Οι κονσόλες εξακολουθούν να έχουν ένα πλεονέκτημα και βλάπτουν τα παιχνίδια στον υπολογιστή

Αυτή η ιστορία είναι μέρος της σειράς ReSpec του Jacob Roach, που καλύπτει τον κόσμο των παιχνιδιών και του υλικού για υπολογιστή.

ο θάνατος παιχνιδιών υπολογιστή. Αυτό είναι το θέμα που απασχολεί τις τελευταίες εβδομάδες, με λιμάνι μετά από θύρα να φτάνουν στον υπολογιστή σε καταστροφικές καταστάσεις. Το gaming για υπολογιστή δεν έχει πεθάνει, αλλά αν συνεχιστεί αυτή η τάση, είναι δύσκολο να προτείνουμε την αγορά οποιασδήποτε νέας έκδοσης σε υπολογιστή, τουλάχιστον προτού λάβει μια σειρά από αναπόφευκτες ενημερώσεις κώδικα.

Μακάρι να μπορούσα να δώσω μια ενιαία λύση για τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν τα παιχνίδια PC, αλλά δεν μπορώ. Ο κατάλογος είναι τεράστιος. Αλλά υπάρχει ένας τομέας εστίασης που θα μπορούσε να βοηθήσει πολύ την κατάσταση, και είναι όπου οι κονσόλες εξακολουθούν να έχουν προβάδισμα έναντι του υπολογιστή.

Η πηγή του τραυλισμού

Όσον αφορά το θέμα, υπάρχει ένα πράγμα που προκαλεί τραύλισμα στα παιχνίδια σας: αύξηση του χρόνου απόδοσης. Κάτι έχει φράξει τον σωλήνα για μια σύντομη στιγμή, και ενώ αυτό έχει διευθετηθεί, υπάρχει ένα κενό στο χρόνο μεταξύ του ενός καρέ που εμφανίζεται στην οθόνη σας και του επόμενου. Αυτό είναι τραυλισμός.

Τι φράζει όμως τους σωλήνες; Σε πολλές περιπτώσεις στον υπολογιστή, βλέπουμε να τραυλίζει τη συλλογή shader. Αυτό είναι όπου η CPU πρέπει να στείλει οδηγίες (shaders) στη GPU και να τις μεταφράσει από κώδικα λογισμικού σε κώδικα υλικού. Αυτή είναι η πηγή του τραυλισμός σε παιχνίδια όπως Ιππότες Γκόθαμσε πολλές περιπτώσεις.

Εχουμε ένα καλή λύση για τραυλισμό με σύνθεση shader. Το πρώτο είναι η προ-μεταγλώττιση shaders όπως Uncharted: Legacy of Thieves κάνει στον υπολογιστή. Λάβετε έγκαιρα τις οδηγίες που είναι αποθηκευμένες στη μνήμη, ώστε να μην χρειάζεται να ταλαιπωρηθείτε με τη μεταγλώττιση ενώ εκτελείται το παιχνίδι. Το άλλο είναι η ασύγχρονη μεταγλώττιση. Σύγχρονοι επεξεργαστές όπως το Core i5-13600K έχουν πρόσβαση σε α τόνος των νημάτων, επομένως τα νήματα που δεν κάνουν πολλά μπορούν να χειριστούν τη μεταγλώττιση για τις επερχόμενες ενότητες ενώ παίζετε.

Δεν είναι απλές λύσεις, αλλά λειτουργούν. Η άλλη κύρια πηγή τραυλισμού που βλέπουμε είναι ο τραυλισμός ή ο τραυλισμός φόρτωσης. Αυτό ισχύει για Star Wars Jedi: Survivor, ένα παιχνίδι που ξεκίνησε με μια σειρά ζητημάτων απόδοσης. Εδώ, η άνοδος του χρόνου απόδοσης προέρχεται από τη φόρτωση του παιχνιδιού σε νέα δεδομένα καθώς διασχίζετε τον κόσμο.

Είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ των δύο γιατί έχουν πολύ διαφορετικές λύσεις. Ο τραυλισμός με τη συλλογή Shader συμβαίνει όταν ένα νέο εφέ shader εισάγεται στην οθόνη. Η σκίαση ενός μεμονωμένου εικονοστοιχείου μπορεί να έχει πολλά επίπεδα εφέ, επομένως μια έκρηξη ή ένα εφέ από την παραλαβή ενός αντικειμένου είναι οι περιοχές όπου συνήθως βλέπετε τραύλισμα συλλογής shader.

Ο τραυλισμός διέλευσης συμβαίνει όταν ο χαρακτήρας σας περνά από μια ζώνη φόρτωσης κάποιας ποικιλίας. Εάν δεν συμβαίνει τίποτα ιδιαίτερα αξιοσημείωτο στην οθόνη, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να βλέπετε ένα τραυλισμό διέλευσης και όχι ένα τραύλισμα συλλογής shader.

Star Wars Jedi: Survivor είναι ένα καλό παράδειγμα αυτής της δυναμικής. Στο άνοιγμα του παιχνιδιού στο Coruscant, ένα μεγάλο πλοίο πέφτει πάνω σε μια πλατφόρμα και υπάρχει ένα σύντομο, μικρό τραύλισμα συλλογής shader. Αργότερα, στο Koboh, όταν μπαίνετε ή βγαίνετε από το Pyloon's Saloon, υπάρχουν περίπου 10 δευτερόλεπτα έντονου τραυλισμού. Αυτό είναι ένα τραύλισμα διέλευσης.

Οι προγραμματιστές έχουν λύσεις για τραύλισμα συλλογής shader, ακόμη και σε κινητήρες όπως το Unreal Engine 4 που είναι ιδιαίτερα δύσκολο να συζητηθούν σε αυτό το τμήμα. Έχουμε δει πολλά από τα τραύλισμα που σχετίζονται με το shader να διορθώνονται σε παιχνίδια όπως Κληρονομιά του Χόγκουαρτς, και παιχνίδια όπως Ατομική Καρδιάέχουν κυκλοφορήσει χωρίς τραύλισμα λόγω μιας έντονης διαδικασίας προετοιμασίας. Η κατάσταση για τον τραυλισμό είναι πιο περίπλοκη.

Το Kraken της επόμενης γενιάς

Και τα δύο PS5 και Xbox Series X διαθέτουν ειδικούς επεξεργαστές αποσυμπίεσης υλικού. Σύμφωνα με τον Mark Cerny της Sony, ο αποκλειστικός επεξεργαστής που χρησιμοποιεί τη βιβλιοθήκη αποσυμπίεσης Oodle Kraken στο PS5 μπορεί να χειριστεί το έργο συμπίεσης του εννέα AMD Zen 2 πυρήνες. Το Xbox έχει DirectStorage της Microsoft σύστημα, το οποίο περιλαμβάνει επίσης έναν αποκλειστικό επεξεργαστή για αποσυμπίεση για την επιτάχυνση του χρόνου φόρτωσης και, κυρίως, τη ροή στοιχείων.

Η ροή δεδομένων από το SSD είναι το σημείο όπου εμφανίζεται το τραύλισμα διέλευσης και είναι ένα πολύ πιο δύσκολο ζήτημα για επίλυση στον υπολογιστή. Όχι μόνο οι υπολογιστές δεν διαθέτουν ειδικό υλικό αποσυμπίεσης, αλλά η γκάμα των προδιαγραφών των SSD καθιστά δύσκολη την αξιόπιστη κλιμάκωση της απόδοσης ροής σε πολλά συστήματα.

Σε έναν υπολογιστή, η αποσυμπίεση είναι μια εργασία για την CPU. Τα δεδομένα μεταδίδονται από τον SSD, αλλά πρέπει να αποσυμπιεστούν κατά τη μεταφορά τους, με αποτέλεσμα συχνά να υπάρχει τραυλισμός διέλευσης. Το αποκλειστικό υλικό αποσυμπίεσης στο PS5 και Xbox Series X έχει ως αποτέλεσμα πολύ λιγότερους τραυλισμούς κατά τη διέλευση, παρά το γεγονός ότι οι CPU τους δεν είναι τόσο ισχυρές όσο αυτές που διατίθενται σε έναν σύγχρονο, high-end PC.

Υπάρχουν λύσεις για αυτό το πρόβλημα στον υπολογιστή, αλλά απλώς δεν λειτουργούν ακόμα. Το DirectStorage είναι διαθέσιμο σε χρήστες υπολογιστών και συμβάλλει στη βελτίωση των χρόνων φόρτωσης και ροής μέσω της αποσυμπίεσης GPU. Το πρόβλημα είναι ότι έχουμε μόνο ένα παιχνίδι με το DirectStorage αυτή τη στιγμή, ανυπόμονος, και δεν αξιοποιεί την αποσυμπίεση της GPU. Απλώς βελτιώνει τους χρόνους φόρτωσης, ξεπερνώντας ελαφρώς το α PS5.

Σε κάθε άλλο παιχνίδι, η διαδικασία είναι η ίδια. Τα στοιχεία μεταφέρονται από την αποθήκευση στη μνήμη του συστήματος, η CPU τα αποσυμπιέζει και, στη συνέχεια, αντιγράφονται στη μνήμη GPU. Αυτή η διαδικασία έντασης εργασίας είναι πιθανώς ένας λόγος για τον οποίο έχουμε δει Η χρήση VRAM αυξάνεται τόσο υψηλό στις πρόσφατες εκδόσεις, καθώς τα παιχνίδια έχουν αναπτυχθεί για κονσόλες που δεν έχουν σημείο συμφόρησης μνήμης που υπάρχει αυτήν τη στιγμή σε υπολογιστή.

Το DirectStorage είναι μια λύση, αλλά δεν είναι ο μόνος τρόπος για να βελτιωθούν τα κύρια ζητήματα τραυλισμού διέλευσης στον υπολογιστή. Η σωστή κλιμάκωση της CPU είναι μια λύση που δεν έχει χρησιμοποιηθεί ελάχιστα, ιδιαίτερα για τις εκδόσεις Unreal Engine 4. Αυτός ο κινητήρας έχει κατασκευαστεί σε μεγάλο βαθμό για να λειτουργεί σε δύο νήματα της CPU, και όπως μπορείτε να δείτε σε παιχνίδια όπως Star Wars Jedi: Survivor, τα υπόλοιπα νήματα δεν κάνουν πολλή δουλειά, αν υπάρχει καθόλου.

Παρά το γεγονός ότι οι κονσόλες έχουν λιγότερη υπολογιστική ισχύ από τους σύγχρονους υπολογιστές, οι προγραμματιστές σχεδιάζουν παιχνίδια για πλατφόρμες που δεν έχουν σημαντικό σημείο συμφόρησης μέσω ροής. Μπορείτε ακόμα να επιτύχετε υψηλότερη απόδοση και οπτική ποιότητα σε έναν υπολογιστή υψηλής τεχνολογίας, σίγουρα, αλλά αυτό έχει το κόστος τραυλισμός, μειωμένη ανάλυση υφής και περιορισμοί VRAM που δεν υπάρχουν στην κονσόλα, ή τουλάχιστον, είναι πολύ μακριά λιγότερο σοβαρή.

Η απάντηση της Nvidia

Στις αρχές Μαΐου, η Nvidia υπέβαλε ερευνητική εργασία στο Siggraph 2023 — ένα ετήσιο συνέδριο που επικεντρώνεται στις εξελίξεις στα γραφικά υπολογιστών — με τίτλο «Νευρική συμπίεση υφών υλικών με τυχαία πρόσβαση». Η εργασία προτείνει ένα σύστημα όπου α Το νευρωνικό δίκτυο χειρίζεται τη συμπίεση και την αποσυμπίεση των υφών και σύμφωνα με αυτό, το σύστημα μπορεί να αποθηκεύσει 16 φορές τα δεδομένα στον ίδιο χώρο με ένα παραδοσιακό μπλοκ που βασίζεται συμπίεση.

Ονομάζεται συμπίεση νευρικής υφής (NTC). Περισσότερες λεπτομέρειες σε υφές για τον ίδιο αποθηκευτικό χώρο είναι σίγουρα μια ελκυστική επιλογή — όπως έχουμε δει Απαγορευμένος και Resident Evil 4 Ξανακάνω, Η ποιότητα υφής μπορεί στην πραγματικότητα να είναι πολύ χαμηλότερη σε υπολογιστή από ό, τι οι κονσόλες σε σενάρια με περιορισμούς VRAM — αλλά το πραγματικό όφελος είναι ότι το NTC έχει σχεδιαστεί για να αποσυμπιέζει δεδομένα κατά το χρόνο εκτέλεσης.

Υπάρχει μια μικρή επιβάρυνση σε σύγκριση με τους αποκλειστικούς επεξεργαστές αποσυμπίεσης, σύμφωνα με την Nvidia, αλλά Οι ερευνητές λένε ότι αναμένουν αυτό το γενικό κόστος να είναι μικρότερο μόλις εφαρμοστεί σε πραγματικό χρόνο απόδοση. Το πιο σημαντικό είναι ότι η αποσυμπίεση μπορεί να συμβεί απευθείας στη GPU, παρακάμπτοντας πλήρως την CPU και την ανάγκη για αποκλειστικό υλικό.

Θα λύσει αυτό τα προβλήματα με τον τραυλισμό και τις αυξήσεις της VRAM που μαστίζουν τους παίκτες PC; Δεν γνωρίζω. Προς το παρόν, αυτό είναι απλώς μια ερευνητική εργασία, και αν δούμε το NTC να έχει εισαχθεί κάρτες γραφικών, είναι πιθανώς μερικές γενιές μακριά. Πιθανότατα δεν θα είναι εμπορεύσιμο χαρακτηριστικό όπως Η Nvidia Deep Learning Super Sampling (DLSS) είναι είτε.

Αλλά υπόσχεται πολλά. Το DirectStorage, για όσο απάντηση και αν ακούγεται, δεν έχει υλοποιηθεί στα παιχνίδια PC με τον τρόπο που θα ήλπιζα. Το υλικό το υποστηρίζει, το λογισμικό είναι εκεί έξω, αλλά απλά δεν έχουμε παιχνίδια που αξιοποιούν την αποσυμπίεση GPU υλικού για να φτάσουμε οπουδήποτε κοντά σε αυτό που προσφέρουν αυτή τη στιγμή οι κονσόλες. Αυτή η λύση μπορεί να είναι πιο διαχειρίσιμη για προγραμματιστές και λιγότερο απαιτητική σε υλικό.

Δεν ξέρουμε προς το παρόν. Εν τω μεταξύ, θα πω τα δάχτυλά μου ότι το υπόλοιπο του 2023 περιέχει εκδόσεις υπολογιστή που πραγματικά λειτουργούν, στο τουλάχιστον μέχρι να δούμε περισσότερους από τους έξυπνους τρόπους με τους οποίους οι προγραμματιστές και οι πωλητές θέλουν να αντιμετωπίσουν αυτό που είναι ξεκάθαρο πρόβλημα με τον υπολογιστή gaming.

Συστάσεις των συντακτών

• Το Ratchet & Clank θα κάνει το ντεμπούτο μιας επαναστατικής τεχνολογίας γραφικών στον υπολογιστή
• Ζήτησα από τους προγραμματιστές να εξηγήσουν γιατί οι θύρες PC το 2023 λειτουργούν σαν σκουπίδια
• Πώς η γενετική τεχνητή νοημοσύνη θα δημιουργήσει παιχνίδια με «ευρύτερους, μεγαλύτερους και βαθύτερους κόσμους»
• Πώς ένα viral παιχνίδι bodycam ξεγέλασε το Διαδίκτυο ώστε να πιστέψει ότι ήταν πραγματικό υλικό
• Οι φορητοί υπολογιστές παιχνιδιών εξακολουθούν να μας λένε ψέματα και γίνεται ακόμα πιο περίπλοκο