Tim Sweeney über Raytracing: GPUs brauchen 25 TFLOPS Rechenleistung
In einem Interview hat sich Tim Sweeney, CEO von Epic Games (Unreal Engine, Fortnite), über Raytracing in Videospielen geäußert. Laut ihm sollte sich jedes neue Triple-A-Projekt die Render-Form ansehen. In ein paar Jahren könnte die Verbreitung bereits zunehmen, wenn die Grafikkarten leistungsstärker werden. Sweeney glaubt, dass 25 TFLOPS genügen, um die Beleuchtung adäquat mittels Raytracing darstellen zu können.
Epic Games gehört zu den Partnern, mit denen Nvidia und Microsoft das DirectX-12-Raytracing-Modul, kurz DXR, zur GDC 2018 vorgestellt haben. Das Studio hat eine Star-Wars-Demo entwickelt, in der die komplette Beleuchtung samt Spiegelungen mittels Raytracing dargestellt wird. Dabei berechnet ein Spiel ausgehend von der Spielersicht Lichtstrahlen, die im virtuellen Raum abprallen und somit das Bild zeichnen. Um Leistung zu sparen, greifen Entwickler abseits der Beleuchtung noch auf die klassische Rasterisierung zurück.
Die Star-Wars-Demo lief auf einer DGX-Station mit vier Tesla-V100-Beschleunigerkarten. Deren Volta-GV100-GPUs nutzen die Tensor-Kerne, um die Raytracing-Berechnung zu komplementieren - Stellen, auf die zum Monitor-Refresh noch kein Lichtstrahl getroffen ist, werden normalerweise schwarz dargestellt. Mittels KI lassen sie sich anhand der Umgebungsdaten aber bereits ausfüllen. In der Praxis haben die allerwenigsten HPC-Hardware Zuhause im Einsatz, sodass die Demo noch Zukunftsmusik darstellt. Laut Epic-CEO Tim Sweeney soll sich das aber schon in nicht allzu ferner Zukunft ändern (via gamingbolt.com).
Eine Grafikkarte mit einer Rechenleistung von 25 TFLOPS könnte ausreichen, um zumindest die Beleuchtung über Raytracing darstellen zu können, so Sweeney. Entsprechende Leistungswerte seien in zwei Jahren zumindest im High-End-Bereich denkbar. Zum Vergleich: Eine Titan V mit Volta-GV100-GPU hat bei ihrem Standard-Boost von 1.455 MHz eine FP32-Rechenleistung von 14,9 TFLOPS (und die Tensor-Kerne zusätzlich zum Glätten), eine Geforce GTX 1080 Ti bei 1.582 MHz 11,3 FP32-TFLOPS. Er selbst plane, Raytracing immer mehr in die eigenen Spiele einzubauen, bis in etwa zehn Jahren komplette Titel mittels der Lichtstrahlen berechnet werden könnten. Laut Sweeney sollte sich jedes neue Triple-A-Projekt die Render-Form ansehen - lediglich für kleinere Studios könnte die Umsetzung noch zu teuer sein.
Zunächst einmal wird Raytracing dem High-End vorbehalten sein. Die Vergangenheit zeigt, dass sich Entwickler nur bedingt viel Mühe bei neuen Render-Möglichkeiten geben, wenn damit nur ein kleiner Nutzerkreis angesprochen wird. Eine Marktdurchdringung könnte mit neuen Konsolen stattfinden, wenn diese genug Leistung für Raytracing bieten. Laut DICE' Johan Andersson sollte man damit aber erst bei der übernächsten Konsolengeneration rechnen.
Raytracing mit 25 TFLOPS wären etwa 5-fache GTX980Ti-Performance und damit bereits in heutiger Fertigungstechnologie mit dedizierten 2-Watt-Chips möglich. Um Echtzeit-Raytracing sinnvoll zu nutzen, benötigt man dedizierte Hardware. Das herkömmliche GPGPU-Raytracing ist dafür viel zu ineffizient und bräuchte einen Vorsprung von etwa 5 Nodes, um gleichzuziehen. PCGH könnte mal der Frage nachgehen, warum Nvidia und AMD noch immer auf das ineffiziente GPGPU-Raytracing setzen. Zumindest Nvidia könnte die IP von IMG aus der Portokasse bezahlen.
Real-time raytracing mit Unreal Engine und Vulkan:
YouTube
Video: ray tracing with the PowerVR Wizard architecture - Imagination Technologies
"The initial stages involved adapting the engine’s render pass mechanism to perform a ray tracing scene build operation. The Vulkan ray tracing extension API makes this very easy, as the code flow required is very similar to an existing Vulkan raster render pass, requiring only wrapping the render sequence in with begin/end commands, and the use of a different Vulkan pipeline object with vertex and ray shaders instead of the regular raster shaders. We were able to reuse the existing “static mesh” geometry draw loop from the engine code, adapting it only to remove the frustum culling visibility checks, as we desired all geometry to be rendered into the ray tracing scene hierarchy."
Unreal Engine and the ray tracing revelation - Imagination Technologies
"2 watt PowerVR Ray Tracing mobile GPU core"
OTOY • OTOY and Imagination unveil breakthrough PowerVR Ray Tracing hardware platform for cinematic real time rendering
PowerVR GR6500: ImgTec demonstriert Ray Tracing auf Mobile-GPU
PowerVR Wizard GPUs running the Apartment demo (OpenGL ES ray tracing)
gRU?; cAPS
Ist ähnlich wie mit "4k" und anderen aktuellen Marketing-Phrasen. Klingt halt toll, wenn der Kunde keine Ahnung hat, ist aber im Ernstfall dann doch eher ernüchternd.
Ja, da habt ihr natürlich Recht. Aber ich finde es immer doof, wenn Industriegrößen anfangen, mit solchen Einheiten zu hantieren, weil es den Anschein erweckt, dass an den Einheiten ja doch was dran sein muss. Wegen diesem Statement denken jetzt wieder etliche Leute, man misst Rechenleistung in FLOP/s. Und das klappt einfach immer. Ist ein bisschen so, als wenn BeQuiet jetzt sagen würde, ihr neues System Power ist so toll, weil es 800 Watt "hat" und nur 45€ kostet...
gRU?; cAPS
Vielleicht hätte Sweeney also einfach sagen sollen: "Wenn die Grafikkarten ungefähr 2.5 mal so schnell sind wie eine 1080 Ti, könnte es eventuell für Raytracing reichen". Aber diese Aussage kann man genauso zerreden wie die die er getroffen hat. Wenn du so ein kurzes Statement abgeben willst, musst du es eben einfach halten. Sonst kann man solche kleinen Statements eben nicht mehr machen, wenn man nicht gleich eine Doktorarbeit hinterher schieben will, um ja nicht falsch verstanden zu werden.