Grâce à un nouveau brevet repéré cette semaine en ligne, il a été révélé qu’AMD est à la recherche d’une nouvelle innovation puissante dans la technologie d’éclairage pour ses GPU.
Le brevet détaille les conceptions et les objectifs généraux de cette nouvelle technologie, et révèle une approche intéressante qu’AMD adopte pour rivaliser avec Nvidia. AMD a repoussé les limites d’Intel, AMD est même considéré comme une concurrence acharnée, il semble donc que ce soit le tour de Nvidia. Avec le lancement imminent de la PS5 et de la Xbox Scarlett, les joueurs s’attendent à une amélioration considérable des taux de trame et de la qualité visuelle de la prochaine génération de consoles. Et il semble qu’AMD se prépare à fournir exactement cela.
Il s’agit d’un processus très approfondi impliquant trois composants principaux, tous construits autour d’un pipeline central qui répartit la charge de traitement sur du matériel dédié. Il y a une unité de shaders qui s’occupe d’appliquer l’ombrage et d’embellir les effets de lumière. Cette unité est soutenue par une suite de processeurs de texture qui gère l’ensemble du traitement principal, et enfin par un cache qui stocke et organise les données au fur et à mesure de leur traitement.
Le processeur de textures (TP) est un mélange incroyablement complexe de plusieurs parties qui peut atteindre un débit plutôt surprenant. Lorsque les données sont introduites dans le TP pour une scène, une poignée d’outils matériels et logiciels se mettent au travail pour assigner des emplacements dans la scène pour les textures et l’ombrage, puis poussent ces données dans un pipeline de filtres qui achemine la sortie vers l’étape qui gère le dessin des rayons lumineux réels.
Le traçage des rayons fonctionne en mappant les trajectoires des rayons lumineux dans une scène à l’aide d’une technique similaire à l’échantillonnage des textures, ce qui permet d’améliorer le réalisme et les détails, bien qu’il s’agisse généralement d’un processus assez intensif. Une solution matérielle pose également des problèmes de débit et de surcharge. C’est pourquoi AMD développe cette nouvelle technologie comme un hybride de logiciel et de matériel.
Je vais laisser AMD parler pour eux-mêmes sur les détails cependant. Regardez ci-dessous pour le résumé:
L’approche hybride (accélération de fonctions fixes pour un seul nœud de l’arbre BVH et utilisation d’une unité de shaders pour planifier le traitement) résout les problèmes liés aux solutions uniquement matérielles et/ou uniquement logicielles. La flexibilité est préservée puisque l’unité de shaders peut toujours contrôler le calcul global et contourner le matériel à fonction fixe si nécessaire, tout en bénéficiant de l’avantage de performance du matériel à fonction fixe. En outre, en utilisant l’infrastructure du processeur de texture, on élimine les grands tampons pour le stockage des rayons et la mise en cache BVH, qui sont généralement nécessaires dans une solution matérielle de raytracing, car les VGPR et la mémoire cache de texture existants peuvent être utilisés à la place, ce qui permet d’économiser considérablement la surface et la complexité de la solution matérielle.
Le système comprend un shader, un processeur de texture (TP) et un cache, qui sont interconnectés. Le TP comprend une unité d’adresse de texture (TA), un processeur de cache de texture (TCP), une unité de pipeline de filtre et un moteur d’intersection de rayons. Le shader envoie au TA une instruction de texture qui contient des données de rayon et un pointeur vers un nœud de hiérarchie de volume délimité (BVH). Le TCP utilise une adresse fournie par la TA pour extraire les données du nœud BVH du cache. Le moteur d’intersection de rayons effectue un test d’intersection de type rayon-nœud BVH en utilisant les données de rayon et les données de nœud BVH. Les résultats du test d’intersection et les indications de traversée BVH sont renvoyés au shader via un chemin de retour de données de texture. Le shader examine les résultats de l’intersection et les indications pour décider comment traverser le nœud BVH suivant.
Une méthode et un système d’accélération du lancer de rayons basés sur un processeur de texture sont décrits dans le présent document. Une logique de test et de traversée d’intersection BVH à fonction fixe (une opération courante et coûteuse dans les traceurs de rayons) est mise en œuvre sur des processeurs de texture. Cela permet d’améliorer considérablement les performances et l’efficacité énergétique du lancer de rayons sans augmenter les coûts de surface et d’effort. Les chemins à large bande passante au sein du processeur de texture et des unités de shaders qui sont utilisés pour le traitement de la texture sont réutilisés pour le test et la traversée de l’intersection BVH. En général, un processeur de texture reçoit une instruction de l’unité d’ombrage qui comprend des données de rayon et des informations de pointeur de nœud BVH. Le processeur de texture extrait les données de nœud BVH de la mémoire en utilisant, par exemple, des chargements de blocs de 16 doubles mots (DW). Le processeur de texture effectue quatre intersections rayon-boîte et le tri des enfants pour les nœuds de boîte et une intersection rayon-triangle pour les nœuds de triangle. Les résultats de l’intersection sont renvoyés à l’unité de shaders.
Les spéculations vont bon train quant à savoir si cette fonctionnalité sera intégrée à la prochaine itération de GPU NAVI ou si elle obtiendra sa propre ligne de GPU dédiée. Il faudra probablement un certain temps pour concevoir et développer cette nouvelle technologie d’éclairage, même si le brevet a été déposé pour la première fois en 2017. Les GPU RX 5700 XT et RX 5700 seront disponibles le mois prochain, le 7 juillet. Ces GPU 7nm haut de gamme offrent une augmentation significative des performances, avec une augmentation assez forte du prix.
AMD a apparemment décidé d’omettre le DXR Ray Tracing pour le moment dans l’espace PC afin de pousser la technologie vers la prochaine génération de consoles de jeux. Cela semble bizarre, mais le consensus général est que le DXR sur PC a besoin d’un peu plus de maturité pour être plus courant sur PC. L’idée semble être que les consoles peuvent plus facilement être conçues pour tenir compte des objectifs de performance nécessaires à la PS5 et à la Xbox Scarlett. Il y a aussi le fait que de nombreux joueurs sur PC n’ont pas tendance à acheter le haut de gamme où se trouve actuellement NAVI, car beaucoup ne peuvent ou ne veulent pas dépenser plus de 300 $ pour un GPU.
AMD va utiliser l’itération au cours des prochaines années en améliorant lentement et régulièrement sa technologie matérielle et logicielle dans ses nouveaux GPU et CPU de moyenne et haute gamme. Cela devrait contribuer à faire baisser les prix au fur et à mesure que le DXR mûrit, le rendant plus commun dans les cartes de milieu de gamme.
Source: FreePatentsOnline via AMD
