Konzole još uvijek imaju prednost, a to šteti igranju na računalu

Ova je priča dio serije ReSpec Jacoba Roacha koja pokriva svijet PC igara i hardvera.

The smrt PC igrica. To je bila tema u posljednjih nekoliko tjedana, s portom za portom za portom koji stiže na PC u katastrofalnim stanjima. Računalno igranje nije mrtvo, ali ako se ovaj trend nastavi, teško je preporučiti preuzimanje bilo kojeg novog izdanja na računalu, barem prije nego što dobije niz neizbježnih zakrpa.

Volio bih da mogu pružiti jedinstveno rješenje za probleme s kojima se suočavaju računalne igre, ali ne mogu. Popis je ogroman. Ali postoji jedno područje fokusa koje bi moglo uvelike pomoći situaciji, a to je ono gdje konzole još uvijek vode u odnosu na PC.

Izvor mucanja

Kada dođe do toga, postoji jedna stvar koja uzrokuje zastajkivanje u vašim igrama: skok u vremenu renderiranja. Nešto je začepilo cijev na kratak trenutak, i dok se to riješi, postoji vremenski razmak između jednog kadra koji se pojavi na vašem zaslonu i sljedećeg. To je mucanje.

Ali što začepljuje cijevi? U mnogim slučajevima na osobnom računalu vidimo da kompilacija shadera posrće. Ovo je mjesto gdje CPU treba poslati upute (shadere) GPU-u i prevesti ih iz softverskog koda u hardverski kod. Ovo je izvor mucati u igrama poput Gotham Knightsu puno slučajeva.

Imamo dobro rješenje za posrtanje kompilacije shadera. Prvi je prethodno kompajliranje shadera poput Uncharted: Legacy of Thieves radi na računalu. Unaprijed nabavite upute pohranjene u memoriji tako da se ne morate mučiti s kompajliranjem dok igra radi. Drugi je asinkrona kompilacija. Moderni procesori poput Core i5-13600K imati pristup a tona niti, tako da niti koje ne rade mnogo mogu podnijeti kompajliranje za nadolazeće dijelove dok igrate.

Nisu jednostavna rješenja, ali djeluju. Drugi glavni izvor zastajkivanja koji vidimo je zastajkivanje pri prelasku ili učitavanju. Ovo je slučaj za Ratovi zvijezda Jedi: Preživjeli, igra koja pokrenut s nizom problema s izvedbom. Ovdje skok u vremenu renderiranja dolazi od igre koja učitava nove podatke dok putujete kroz svijet.

Važno je razlikovati ovo dvoje jer imaju daleko različita rješenja. Zastajkivanje kompilacije shadera događa se kada se na zaslonu uvede novi efekt shadera. Sjenčanje jednog piksela može imati nekoliko slojeva efekata, tako da su eksplozija ili efekt podizanja predmeta područja na kojima obično vidite posrtanje kompilacije shadera.

Traversal stutter se događa kada vaš lik prođe zonu utovara neke vrste. Ako se na zaslonu ne događa ništa posebno vrijedno pažnje, postoji dobra šansa da vidite zastajkivanje prijelaza, a ne zastajkivanje kompilacije shadera.

Ratovi zvijezda Jedi: Preživjeli je dobar primjer ove dinamike. Na početku igre na Coruscantu, veliki se brod zabija u platformu i dolazi do kratkog, manjeg zastajkivanja kompilacije shadera. Međutim, kasnije, na Kobohu kada uđete ili izađete iz Pyloonovog salona, ​​postoji oko 10 sekundi intenzivnog mucanja. To je traverzalno zastajkivanje.

Programeri imaju rješenja za zastajkivanje kompilacije shadera, čak i na motorima kao što je Unreal Engine 4 koji su posebno teški za svađu u tom odjelu. Vidjeli smo da su mnoga zastajkivanja povezana sa shaderima riješena u igrama poput naslijeđe Hogwartsa, i igre poput Atomsko srcelansirali su bez zastajkivanja zbog intenzivnog procesa predkompilacije. Situacija za traversal stutter je složenija.

Kraken sljedeće generacije

Oba PS5 i Xbox serija X imaju namjenske procesore za dekompresiju hardvera. Prema Sonyjevom Marku Cernyju, namjenski procesor koji koristi biblioteku za dekompresiju Oodle Kraken na PS5 može podnijeti rad kompresije devet AMD Zen 2 jezgre. Xbox ima Microsoftov DirectStorage uspostavljen sustav, koji također uključuje namjenski procesor za dekompresiju kako bi se ubrzalo vrijeme učitavanja i, što je najvažnije, strujanje sredstava.

Streaming podataka sa SSD-a mjesto je gdje dolazi do zastajkivanja, a puno je zahtjevnije riješiti ga na računalu. Ne samo da računala nemaju namjenski hardver za dekompresiju, već i raspon specifikacija SSD-ova otežava pouzdano skaliranje performansi strujanja na više sustava.

Na osobnom računalu, dekompresija je zadatak CPU-a. Podaci se prenose sa SSD-a, ali ih je potrebno dekomprimirati tijekom prijenosa, što često dovodi do zastajkivanja. Namjenski hardver za dekompresiju na PS5 i Xbox serija X rezultira s mnogo manje zastajkivanja pri prelasku, unatoč činjenici da njihovi CPU-i nisu tako moćni kao oni koji su dostupni u modernim, vrhunskim računalima.

Postoje rješenja za ovaj problem na osobnom računalu, ali još uvijek ne rade. DirectStorage je dostupan korisnicima osobnih računala i pomaže poboljšati vrijeme učitavanja i strujanje putem GPU dekompresije. Problem je što trenutno imamo samo jednu igru ​​s DirectStorageom, Izrečeno, i ne koristi GPU dekompresiju. Samo poboljšava vrijeme učitavanja, malo nadmašujući a PS5.

U svakoj drugoj igrici proces je isti. Sredstva se prenose iz pohrane u memoriju sustava, CPU ih dekompresira, a zatim se kopiraju u GPU memoriju. Ovaj radno intenzivan proces vjerojatno je razlog zašto smo vidjeli Povećava se upotreba VRAM-a tako visoko u novijim izdanjima, budući da su igre razvijene za konzole koje nemaju memorijsko usko grlo koje je trenutno prisutno na PC-u.

DirectStorage jedno je rješenje, ali nije jedini način da se poboljšaju glavni problemi zastajkivanja prijelaza na računalu. Pravilno skaliranje CPU-a je rješenje koje je nedovoljno iskorišteno, posebno za izdanja Unreal Engine 4. Ovaj je motor izgrađen uglavnom za rad na dvije niti CPU-a, i kao što možete vidjeti u igrama poput Ratovi zvijezda Jedi: Preživjeli, preostale niti ne rade puno posla, ako uopće rade.

Unatoč činjenici da konzole imaju manju računalnu snagu od modernih osobnih računala, programeri dizajniraju igre za platforme koje nemaju veliko usko grlo za strujanje imovine. I dalje možete postići bolje performanse i vizualnu kvalitetu na vrhunskom računalu, sigurno, ali to dolazi po cijenu zastajkivanje, smanjena razlučivost tekstura i ograničenja VRAM-a kojih nema na konzoli ili su u najmanju ruku daleko manje teške.

Nvidijin odgovor

Početkom svibnja, Nvidia predao istraživački rad na Siggraph 2023 — godišnju konferenciju usmjerenu na napredak u računalnoj grafici — pod nazivom “Neuralna kompresija materijalnih tekstura s nasumičnim pristupom”. Rad predlaže sustav u kojem a neuronska mreža upravlja kompresijom i dekompresijom tekstura, a prema njoj, sustav može pohraniti 16 puta više podataka u istoj količini prostora kao tradicionalni blokovski kompresija.

Zove se kompresija neuronske teksture (NTC). Više detalja u teksturama za isti prostor za pohranu definitivno je atraktivna opcija - kao što smo vidjeli s Izrečeno i Resident Evil 4 remake, kvaliteta teksture zapravo može biti mnogo niža na računalu nego na konzolama u scenarijima ograničenim VRAM-om — ali prava je prednost što je NTC dizajniran za dekompresiju podataka tijekom izvođenja.

Prema Nvidiji, u usporedbi s namjenskim procesorima za dekompresiju, postoji malo opterećenje, ali istraživači kažu da očekuju da će ti troškovi biti manji nakon što se primijene na stvarno vrijeme prikazivanje. Važnije je da se dekompresija može dogoditi izravno na GPU-u, zaobilazeći CPU i potrebu za namjenskim hardverom u potpunosti.

Hoće li ovo riješiti probleme sa zastajkivanjem i porastom VRAM-a koji muče PC igrače? ne znam Za sada je ovo samo istraživački rad, a ako vidimo da se NTC uvodi grafičke kartice, vjerojatno je nekoliko generacija kasnije. To vjerojatno neće biti tržišna značajka poput Nvidijino Deep Learning Super Sampling (DLSS) je, bilo.

Ali puno obećava. DirectStorage, koliko god odgovor zvučao, nije se materijalizirao u PC igrama na način na koji sam se nadao. Hardver to podržava, softver je tu, ali mi jednostavno nemamo igre koje koriste hardversku GPU dekompresiju da bi se približile onome što konzole trenutno nude. Ovo bi rješenje moglo biti lakše upravljivo za programere i manje zahtjevno za hardver.

Za sada ne znamo. U međuvremenu, držat ću fige da ostatak 2023. ima izdanja za računala koja stvarno funkcioniraju, na barem dok ne vidimo više pametnih načina na koje se programeri i dobavljači žele uhvatiti u koštac s onim što je jasan problem s računalima igrica.

Preporuke urednika

• Ratchet & Clank debitira s revolucionarnom grafičkom tehnologijom na računalu
• Pitao sam programere da objasne zašto PC portovi u 2023. rade kao smeće
• Kako će generativna umjetna inteligencija stvoriti igre sa 'širim, većim i dubljim svjetovima'
• Kako je virusna igrica bodycam prevarila internet da pomisli da se radi o pravoj snimci
• Prijenosna računala za igranje i dalje nam lažu, a postaje još kompliciranije