Mantle und DirectX 12: Split Frame Rendering für Multi-GPU im Kommen?
Robert Hallock, Head of Technical Marketing bei AMD, hat sich kürzlich zu den Multi-GPU-Möglichkeiten mit Low-Level-APIs geäußert. Die Aussage zwischen den Zeilen: Mit Mantle und DirectX 12 erhofft man sich eine bessere Verbreitung von Split Frame Rendering-Setups.
Bislang ist es im PC-Bereich mit DirectX gang und gäbe, bei Multi-GPU-Konfigurationen den AFR-Modus (Alternate Frame Rendering) zu nutzen. Dabei berechnet jede Grafikkarte abwechselnd einen kompletten Frame, was sowohl Vor- als auch Nachteile hat: Die Implementierung ist für Entwickler ziemlich simpel und es werden bei einem SLI-/Crossfire-Profil sehr viele Konfigurationen unterstützt. Dafür winken wegen unregelmäßiger Frametimes Mikroruckler und alle GPUs müssen Zugriff auf alle Daten haben - dadurch kann bekanntlich nicht der VRAM stumpf addiert werden.
Schon zu den Anfangstagen von Mantle hielt AMD eine Präsentation zu ebendiesem Thema. Die Quintessenz: Mit Mantle (und auch anderen Low-Level-APIs) können Entwickler einfacher einen SFR-Modus (Split Frame Rendering) nach den eigenen Wünschen implementieren. Der klassische Ansatz wäre, dass jede GPU einen Teil des Frames berechnet, bei zwei also jede eine Hälfte. Fortgeschrittener könnte sich ein Grafikchip beispielsweise ausschließlich um die Physik oder Partikeleffekte kümmern. In Civilization: Beyond Earth nutzt Firaxis unter Mantle als erster Entwickler einen SFR-Modus, um die "Smoothness" möglichst zu maximieren. Die Frameraten sind zwar niedriger als mit AFR, dafür winkt aber ein niedriger Input-Lag, geringere Reaktionszeiten und ein insgesamt höheres Flüssigkeitsempfinden, da keine Mikroruckler auftreten.
Geht es nach AMDs Robert Hallock, könnte sich eine solche Herangehensweise in Zukunft weiter durchsetzen, wobei dafür auch DirectX 12 genutzt werden könnte. Einen Dämpfer dürften da lediglich zu knappe Budgets darstellen: Verschiedene Multi-GPU-Konfigurationen zu optimieren, dürfte sich gewiss nicht jedes Studio leisten können. Der genaue Wortlaut dürfte übrigens noch Interesse wecken: Dank Low-Level-APIs könnten mehrere Chips wie "eine große, schnelle GPU" zusammenarbeiten.
Sowas wäre interessant, wenn man eine starke Hauptkarte hat und dann eine kleine Zusatzkarte. Also z.b Oberklasse + Einsteiger. Also 300+100 Euro, wenn der Leistungsgewinn oder die Qualität um -30 - 50 % steigen würde, wäre das ein riesen Fortschritt.
Ich bin zwar schon lange kein Multi GPU Fan, aber ich begrüße es das es hierzu Fortschritte gibt, Mikroruckler ist wohl DAS Hauptargument gegen Multi GPU... die anderen Nachteile lasse ich mal großzügig außen vor.
Aber ich bezweifle das die Entwickler hier schnell reagieren werden bzw können, das sehe ich als langfristiges Projekt an.
AFR ist einfach Murks. Der Grund dafür ist der unvermeidbare Input-Lag von 1 Frame bei 2 GPUs. Der vergleichsweise geringe Performancegewinn und das Miroruckeln geben der Technik den Rest.
Erklärung zum Input-Lag:
Bei AFR berechnen mehrere GPUs reihum die Frames. Gehen wir der Einfachheit wegen mal von 2 GPUs aus, die abwechselnd jeweils jedes zweite Bild generieren.
Man also könnte denken, eine GPU berechnet das nächste Frame und gleichzeitig die andere das übernächste. Das ist aber falsch. Es steht nämlich noch gar nicht fest, wie das übernächste Frame auszusehen hat. Es fehlen Reaktionen vom Spieler, sprich Tastatur- und Mauseingaben.
Dieses Problem umgeht man, indem man für das nächste Frame Input aus der Vergangenheit verwendet und den aktuellen Input für das übernächste. Man verzögert also sämtliche Eingaben um ein Frame. Es entsteht Input-Lag. Alternativ kann man für beide Frames die aktuellen Input zu verwenden oder den Input für das übernächste Frame zu "erraten". Der Effekt ist aber ungefähr gleich.
Bei 3 oder 4 GPUs vervielfacht sich der Lag entsprechend.
Mirkoruckeln hat damit übrigens nichts zu tun. Das ensteht, weil die GPUs für ihre Frames möglicherweise unterschiedlich lang brauchen.
Ein Frame Verzögerung hört sich erstmal nach wenig an, ist es aber nicht. Ein Frame entspricht (bei 60 FPS) einem Lag von 16,66 ms. Nicht gerade wünschenswert, wenn man daran denkt welchen Unterschied 16 ms Ping in Shootern machen können.
Ich kann mir vorstellen, dass das zumindest für Post-Processing Filter mit Mantle machbar ist. Ob das sinnvoll ist vermag ich aber nicht zu beurteilen.
Sowas wäre interessant, wenn man eine starke Hauptkarte hat und dann eine kleine Zusatzkarte. Also z.b Oberklasse + Einsteiger. Also 300+100 Euro, wenn der Leistungsgewinn oder die Qualität um -30 - 50 % steigen würde, wäre das ein riesen Fortschritt.
Endlich kommen Alternativen zu AFR mal vorwärts!
AFR ist einfach Murks. Der Grund dafür ist der unvermeidbare Input-Lag von 1 Frame bei 2 GPUs. Der vergleichsweise geringe Performancegewinn und das Miroruckeln geben der Technik den Rest.
Erklärung zum Input-Lag:
Bei AFR berechnen mehrere GPUs reihum die Frames. Gehen wir der Einfachheit wegen mal von 2 GPUs aus, die abwechselnd jeweils jedes zweite Bild generieren.
Man also könnte denken, eine GPU berechnet das nächste Frame und gleichzeitig die andere das übernächste. Das ist aber falsch. Es steht nämlich noch gar nicht fest, wie das übernächste Frame auszusehen hat. Es fehlen Reaktionen vom Spieler, sprich Tastatur- und Mauseingaben.
Dieses Problem umgeht man, indem man für das nächste Frame Input aus der Vergangenheit verwendet und den aktuellen Input für das übernächste. Man verzögert also sämtliche Eingaben um ein Frame. Es entsteht Input-Lag. Alternativ kann man für beide Frames die aktuellen Input zu verwenden oder den Input für das übernächste Frame zu "erraten". Der Effekt ist aber ungefähr gleich.
Bei 3 oder 4 GPUs vervielfacht sich der Lag entsprechend.
Mirkoruckeln hat damit übrigens nichts zu tun. Das ensteht, weil die GPUs für ihre Frames möglicherweise unterschiedlich lang brauchen.
Ein Frame Verzögerung hört sich erstmal nach wenig an, ist es aber nicht. Ein Frame entspricht (bei 60 FPS) einem Lag von 16,66 ms. Nicht gerade wünschenswert, wenn man daran denkt welchen Unterschied 16 ms Ping in Shootern machen können.
Man kann selbst entscheiden verschiede Effekte auf eine zweit gpu ab zulegen und diese muss auch nicht mit der anderen gpu übereinstimmen.
Wunschdenken:
Man kann selbst entscheiden verschiede Effekte auf eine zweit gpu ab zulegen und diese muss auch nicht mit der anderen gpu übereinstimmen.