Конзолите все още имат предимство и това вреди на компютърните игри

Тази история е част от поредицата ReSpec на Джейкъб Роуч, обхващаща света на компютърните игри и хардуера.

The смъртта на компютърните игри. Това беше темата за последните няколко седмици, като порт след порт след порт пристигаше на компютъра в катастрофални състояния. Компютърните игри не са мъртви, но ако тази тенденция продължи, е трудно да се препоръча да вземете нова версия за компютър, поне преди да получи поредица от неизбежни корекции.

Иска ми се да мога да предложа едно решение за проблемите, с които се сблъскват компютърните игри, но не мога. Списъкът е масивен. Но има една област на фокус, която може много да помогне на ситуацията, и това е мястото, където конзолите все още имат преднина пред компютъра.

Източникът на заекването

Когато се стигне до това, има едно нещо, което причинява заекване във вашите игри: пик във времето за изобразяване. Нещо е запушило тръбата за кратък момент и докато това е решено, има празнина във времето между един кадър, който се показва на екрана ви, и следващия. Това е заекване.

Но какво запушва тръбите? В много случаи на компютър виждаме заекване при компилация на шейдъри. Това е мястото, където CPU трябва да изпрати инструкции (шейдъри) към GPU и да ги преведе от софтуерен код в хардуерен код. Това е източникът на заеква в игри като Готамски рицарив много случаи.

Ние имаме добро решение за заекване при компилация на шейдъри. Първият е предварително компилиране на шейдъри като Uncharted: Legacy of Thieves прави на компютър. Вземете инструкциите, съхранени в паметта, предварително, така че да не се налага да се суете с компилирането, докато играта работи. Другото е асинхронна компилация. Съвременните процесори като Core i5-13600K имат достъп до a тон от нишки, така че нишките, които не правят много, могат да се справят с компилирането за предстоящи секции, докато играете.

Те не са прости решения, но работят. Другият основен източник на заекване, който виждаме, е заекването при преминаване или зареждане. Това е случаят за Междузвездни войни Джедаи: Оцелял, игра, която стартира с редица проблеми с производителността. Тук пикът във времето за изобразяване идва от зареждането на нови данни от играта, докато преминавате през света.

Важно е да се прави разлика между двете, защото те имат много различни решения. Заекването при компилация на шейдър се случва, когато на екрана се въведе нов шейдър ефект. Засенчването на един пиксел може да има няколко слоя ефекти, така че експлозия или ефект от вдигане на елемент са областите, в които обикновено виждате заекване на компилацията на шейдъра.

Заекването при преминаване се случва, когато вашият герой премине през зона за зареждане от някакъв вид. Ако на екрана не се случва нищо особено заслужаващо внимание, има голям шанс да видите заекване при преминаване, а не заекване на компилация на шейдър.

Междузвездни войни Джедаи: Оцелял е добър пример за тази динамика. В началото на играта на Coruscant голям кораб се блъска в платформа и има кратко, незначително заекване на компилация на шейдъри. По-късно, на Koboh, когато влизате или излизате от салона на Pyloon обаче, има около 10 секунди интензивно заекване. Това е заекване при преминаване.

Разработчиците имат решения за заекване при компилиране на шейдъри, дори на двигатели като Unreal Engine 4, които са особено трудни за спорове в този отдел. Виждали сме много от заекванията, свързани със шейдърите, коригирани в игри като Наследството на Хогуортс, и игри като Атомно сърцестартираха без заеквания поради интензивен процес на предварителна компилация. По-сложна е ситуацията при траверсалното заекване.

Кракен от следващо поколение

И двете PS5 и Xbox Series X имат специални хардуерни процесори за декомпресия. Според Марк Черни от Sony, специалният процесор, който използва библиотеката за декомпресиране на Oodle Kraken на PS5 може да се справи с компресионната работа на девет AMD Zen 2 ядра. Xbox има DirectStorage на Microsoft система, която също включва специален процесор за декомпресия, за да се ускори времето за зареждане, и най-важното, стрийминг на активи.

Поточното предаване на данни от SSD е мястото, където възниква заекване при преминаване и това е много по-предизвикателен проблем за решаване на компютър. Компютрите не само нямат специален хардуер за декомпресия, но гамата от спецификации на SSD затруднява надеждното мащабиране на производителността на стрийминг в множество системи.

На компютър декомпресията е задача за процесора. Данните се предават поточно от SSD, но трябва да бъдат декомпресирани, докато са в транзит, което често води до заекване при преминаване. Специалният хардуер за декомпресия на PS5 и Xbox Series X води до много по-малко заеквания при преминаване, въпреки факта, че техните процесори не са толкова мощни, колкото това, което е налично в модерен компютър от висок клас.

Има решения за този проблем на компютър, но те просто все още не работят. DirectStorage е достъпен за потребители на компютри и помага за подобряване на времето за зареждане и поточно предаване чрез декомпресия на GPU. Проблемът е, че в момента имаме само една игра с DirectStorage, отхвърлен, и не използва декомпресия на GPU. Той просто подобрява времето за зареждане, леко изпреварвайки a PS5.

Във всяка друга игра процесът е същият. Активите се пренасят от хранилището в системната памет, процесорът ги декомпресира и след това се копират в паметта на GPU. Този трудоемък процес вероятно е причината, поради която сме виждали Използването на VRAM се увеличава толкова високо в последните издания, тъй като игрите са разработени за конзоли, които нямат затруднения в паметта, които в момента присъстват на компютъра.

DirectStorage е едно от решенията, но не е единственият начин за подобряване на основните проблеми със заекването при преминаване на компютъра. Правилното мащабиране на процесора е решение, което не се използва достатъчно, особено за изданията на Unreal Engine 4. Този двигател е създаден до голяма степен да работи на две нишки на процесора и както можете да видите в игри като Междузвездни войни Джедаи: Оцелял, останалите нишки не вършат много работа, ако изобщо има такава.

Въпреки факта, че конзолите имат по-малка изчислителна мощност от съвременните персонални компютри, разработчиците проектират игри за платформи, които нямат голямо затруднение при стрийминг на активи. Със сигурност все още можете да постигнете по-висока производителност и визуално качество на компютър от висок клас, но това идва на цената заекване, намалена резолюция на текстурата и ограничения на VRAM, които не присъстват на конзолата или най-малкото са далеч по-малко тежки.

Отговорът на Nvidia

В началото на май Nvidia представи научна работа към Siggraph 2023 — годишна конференция, съсредоточена около напредъка в компютърната графика — озаглавена „Невронна компресия с произволен достъп на материални текстури“. Документът предлага система, при която a невронната мрежа обработва компресията и декомпресията на текстури и според нея системата може да съхранява 16 пъти повече данни в същото пространство като традиционната блокова компресия.

Нарича се компресия на невронна текстура (NTC). Повече детайли в текстурите за същото място за съхранение определено са привлекателна опция - както видяхме с Отхвърлено и Заразно зло 4 римейк, качеството на текстурата всъщност може да бъде много по-ниско на компютър, отколкото на конзоли в ограничени от VRAM сценарии – но истинската полза е, че NTC е проектиран да декомпресира данни по време на изпълнение.

Има леко натоварване в сравнение със специалните процесори за декомпресия, според Nvidia, но изследователите казват, че очакват тези разходи да бъдат по-малки, след като бъдат приложени към реално време изобразяване. По-важното е, че декомпресията може да се случи директно на GPU, заобикаляйки изцяло CPU и необходимостта от специален хардуер.

Това ще реши ли проблемите със заекването и увеличенията на VRAM, които тормозят компютърните геймъри? Не знам. Засега това е само изследователска статия и ако видим NTC да бъде включен графични карти, вероятно е след няколко поколения. Вероятно няма да бъде продаваема функция като Супер извадка за дълбоко обучение на Nvidia (DLSS) е, или.

Но има много обещания. DirectStorage, колкото и отговор да звучи, не се е материализирал в компютърните игри по начина, по който се надявах. Хардуерът го поддържа, софтуерът е там, но ние просто нямаме игри, използващи хардуерна GPU декомпресия, за да се доближим до това, което конзолите предлагат в момента. Това решение може да е по-лесно управляемо за разработчиците и по-малко взискателно към хардуера.

Засега не знаем. Междувременно ще стискам палци остатъкът от 2023 г. да има издания за компютър, които действително функционират, на поне докато не видим повече от умните начини, по които разработчиците и доставчиците искат да се справят с това, което е ясен проблем с компютъра игри.

Препоръки на редакторите

• Ratchet & Clank за дебют на революционна графична технология на компютър
• Помолих разработчиците да обяснят защо компютърните портове през 2023 г. работят като боклук
• Как генеративният AI ще създава игри с „по-широки, по-големи и по-дълбоки светове“
• Как вирусна игра с бодикамера подмами интернет да мисли, че това са истински кадри
• Лаптопите за игри все още ни лъжат и става още по-сложно