afișare. Acestea includ obiecte care sunt în afara vizualizării camerei, situate în spatele obiectelor mai mari sau poziționate prea departe, unde detaliile nu ar putea fi perceptibile. Prin eliminarea unei astfel de geometrii, resursele pot fi alocate mai eficient.
2. Crearea unei structuri de date: Pre-randarea facilitează crearea unei structuri de date arborescente care oferă informații despre locația fiecărui obiect. Această structură de date este esențială în special pentru Ray Tracing, o tehnică de randare care simulează calea razelor de lumină pentru a obține efecte de iluminare realiste.
3. Ordinea geometriei: Pre-randarea permite ordonarea geometriei pe baza poziției acesteia pe ecran. Această organizare spațială simplifică redarea prin plăci, permițând gestionarea eficientă a memoriei. Prin redarea obiectelor într-o anumită ordine, impactul asupra memoriei video poate fi minimizat.
Utilizând aceste tehnici de pre-rendare, dezvoltatorii pot optimiza performanța și utilizarea resurselor în jocuri. Procesul de eliminare a geometriei inutile, utilizarea structurilor de date și ordonarea geometriei contribuie la randarea mai eficientă și la îmbunătățirea experienței generale de joc.
Cum este construit precadru?
Conceptul de pre-rendare presupune crearea următorului cadru cu informații minime care nu vor fi vizibile pe ecran. Pentru a accelera construcția precadrului, anumite părți ale conductei 3D sunt omise.
În timpul pre-randării:
– Nu se aplică nuanțe grafice în nicio etapă.
– Texturile și informațiile de culoare nu sunt aplicate.
– Nu sunt adăugate efecte de post-procesare.
Obiectivul este de a genera precadru în câteva milisecunde, furnizând informațiile necesare GPU-ului pentru generarea cadrului final. Scopul cheie este de a determina vizibilitatea și poziționarea geometriei în scenă, ceea ce este crucial pentru generarea cadrelor. Acest mecanism implică o soluție inteligentă.
Prin eliminarea etapelor de după etapa de rasterizare, unde are loc cea mai mare procesare a datelor și necesită o putere semnificativă, execuția precadrului poate fi descărcată pe un hardware grafic mai simplu. Aceasta include grafica integrată găsită în procesoare, care trebuie să fie active pentru a fi utilizate în mod eficient.
Complicațiile implicate în implementarea acestuia
În timp ce conceptul de preframe are meritele sale, implementarea sa este limitată la situațiile în care arhitectura atât a GPU-ului integrat, cât și a plăcii grafice dedicate sunt identice sau compatibile. Acest lucru reprezintă o provocare pentru NVIDIA, deoarece este singura dintre cele trei mărci care nu are o arhitectură CPU x86. În consecință, AMD pare să fie într-o poziție favorabilă pentru a valorifica această situație pentru a promova utilizarea procesoarelor sale Ryzen alături de plăcile grafice Radeon în viitor.
În plus, ideea de preframe este deosebit de benefică pentru GPU-urile cu un număr mare de nuclee. Cu toate acestea, odată cu creșterea costurilor asociate cu producția de cip, orice asistență externă este binevenită, chiar dacă înseamnă utilizarea graficii integrate în procesoare. Este esențial să găsim modalități de atenuare a cheltuielilor, deoarece creșterile continue ale prețurilor nu sunt sustenabile și, în cele din urmă, va fi un punct în care piața va cere o limită a creșterii costurilor.
