עדכון חדש ל-DirectX הוריד את צריכת הזיכרון מ-7.5 גיגה-בייט ל-774 מגה-בייט בניסוי, עם שיפור משמעותי בביצועים ותמיכה בכרטיסי מסך קיימים
כרטיס המסך נשאר אותו כרטיס מסך, המשחק לא הפך לפשוט יותר, ובכל זאת צריכת הזיכרון של מנגנון ה-Ray Tracing צנחה בכמעט 90%. זו התוצאה שמיקרוסופט הציגה בהדגמה של עדכון חדש ל-DirectX, שבאותו ניסוי גם הקפיץ את קצב התצוגה מ-1.2 ל-79 פריימים לשנייה. לא מדובר בהשוואה בין שני כרטיסי מסך, אלא בין שתי שיטות לעיבוד אותה סצנה על Radeon RX 9070.
החברה חשפה ב-28 באוקטובר שתי יכולות חדשות בשם Clustered Geometry ו-Partitioned TLAS, שאמורות לטפל באחת הבעיות היקרות ביותר של Ray Tracing בזמן אמת: הצורך לעדכן שוב ושוב את הנתונים הגאומטריים שדרכם כרטיס המסך מחשב את מסלולי קרני האור. מיקרוסופט מגדירה את השילוב הזה כעדכון המשמעותי ביותר ל-DirectX Raytracing מאז השקתו ב-2018.
פחות חישובים חוזרים, יותר פרטים בתמונה
כדי להבין את השיפור צריך להכיר את אחד הקיצורים הפחות מפורסמים בעולם הגרפיקה: BLAS, או Bottom-Level Acceleration Structure. זהו מבנה נתונים שמאפשר לכרטיס המסך למצוא במהירות את הגאומטריה שבה קרן אור עשויה לפגוע, בלי לבדוק כל משולש שמרכיב את העולם התלת-ממדי.
הבעיה מתחילה כשהעולם זז. דמויות מונפשות, עצים שמתנדנדים, אובייקטים שמתפרקים ומודלים שמחליפים רמות פירוט דורשים עדכונים למבני ההאצה. בסצנות מורכבות, בנייה חוזרת של המבנים האלה עלולה לגזול זמן עיבוד וזיכרון בכמויות שמקשות על השגת קצב פריימים יציב.
Clustered Geometry משנה את יחידת העבודה. במקום לטפל במודל גדול כמבנה אחד, DirectX מאפשרת לחלק אותו לאשכולות של עד 256 משולשים ו-256 קודקודים בכל אשכול. אפשר להכין את האשכולות מראש, להשתמש בהם שוב ולחבר אותם בצירופים שונים בהתאם לרמת הפירוט הנדרשת. כאשר הגאומטריה משתנה, המנוע יכול להסתפק בעדכון של חלקים קטנים יותר.
היכולת השנייה, Partitioned TLAS, מטפלת בתמונה הרחבה. היא מחלקת את הסצנה לאזורים ומאפשרת לשמר את מבני ההאצה של אזורים שלא השתנו. אם מכונית נוסעת ברחוב אחד, אין סיבה לבנות מחדש את הנתונים של כל השכונה. אובייקטים שנמצאים בתנועה תכופה יכולים גם להיות מנוהלים בנפרד, כדי לא לגרור עדכון מיותר של האזור כולו.
מ-1.2 ל-79 פריימים לשנייה, אבל יש מחיר
במבחן שמיקרוסופט הריצה על Radeon RX 9070, צריכת הזיכרון של מבני ההאצה ירדה מ-7,519MiB ל-774MiB, חיסכון של 89.7%. זמן הבנייה וההכנה של המבנים בכל פריים התקצר מ-788 אלפיות השנייה ל-3.11 אלפיות בלבד, וקצב התצוגה טיפס מ-1.2 ל-79 FPS.
אלה מספרים מרשימים, אבל כדאי לקרוא אותם נכון. הירידה הזו נוגעת לזיכרון של מבני ההאצה בלבד, ולא לצריכת ה-VRAM הכוללת של המשחק. טקסטורות, מאגרי פריימים, נתוני הצללה ושאר המשאבים ממשיכים לצרוך זיכרון בנפרד. כרטיס עם 8GB לא יהפוך פתאום לכרטיס עם 16GB.
גם אין כאן הבטחה לקפיצה דומה בביצועים של משחקים מסחריים. מיקרוסופט מדגישה שהמספרים התקבלו בסביבת ניסוי שנועדה לבחון את הטכנולוגיה. במשחק אמיתי, צוואר הבקבוק עשוי להיות בכלל בחישובי הצללה, ברוחב הפס של הזיכרון או במעבד המרכזי.
יש גם פשרה טכנית מעניינת. בעוד שהזיכרון הקבוע של מבני ההאצה קטן, כמות הזיכרון הזמני הדרושה לבנייתם דווקא גדלה. באותו מבחן, הזיכרון הזמני לבניית גאומטריה סטטית עלה מ-1.83MiB ל-526MiB. כלומר, המנוע חוסך בזיכרון שהוא מחזיק לאורך זמן, אבל זקוק למרחב עבודה גדול יותר במהלך הבנייה. מפתחי משחקים יצטרכו לנהל את ההקצאות האלה בזהירות.
בדיקה נפרדת של Partitioned TLAS הדגימה את התועלת בעדכון אזורים משתנים: בסצנה שבה אלפי אבני דומינו נופלות, זמן העדכון ירד מ-2.88 ל-0.79 אלפיות השנייה. זה שיפור צנוע יותר מהקפיצה במבחן הראשון, אבל גם דוגמה טובה יותר לסוג החיסכון שמנועי משחקים יוכלו לנצל באופן שוטף.
NVIDIA כבר משתמשת ברעיון, עכשיו גם המתחרות יוכלו
מיקרוסופט לא מתחילה כאן מאפס. NVIDIA כבר פיתחה פתרון דומה בשם RTX Mega Geometry, שנועד לאפשר שימוש בגאומטריה מפורטת יותר בחישובי Ray Tracing. המשחק Gears of War: E-Day, המבוסס על Unreal Engine 5, משתמש בטכנולוגיה כדי לחשב השתקפויות וצללים ממודלים מפורטים, במקום להסתמך על גרסאות פשוטות שלהם.
ההבדל הוא שעד עכשיו המימוש הזה היה קשור לפתרון הייעודי של NVIDIA. כאשר היכולות נכנסות לתקן DirectX, מפתחים מקבלים ממשק משותף שיכול לפעול על חומרה של יצרנים שונים. זו נקודת המפנה החשובה יותר מהמספר 90%: במקום לפתח פתרון נפרד לכל יצרנית, מנועי משחקים יוכלו לבנות סביב אותה תשתית ולנצל את התמיכה בחומרה המתאימה.
נכון לעכשיו, NVIDIA מציעה תמיכה בכל כרטיסי GeForce RTX, כולל הדורות הוותיקים. AMD תומכת בשלב זה בסדרת Radeon RX 9000 בלבד, ואינטל מציעה תמיכה בכרטיסי Arc מסדרה B ובמעבדי Core Ultra נבחרים, כולל סדרות 200V ו-Series 3. גם Qualcomm מתכננת להצטרף במהלך המחצית הראשונה של 2027.
אבל תמיכה ברמת הדרייבר עדיין לא מבטיחה שמשחק יאפשר להשתמש בטכנולוגיה. לדוגמה, Gears of War: E-Day דורש כרטיס GeForce RTX עם לפחות 12GB זיכרון כדי להפעיל RTX Mega Geometry, אף שהתשתית הטכנית עצמה תומכת גם בכרטיסים ותיקים יותר.
החידושים של DirectX זמינים כרגע בגרסת תצוגה מקדימה של Agility SDK 1.722, המיועדת למפתחים ודורשת דרייבר מתאים והפעלת Windows Developer Mode. עדיין לא פורסם מועד להגעתם לגרסה יציבה או למשחקים נוספים.
התועלת המשמעותית ביותר עשויה להגיע דווקא בהמשך הדרך, כשהמפתחים יפסיקו להתפשר על איכות הגאומטריה רק כדי לעמוד בתקציב הזיכרון והביצועים. במקום לחשב תאורה על מודלים פשוטים שלא תואמים בדיוק את מה שהשחקן רואה, אפשר יהיה לעבוד עם יותר מהפרטים האמיתיים של הסצנה. ואם המימוש יצליח לשמור גם על צריכת זיכרון סבירה, ייתכן שכרטיסי מסך קיימים יוכלו להציג תוצאות שבעבר דרשו חומרה יקרה יותר.
מיקרוסופט עדיין רחוקה מלהוכיח את החיסכון הזה במשחקים אמיתיים, אבל היא כבר הראתה שאפשר להפיק הרבה יותר מאותה חומרה פשוט באמצעות שינוי הדרך שבה המנוע מנהל את העולם התלת-ממדי.
