Alors que les consoles de jeux vidéo ont enfin atteint l’âge du lancer de rayons, effectuer ces calculs graphiques en temps réel peut encore être difficile pour le matériel grand public. Un jeu PS5 comme grand tourisme 7par exemple, ne peut gérer que les images tracées par rayons dans les rediffusions grâce aux exigences de traitement.

Cependant, avec un brevet récemment déposé, l’ingénieur Sony Mark Cerny présente une méthode qui pourrait considérablement accélérer le processus de traçage de rayons en déchargeant certains calculs du GPU vers un matériel spécialement conçu pour l’unité de traçage de rayons (RTU). Les grandes lignes du nouveau procédé de lancer de rayons sont exposées dans une demande de brevet intitulée « Système et méthode de lancer de rayons accéléré avec fonctionnement asynchrone et transformation de rayons ». l’application était publié dans l’Union européenne la semaine dernière après avoir été présenté en août dernier.

Dans la méthode de Cerny, le matériel RTU est spécialement conçu pour traverser efficacement le soi-disant structures d’accélération dans un environnement 3D, en passant par un empiler de volumes englobants pour identifier les points où un rayon lumineux virtuel croise un objet. Ces intersections sont ensuite envoyées à un programme de shader exécuté sur le GPU, qui détermine si l’objet est opaque (un « coup » à l’algorithme de lancer de rayons) ou transparent (c’est-à-dire que l’intersection peut être ignorée).

En cas de succès, le GPU peut renvoyer ces informations au RTU, qui peut « raccourcir le faisceau, car il est inutile de tester au-delà de l’emplacement de l’intersection du faisceau avec [the opaque object]. » Cela permet d’économiser du temps de traitement qui serait perdu en calculant plus de « hits » pour les objets qui sont occultés par un objet plus proche.

Surtout, ces fonctions RTU « peuvent être asynchrones par rapport au programme de shader ». Cela signifie que le GPU peut exécuter d’autres fonctions en attendant que le RTU envoie les intersections qu’il trouve entre les rayons lumineux et les objets du jeu.

La gestion de ces fonctions de base dans la RTU (qui « peut inclure des circuits matériels » spécialement conçus pour cette traversée) « peut entraîner une amélioration significative de la vitesse de traçage de rayons », indique le brevet, « parce que l’ombrage du programme de traçage de rayons n’effectue que des tests de réussite » . il ne traverse pas la structure d’accélération ni ne gère la pile correspondante. »

Quand verra-t-on des résultats ?

La publication d’un brevet comme celui-ci de Sony suggère que la société a l’œil sur l’amélioration des performances de traçage de rayons sur la PlayStation 5. Mais on ne sait pas comment la méthode décrite dans ce brevet s’intégrerait au pipeline de traçage de rayons de la console actuelle, qui est construit sur l’architecture RDNA2 d’AMD.

Ce pipeline AMD utilise déjà des accélérateurs de foudre pour aider à calculer les intersections. Cependant, le pipeline laisse la traversée coûteuse de la structure d’accélération (c’est-à-dire, se déplacer à travers une série de « volumes englobants » dans l’espace 3D) au shader GPU. Voilà contrairement aux cartes graphiques Nvidiaqui gère essentiellement tout le pipeline de lancer de rayons dans des noyaux spécialisés.

En tant que tels, les cœurs de traçage de rayons de la PS5 peuvent ne pas être conçus pour gérer efficacement la traversée comme décrit dans ce brevet. Mais les futures refontes du processeur PS5 (dans le style du ps4 professionnel) ou le futur matériel Sony pourrait utiliser une nouvelle architecture matérielle conçue pour tirer parti de cette méthode en instance de brevet.

Ou peut être pas. Les entreprises demandent souvent des brevets pour des fonctionnalités qui ne se retrouvent jamais dans les produits de consommation pour une raison ou une autre. Dans ce cas, la méthode est tellement intégrée dans le matériel que les utilisateurs moyens peuvent même ne pas remarquer si ou quand elle est mise en œuvre. Pourtant, il est intéressant de voir comment une entreprise comme Sony cherche à améliorer l’efficacité de son canal graphique.

Andrew Cunningham contribué à ce rapport.

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