Le console hanno ancora un vantaggio e sta danneggiando i giochi per PC

Questa storia fa parte della serie ReSpec di Jacob Roach, che copre il mondo dei giochi e dell'hardware per PC.

IL morte dei giochi per PC. Questo è stato l'argomento in discussione nelle ultime settimane, con port dopo port che arrivavano su PC in stati disastrosi. I giochi per PC non sono morti, ma se questa tendenza continua, è difficile consigliare di ritirare qualsiasi nuova versione su PC, almeno prima che riceva una serie di inevitabili patch.

Vorrei poter fornire un'unica soluzione per i problemi che i giochi per PC devono affrontare, ma non posso. L'elenco è enorme. Ma c'è un'area di interesse che potrebbe aiutare molto la situazione, ed è dove le console hanno ancora un vantaggio rispetto al PC.

La fonte della balbuzie

In fin dei conti, c'è una cosa che causa balbuzie nei tuoi giochi: un picco nel tempo di rendering. Qualcosa ha intasato il tubo per un breve momento e, sebbene sia stato risolto, c'è un intervallo di tempo tra un fotogramma visualizzato sullo schermo e quello successivo. Questa è una balbuzie.

Ma cosa sta intasando i tubi? In molti casi su PC, vediamo la compilazione di shader balbettare. È qui che la CPU deve inviare istruzioni (shader) alla GPU e tradurle dal codice software al codice hardware. Questa è la fonte di balbettare in giochi come Cavalieri di Gothamin molti casi.

Noi abbiamo un buona soluzione per la balbuzie della compilazione di shader. Il primo è la pre-compilazione degli shader come Uncharted: L'eredità dei ladri fa su PC. Ottieni le istruzioni memorizzate in anticipo in modo da non doverti preoccupare della compilazione mentre il gioco è in esecuzione. L'altro è la compilazione asincrona. CPU moderne come il Nucleo i5-13600K avere accesso ad un tonnellata di thread, quindi i thread che non stanno facendo molto possono gestire la compilazione per le prossime sezioni mentre giochi.

Non sono soluzioni semplici, ma funzionano. L'altra fonte principale di stutter che vediamo è l'attraversamento o lo stutter di caricamento. Questo è il caso di Star Wars Jedi: Sopravvissuto, un gioco che lanciato con una serie di problemi di prestazioni. Qui, il picco nel tempo di rendering deriva dal caricamento del gioco in nuovi dati mentre attraversi il mondo.

È importante distinguere tra i due perché hanno soluzioni molto diverse. La balbuzie della compilazione dello shader si verifica quando sullo schermo viene introdotto un nuovo effetto shader. L'ombreggiatura di un singolo pixel può avere diversi livelli di effetti, quindi un'esplosione o un effetto dalla raccolta di un elemento sono le aree in cui in genere si vede la balbuzie della compilazione dello shader.

La balbuzie di attraversamento si verifica quando il tuo personaggio supera una zona di caricamento di una certa varietà. Se sullo schermo non accade nulla di particolarmente degno di nota, ci sono buone probabilità che tu stia vedendo una balbuzie di attraversamento e non una balbuzie di compilazione di shader.

Star Wars Jedi: Sopravvissuto è un buon esempio di questa dinamica. All'inizio del gioco su Coruscant, una grande nave si schianta contro una piattaforma e c'è una breve balbuzie di compilazione di shader minori. Successivamente, su Koboh quando entri o esci dal Pyloon's Saloon, tuttavia, ci sono circa 10 secondi di balbuzie intensa. Questa è una balbuzie trasversale.

Gli sviluppatori hanno soluzioni per la balbuzie della compilazione di shader, anche su motori come Unreal Engine 4 che sono particolarmente difficili da gestire in quel reparto. Abbiamo visto molti degli stutter relativi agli shader risolti in giochi come Eredità di Hogwarts, E giochi come Cuore atomicosono stati lanciati senza balbuzie a causa di un intenso processo di pre-compilazione. La situazione per la balbuzie trasversale è più complessa.

Il Kraken della next-gen

Sia il PS5 E Xbox Serie X dispongono di processori di decompressione hardware dedicati. Secondo Mark Cerny di Sony, il processore dedicato che utilizza la libreria di decompressione Oodle Kraken su PS5 in grado di gestire il lavoro di compressione di nove AMD Zen 2 core. Xbox ha DirectStorage di Microsoft sistema in atto, che include anche un processore dedicato per la decompressione per accelerare i tempi di caricamento e, in modo critico, lo streaming delle risorse.

Lo streaming di dati dall'SSD è il punto in cui si verifica la balbuzie di attraversamento ed è un problema molto più impegnativo da risolvere su PC. Non solo i PC non dispongono di hardware di decompressione dedicato, ma la gamma di specifiche degli SSD rende difficile scalare in modo affidabile le prestazioni di streaming su più sistemi.

Su un PC, la decompressione è un compito per la CPU. I dati vengono trasmessi in streaming dall'SSD, ma devono essere decompressi durante il transito, il che spesso causa uno stutter di attraversamento. L'hardware di decompressione dedicato sul PS5 E Xbox Serie X si traduce in molte meno interruzioni di attraversamento, nonostante il fatto che le loro CPU non siano potenti come quelle disponibili in un moderno PC di fascia alta.

Esistono soluzioni per questo problema su PC, ma non funzionano ancora. DirectStorage è disponibile per gli utenti di PC e aiuta a migliorare i tempi di caricamento e lo streaming attraverso la decompressione della GPU. Il problema è che al momento abbiamo un solo gioco con DirectStorage, Abbandonato, e non sfrutta la decompressione della GPU. Migliora solo i tempi di caricamento, superando leggermente a PS5.

In ogni altro gioco, il processo è lo stesso. Le risorse vengono trasferite dallo storage alla memoria di sistema, la CPU le decomprime e quindi vengono copiate nella memoria della GPU. Questo processo ad alta intensità di lavoro è probabilmente un motivo per cui abbiamo visto L'utilizzo della VRAM aumenta così alto nelle versioni recenti, poiché i giochi sono sviluppati per console che non hanno un collo di bottiglia di memoria attualmente presente su PC.

DirectStorage è una soluzione, ma non è l'unico modo per migliorare i principali problemi di balbuzie trasversali su PC. Il corretto ridimensionamento della CPU è una soluzione che è stata sottoutilizzata, in particolare per le versioni di Unreal Engine 4. Questo motore è costruito in gran parte per funzionare su due thread della CPU e, come puoi vedere in giochi come Star Wars Jedi: Sopravvissuto, i thread rimanenti non stanno facendo molto lavoro, se non del tutto.

Nonostante il fatto che le console abbiano meno potenza di calcolo rispetto ai PC moderni, gli sviluppatori stanno progettando giochi per piattaforme che non hanno un grosso collo di bottiglia per lo streaming di risorse. Puoi ancora ottenere prestazioni e qualità visiva più elevate su un PC di fascia alta, sicuramente, ma ciò ha un costo balbuzie, risoluzione delle texture ridotta e limitazioni della VRAM che non sono presenti su console, o per lo meno, sono molto lontane meno grave.

La risposta di Nvidia

All'inizio di maggio, Nvidia ha presentato un documento di ricerca al Siggraph 2023, una conferenza annuale incentrata sui progressi della computer grafica, intitolata "Random-Access Neural Compression of Material Textures". Il documento propone un sistema in cui a la rete neurale gestisce la compressione e la decompressione delle trame e, in base ad essa, il sistema può archiviare 16 volte i dati nella stessa quantità di spazio di una tradizionale rete basata su blocchi compressione.

Si chiama Neural Texture Compression (NTC). Più dettagli nelle trame per lo stesso spazio di archiviazione sono sicuramente un'opzione interessante, come abbiamo visto con Abbandonato E Resident Evil 4 Remake, la qualità delle texture può effettivamente essere molto inferiore su PC rispetto alle console in scenari con vincoli di VRAM, ma il vero vantaggio è che NTC è progettato per decomprimere i dati in fase di esecuzione.

C'è un leggero sovraccarico rispetto ai processori di decompressione dedicati, secondo Nvidia, ma i ricercatori affermano di aspettarsi che questo sovraccarico sia inferiore una volta applicato al tempo reale rendering. Più importante è che la decompressione può avvenire direttamente sulla GPU, bypassando completamente la CPU e la necessità di hardware dedicato.

Questo risolverà i problemi di balbuzie e gli aumenti della VRAM che affliggono i giocatori PC? Non lo so. Per ora, questo è solo un documento di ricerca, e se vediamo NTC coinvolto schede grafiche, probabilmente mancano alcune generazioni. Probabilmente non sarà una funzionalità commerciabile come Deep Learning Super Sampling (DLSS) di Nvidia è, neanche.

Ma ha molte promesse. DirectStorage, per quanto possa sembrare una risposta, non si è materializzato nei giochi per PC nel modo in cui avrei sperato. L'hardware lo supporta, il software è là fuori, ma non abbiamo giochi che sfruttano la decompressione della GPU hardware per avvicinarsi a ciò che le console offrono attualmente. Questa soluzione potrebbe essere più gestibile per gli sviluppatori e meno impegnativa per l'hardware.

Non lo sappiamo per ora. Nel frattempo, incrocerò le dita sul fatto che il resto del 2023 contenga versioni per PC che funzionino effettivamente, a almeno fino a quando non vedremo più modi intelligenti in cui sviluppatori e fornitori vogliono affrontare quello che è un chiaro problema con il PC gioco.

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