Ko sagaidīt no DirectX 13: uzlabojumi, veiktspēja un attīstība

Tā kā tehnisko prezentāciju atbalsis tādos pasākumos kā GDC un Gamescom joprojām ir svaigs, un sabiedrība pievērš rūpīgu uzmanību, jau iezīmējas vairākas galvenās tendences: uzlabota ēnotāju pārvaldība, neironu metožu integrācija , lai paātrinātu grafikas apstrādi, un optimizēta ēnotāju izplatīšanas prakse, lai samazinātu sastrēgumus. Tas viss izklausās daudzsološi, taču ir vērts to rūpīgi analizēt, jo velns bieži vien slēpjas ieviešanas detaļās.

Galvenās jaunās DirectX 13 funkcijas

Balstoties uz noplūdēm un to, kas jau ir parādīts demonstrācijās un tehniskajās prezentācijās, DirectX 13 uzmanības centrā, šķiet, ir veiktspējas un efektivitātes uzlabošana, vienlaikus ieviešot arī jaunas vizuālās iespējas. Mērķis ir labāk izmantot mūsdienu grafiskos procesorus , vienlaikus atvieglojot darbu studijām, kas veido spēļu dzinējus un spēles.

Shader izpildes pārkārtošana (SER) 2.0

SER (sinhronizētā pārkārtošanas sistēma) jau ir radījusi lielu ažiotāžu DirectX 12 staru izsekošanas ekosistēmā, un 2.0 versija to spertu soli tālāk. Ideja ir ļaut ēnotājiem dinamiski reorganizēt izpildi, lai grupētu līdzīgus uzdevumus un samazinātu neefektivitāti. Šī pieeja izmanto GPU iekšējo paralēlismu un samazina sarežģītu ainu papildu slodzi, kur staru izsekošana ietekmē izpildes mainīgumu.

• Mazāka latentuma kad ainā ir izmantoti vairāki materiāli, gaismas un ģeometrijas.
• Ievērojams pieaugums Staru izsekošanas veiktspēja samazinot izpildes atšķirības.
• Labāka izmantošana GPU kodoli balansējot slodzes reāllaikā.

Neironu renderēšana

Vēl viens šī potenciālā lēciena svarīgs aspekts ir integrētu mākslīgā intelekta metožu ieviešana kā pirmās klases pilsonis API ietvaros. Mēs runājam par neironu tīklu renderēšanu , kas izmanto jaunās specializētās vienības (neironu vienības), kas nonāk GPU un iGPU. Tas ļautu cauruļvadam deleģēt ļoti specifiskus procesus, kuros paātrināta secinājumu veidošana patiešām izpaužas.

• Inteliģenta attēlu mērogošana kura mērķis ir pārspēt to, kas tika novērots ar DLSS, FSR vai XeSS, ar vietējo API ietvaru.
• Uzlabotas tekstūras un detaļas lidojumā, pateicoties modeļiem, kas apmācīti rekonstrukcijai un tīrīšanai.
• Atbalsts sarežģītas simulācijas fizikas un mākslīgā intelekta atbalstītu animāciju.

Uzlabota ēnotāju piegāde

Šīs ir arhitektūras izmaiņas, kas paredzētas, lai efektīvāk izplatītu ēnotājus, īpaši resursiem ierobežotās vidēs, piemēram, rokas ierīcēs un konsolēs. Praksē tas samazinātu ielādes laiku un minimizētu gaidīšanas laiku ēnotāju pakotņu kompilācijas un izplatīšanas laikā, kas ir ļoti svarīgi sistēmām bez augstas klases grafiskajiem procesoriem. Ēnotāja kešatmiņas pārvaldība un bināro failu glabāšanas veids būs panākumu atslēga.

Necaurredzamības mikrokartes (OMM)

Necaurredzamības mikrokartes (OMM) risina klasisku problēmu: ģeometriju ar caurspīdīgumiem , piemēram, lapām, stiklu vai dūmiem. Tā vietā, lai paļautos uz dārgiem AnyHit ēnotājiem, necaurredzamības mikrokartes ļauj aparatūrai apstrādāt caurspīdīgumus tiešāk un paredzamāk, samazinot izmaksas tur, kur tie ir visvairāk cietuši staru izsekošanas un blīvas dabiskās vides apstākļos.

DirectX 13 ietekme uz spēlēm

Lai gan potenciāls ir augsts, vēl ir pāragri spriest, kā tas ietekmēs lietas praksē. Izstrādes realitāte nosaka, ka vienmēr pastāv berzes: operētājsistēmas integrācija, draiveru attīstība , to ieviešana dzinējos un spēlēs, kā arī neizbēgamās pirmās paaudzes kļūdas. Ņemot vērā iepriekš minēto, cerības var koncentrēt uz trim galvenajām jomām.

Sniegums

Galvenais mērķis ir panākt, lai spēles labāk izmantotu pašreizējās arhitektūras. Tiek apspriesti aptuveni 30% renderēšanas efektivitātes uzlabojumi , pilnībā izmantojot API, īpaši spēlēs, kas integrē SER 2.0, OMM un neironu maršrutēšanu. Piezīme: šis potenciāls tiek sasniegts tikai ar saskaņotu aparatūras un programmatūras atbalstu un ja spēle ir no paša sākuma izstrādāta tā, lai to atbalstītu.

Vizuālā kvalitāte

Ar neironu renderēšanu un jauniem ēnošanas algoritmiem vizuālais lēciens var būt ļoti pamanāms. Mēs varam sagaidīt dabiskāku apgaismojumu , tekstūras ar lielāku mikrodetaļu skaitu, būtiski neietekmējot kadru laiku, un pasaules ar lielāku dinamiskību. Tas nav mazsvarīgi: mēs runājam par dārgu procesu (rekonstrukcijas, tīrīšanas, antialiasing) optimizēšanu ar tīkliem, kas iemācās to darīt daudz labāk nekā tradicionālie filtri.

Stabilitāte un saderība

Jaunu iespēju līdzsvarošana ar stabilu platformu vienmēr ir delikāts jautājums. Šeit noder tādi rīki kā Agility SDK , kas izstrādātājiem atvieglo API funkciju atjaunināšanu, nepaļaujoties uz lieliem operētājsistēmas atjauninājumiem. Paredzamais rezultāts ir mazāka berze, mazāk kļūdu un konsekventāka saderība starp ražotājiem un paaudzēm; diemžēl tas nozīmē arī to, ka dažos ekstremālos gadījumos ir jātiek galā ar draiveru līmeņa kļūdām, piemēram, DXGI_ERROR_DEVICE_HUNG .

Kāda aparatūra būs saderīga?

Izlaidums būs vērsts uz Windows 11 un zināmā mērā uz noteiktām Windows 10 atzarēm. Tomēr patiesā veiktspēja būs redzama sistēmās, kas apvieno jaunāko grafikas procesoru, modernu centrālo procesoru un ātru krātuvi , lai barotu cauruļvadu ar datiem bez sastrēgumiem. Ja jums ir kādas šaubas par saderību, tādi rīki kā PC Health Check var palīdzēt pārbaudīt Windows 11 atbalstu un saistītās prasības.

• Jaunākās paaudzes GPU NVIDIA, AMD un Intel.
• CPU ar iGPU un neironu vienības lai paātrinātu secinājumu izdarīšanu.
• NVMe SSD diski ir gatavi lietošanai DirectStorage 2.0 y straumēšanas agresīvs.

Oficiālajā paziņojumā DirectX 13 tiek pozicionēts kā daļa no PC un Xbox ekosistēmas . Ir pat minēts, ka tādas ierīces kā ROG Xbox Ally X tiks laistas klajā ar vietējo atbalstu jaunajam API, kas skaidri norāda uz ambīcijām ieviest šos uzlabojumus portatīvo ierīču tirgū, neupurējot jaunākās tehnoloģijas.

Veiktspējas vienādojums 2025. gadā un turpmāk ietver arī krātuvi: ar DirectStorage 2.0 pāreja uz NVMe vairs nav greznība un kļūst par galveno komponentu datu un ēnotāju ielādei pilnā ātrumā , nodrošinot grafikas dzinēja jaudu un samazinot uzniršanas, raustīšanās un ielādes laikus.

Un izstrādātāji?

Studijām DirectX 13 nav pašmērķis, bet gan līdzeklis mērķa sasniegšanai. Spējīgāka API samazina atkārtotu darbu un paver durvis uz funkcijām, kas iepriekš bija nepieejamas. Tiek solīts rīku komplekts, kurā ir iespējama ātrāka iterācija , izvirzot mākslīgo intelektu procesa centrā, neveidojot ad hoc risinājumus katram projektam.

• Mazāks izstrādes laiks pateicoties elastīgākiem rīkiem un darbplūsmām.
• Būvēšanas iespēja sarežģītākas pasaules nesamazinot FPS.
• Uzlabots reāllaika mākslīgais intelekts ienaidnieki, fizika un vide.

Turklāt jaunā SDK mērķis ir precīzākas un deterministiskākas simulācijas , kas labi saskan ar tādiem dzinējiem kā Unreal Engine un Unity 3D , kas jau gatavojas ieviest šo jauno funkciju kopumu. Jo standartizētāks būs atbalsts, jo mazāk dublēta darba būs abās starpprogrammatūras pusēs.

Pastāv arī fundamentāla problēma: dažas funkcijas, kas pašlaik balstās uz noteiktu ražotāju patentētām API (piemēram, ēnotāju izpildes paplašinājumi), varētu tikt iekļautas standartā. To iekļaušana DirectX 13 ietvarā saskaņotu iespējas un samazinātu fragmentāciju, ko tehniskās komandas novērtētu, lai izvairītos no nepieciešamības divreiz ieviest vienu un to pašu pieeju.

Datumi, baumas un šaubas, pērkot GPU

Viena no karstākajām debatēm ir izlaišanas grafiks. Atskatoties pagātnē: DirectX 11 parādījās 2009. gadā, piecus gadus pēc DX10; DirectX 12 parādījās 2015. gadā, sešus gadus vēlāk. Ņemot vērā šo progresu, daudzi cilvēki domāja, ka DX13 parādīsies ap 2022. gadu, taču šie aprēķini nav apstiprinājušies. Realitātē DirectX 12 turpina saņemt atjauninājumus un līdz pat šai dienai ir pārspējis ilgmūžības rekordu, un nav redzams neviens skaitlisks pēctecis.

Līdz ar to tipiskais pircējs bažījas: ja es šodien nopirkšu grafisko karti, kas spīd ar DX12, vai tā būs novecojusi, ja rīt parādīsies DX13? Godīga atbilde ir tāda, ka, ņemot vērā pieejamo informāciju, nav noteikta datuma . Turklāt pāreja uz jaunu API versiju nepadara aparatūru novecojušu vienas nakts laikā; funkciju atbalsts parasti tiek ieviests pakāpeniski, un saderība ar DX12 spēlēm tiek saglabāta daudzus gadus. Citiem vārdiem sakot, tas, vai gaidīt vai pirkt tagad, vairāk ir atkarīgs no jūsu pašreizējām vajadzībām un spēlēm, kuras plānojat spēlēt, nevis no hipotētiska datuma.

Vēl viens svarīgs aspekts: DirectX 12 nav apstājies uz vietas. DirectX 12 Ultimate pakotne ieviesa staru izsekošanu, mainīga ātruma ēnošanu, režģa ēnotājus un paraugu ņemšanas atgriezenisko saiti plašai lietošanai gan datoros, gan konsolēs. Šī pakāpeniskā pieeja ir ļāvusi DX12 saglabāt vadošo pozīciju gandrīz deviņus gadus, kas ir visilgākais periods bez oficiāla pēcteča. Dažas analīzes iet vēl tālāk un rada jautājumu, vai mēs nekad neredzēsim DX13 kā tādu , un vai Microsoft tā vietā izvēlēsies turpināt paplašināt DX12 ar jaunām iespējām.

Tehniskās diskusijās ir ierosināts, ka veiksmīgam DirectX 13 vajadzētu atgūt daļu no DX11 draivera līmeņa ērtībām un apvienot tās ar DX12 detalizēto vadību. API, kas līdzsvaro brīvību un vienkāršību, būtu nenovērtējams gan lielām, gan mazām komandām. Un, iespējams, māņticības dēļ, kas saistīta ar skaitli 13 , daži spekulē, ka nosaukums varētu tieši atsaukties uz DirectX 14, lai gan svarīgākais nav nosaukums, bet gan pašas funkcijas un to ieviešana.

Ir arī uzsvērts, ka visaptverošai DirectX pārveidei vajadzētu standartizēt noteiktas uzlabotas funkcijas, kas pašlaik tiek uzskatītas par ekskluzīvām konkrētiem zīmoliem, piemēram, paplašinājumus, kas saistīti ar ēnotāju izpildi un programmēšanu . Ja nākamajai versijai izdosies izlīdzināt šīs nepilnības, ekosistēma iegūs saskaņotību un samazināsies dzinēju pārnešanas un uzturēšanas izmaksas.

Tikmēr rokas ierīces un konsoles arī turpmāk noteiks prioritātes. Tāds mehānisms kā Advanced Shader Delivery ir vitāli svarīgs iekārtām ar ierobežotu siltuma budžetu , piemēram, klēpjdatoriem ar Intel Iris Xe procesoriem , jo ​​katra ielādes sekunde un katrs kompilēts ēnotājs ir svarīgs. "Kabatas konsoles" solījums tiks labāk realizēts, ja API jau no paša sākuma tiks izstrādāts šiem lietošanas gadījumiem.

Ir vērts precizēt vēl vienu aspektu: pirms mēs redzēsim milzīgus ieguvumus, būs pārejas periods, kurā spēles, kas tik tikko pieskaras jaunajām funkcijām, tiks sajauktas ar citām, kas pirmie metas klajā jaunajā paradigmā. Šajā laikā atslēgvārds būs ieviešana , jo ne visi grafiskie procesori vai dzinēji būs vismodernākie jau no pirmās dienas.

Tiem, kas izstrādā rīkus un starpprogrammatūru, izstrādes plāns ir tikpat svarīgs kā nosaukumi. Ja Agility SDK joprojām būs veids, kā ieviest iespējas, negaidot lielus sistēmas atjauninājumus, mēs redzēsim vairāk elastīgu ieviešanu . No otras puses, studijām būs jāiegulda apmācībā un savu procesu plūsmu pārveidošanā, lai pilnībā izmantotu SER 2.0, OMMs vai paātrinātu secinājumu metodi, un tas prasa laiku un testēšanu.

Staru izsekošanas jomā SER 2.0 un OMM kombinācija var būt īpaši efektīva organiskās ainās (veģetācija, daļēji caurspīdīgas daļiņas) un sarežģītos materiālos. Šo perifēro gadījumu optimizācijai ir reāla ietekme uz kadru ātrumu un uztverto latentumu , ko spēlētāji pamana nekavējoties, īpaši šaušanas un sacensību spēlēs.

Runājot par mērogošanu un laika rekonstrukciju, mākslīgā intelekta integrācija vietējā līmenī veicinātu alternatīvas tam, kas pašlaik ir atkarīgs no pārdevēja. Šeit nav runa par DLSS, FSR vai XeSS pilnīgu aizstāšanu , bet gan par ceļa atvēršanu API, lai dzinēji varētu savienot neironu modeļus standartizētā veidā un, ja nepieciešams, izmantot centrālā procesora vai grafikas procesora neironu vienības, nepārveidojot vadu savienojumu.

Ja paskatāmies praktiski: ko vidusmēra spēlētājam vajadzētu sagaidīt, kad sāks parādīties pirmās spēles ar DirectX 13? Iespējams, labāku kadru tempu , mazāk datu plūsmu un ēnotāju aizķeršanos, īsāku ielādes laiku sistēmās ar NVMe diskdziņiem un, ņemot vērā, ka spēle galvenokārt koncentrējas uz mākslīgo intelektu un izsekošanu, asākus un stabilākus attēlus par cenām, kas iepriekš bija grūti pieejamas.

Tomēr panākumus nenosaka tikai funkcijas. Microsoft, GPU ražotājiem un studijām visiem ir jāstrādā kopā, izmantojot nobriedušus draiverus, skaidru dokumentāciju un atsauces piemērus. Kad tas notiek, ekosistēma izlīdzinās , un jaunās funkcijas pāriet no tehnoloģiju demonstrācijām uz spēlēm, kas piepilda veikalu plauktus.

Kopējais iepriekšminētā radītais attēls ir API, kas izstrādāts, lai maksimāli izmantotu pašreizējo aparatūru, vienlaikus nemanāmi integrējot mākslīgā intelekta paātrinājumu izstrādes procesā . Ar SER 2.0, OMM, Advanced Shader Delivery un Agility SDK sniegtajām iespējām turpmākajos gados ir pietiekami daudz materiāla, lai sniegtu mums stabilākas, ātrākas un skaistākas spēles, ja vien studijas to pieņems un aparatūra neatpaliks no neironu dzinējiem un NVMe diskdziņiem, kas ir gatavi DirectStorage 2.0.

Saistītais raksts:

Iespējojiet DirectX 12 Ultimate operētājsistēmā Windows 11 un pilnībā izmantojiet tā potenciālu

Isaac

Kaislīgs rakstnieks par baitu pasauli un tehnoloģiju kopumā. Man patīk dalīties savās zināšanās rakstot, un tieši to es darīšu šajā emuārā, parādot visu interesantāko informāciju par sīkrīkiem, programmatūru, aparatūru, tehnoloģiju tendencēm un daudz ko citu. Mans mērķis ir palīdzēt jums vienkāršā un izklaidējošā veidā orientēties digitālajā pasaulē.