Konsolēm joprojām ir priekšrocības, un tas kaitē datorspēlēm

Šis stāsts ir daļa no Džeikoba Roča ReSpec sērijas, kas aptver datoru spēļu un aparatūras pasauli.

The PC spēļu nāve. Tā ir bijusi aktuāla tēma pēdējo nedēļu laikā, un ports pēc porta pēc porta nonāk personālajā datorā katastrofālos stāvokļos. Datorspēles nav beigušās, taču, ja šī tendence turpināsies, ir grūti ieteikt paņemt jaunus izdevumus datorā, vismaz pirms tas saņem virkni neizbēgamu ielāpu.

Es vēlos, lai es varētu nodrošināt vienu risinājumu problēmām, ar kurām saskaras datorspēles, bet es nevaru. Saraksts ir milzīgs. Taču ir viena fokusa joma, kas varētu ļoti palīdzēt situācijai, un tajā konsolēm joprojām ir pārsvars pār personālo datoru.

Stostīšanās avots

Runājot par to, ir viena lieta, kas izraisa stostīšanos jūsu spēlēs: renderēšanas laika pieaugums. Kaut kas uz īsu brīdi ir aizsērējis cauruli, un, kamēr tas ir atrisināts, pastāv laika starpība starp viena kadra rādīšanu ekrānā un nākamo. Tā ir stostīšanās.

Bet kas aizsprosto caurules? Daudzos gadījumos datorā mēs redzam ēnotāju kompilācijas stostīšanos. Šeit centrālajam procesoram ir jānosūta instrukcijas (ēnotāji) uz GPU un jāpārtulko no programmatūras koda uz aparatūras kodu. Tas ir avots stostīties tādās spēlēs kā Gotemas bruņiniekidaudzos gadījumos.

Mums ir labs risinājums ēnotāju kompilācijas stostīšanai. Pirmais ir ēnotāju iepriekšēja apkopošana, piemēram Uncharted: Legacy of Thieves dara datorā. Saņemiet atmiņā saglabātās instrukcijas pirms laika, lai jums nebūtu jāraizējas ar kompilēšanu, kamēr spēle darbojas. Otra ir asinhronā kompilācija. Mūsdienu CPU, piemēram, Core i5-13600K ir piekļuve a tonnu pavedienu, tāpēc pavedieni, kas nedod daudz panākumu, var tikt galā ar kompilēšanu gaidāmajām sadaļām, kamēr jūs spēlējat.

Tie nav vienkārši risinājumi, bet tie darbojas. Otrs galvenais stostīšanās avots, ko mēs redzam, ir stostīšanās šķērsošana vai ielādēšana. Šis ir gadījums Zvaigžņu karu džedi: izdzīvotājs, spēle, kas tika palaists ar vairākām veiktspējas problēmām. Šeit renderēšanas laika pieaugums rodas no spēles, kurā tiek ielādēti jauni dati, šķērsojot pasauli.

Ir svarīgi nošķirt abus, jo tiem ir ļoti atšķirīgi risinājumi. Ēnotāju kompilācijas stostīšanās notiek, kad ekrānā tiek ieviests jauns ēnotāja efekts. Viena pikseļa ēnošanai var būt vairāki efektu slāņi, tāpēc sprādziens vai efekts, kas rodas, paceļot vienumu, ir apgabali, kuros parasti novērojat ēnotāju kompilācijas stostīšanos.

Šķērsošanas stostīšanās notiek, kad jūsu varonis šķērso dažādas iekraušanas zonu. Ja ekrānā nenotiek nekas īpaši ievērības cienīgs, pastāv liela iespēja, ka redzēsit šķērsošanas stostīšanos, nevis ēnotāju kompilācijas stostīšanos.

Zvaigžņu karu Džedi: izdzīvotājs ir labs šīs dinamikas piemērs. Spēles sākumā uz Coruscant liels kuģis ietriecas platformā, un ir īsa, neliela ēnotāju kompilācijas stostīšanās. Tomēr vēlāk, Kobohā, ieejot vai izejot no Pyloon’s Saloon, ir aptuveni 10 sekunžu intensīva stostīšanās. Tā ir šķērsām stostīšanās.

Izstrādātājiem ir risinājumi ēnotāju kompilācijas stostīšanās novēršanai pat tādiem dzinējiem kā Unreal Engine 4, ar kuriem šajā nodaļā ir īpaši grūti strīdēties. Mēs esam redzējuši daudzas ar ēnotāju saistītas stostīšanās, kas fiksētas tādās spēlēs kā Cūkkārpas mantojums, un spēles, piemēram Atomiskā sirdsir palaists bez stostīšanās intensīva pirmskompilācijas procesa dēļ. Situācija ar stostīšanos ir sarežģītāka.

Nākamās paaudzes Kraken

Gan PS5 un Xbox X sērija ir īpaši aparatūras dekompresijas procesori. Saskaņā ar Sony Mark Cerny teikto, īpašais procesors, kas izmanto Oodle Kraken dekompresijas bibliotēku PS5 var tikt galā ar saspiešanas darbu deviņi AMD Zen 2 serdeņi. Xbox ir Microsoft DirectStorage sistēma, kas ietver arī īpašu procesoru dekompresijai, lai paātrinātu ielādes laiku un, īpaši, līdzekļu straumēšanu.

Datu straumēšana no SSD ir vieta, kur notiek stostīšanās, un tā ir daudz grūtāk risināma problēma datorā. Datoriem ne tikai nav speciālas dekompresijas aparatūras, bet arī SSD specifikāciju klāsts apgrūtina uzticamas straumēšanas veiktspējas mērogošanu vairākās sistēmās.

Datorā dekompresija ir CPU uzdevums. Dati tiek straumēti no SSD, taču sūtīšanas laikā tie ir jāsaspiež, un tas bieži izraisa šķērsošanas stostīšanos. Īpašā dekompresijas aparatūra uz PS5 un Xbox X sērija rada daudz mazāk stostīšanās, neskatoties uz to, ka to CPU nav tik jaudīgi kā modernā, augstākās klases datorā.

Šai problēmai ir risinājumi datorā, taču tie vēl nedarbojas. DirectStorage ir pieejams datoru lietotājiem, un tas palīdz uzlabot ielādes laiku un straumēšanu, izmantojot GPU dekompresiju. Problēma ir tā, ka mums šobrīd ir tikai viena spēle ar DirectStorage, Aizrunāts, un tas neizmanto GPU dekompresiju. Tas tikai uzlabo ielādes laiku, nedaudz apsteidzot a PS5.

Katrā citā spēlē process ir vienāds. Līdzekļi tiek pārnesti no krātuves sistēmas atmiņā, centrālais procesors tos atspiež un pēc tam tiek kopēti GPU atmiņā. Šis darbietilpīgais process, iespējams, ir iemesls, kāpēc mēs esam redzējuši VRAM lietojums palielinās tik augstu pēdējos izlaidumos, jo spēles ir izstrādātas konsolēm, kurām nav atmiņas vājās vietas, kas pašlaik ir personālajā datorā.

DirectStorage ir viens no risinājumiem, taču tas nav vienīgais veids, kā uzlabot galvenās šķērsošanas stostīšanās problēmas datorā. Pareiza CPU mērogošana ir risinājums, kas ir nepietiekami izmantots, jo īpaši Unreal Engine 4 laidieniem. Šis dzinējs ir veidots galvenokārt tā, lai darbotos ar diviem CPU pavedieniem, un, kā redzat spēlēs, piemēram, Zvaigžņu karu džedi: izdzīvotājs, atlikušie pavedieni nedara daudz darba, ja tādi vispār ir.

Neskatoties uz to, ka konsolēm ir mazāka skaitļošanas jauda nekā mūsdienu personālajiem datoriem, izstrādātāji izstrādā spēles platformām, kurām nav lielas līdzekļu straumēšanas problēmas. Jūs joprojām varat sasniegt augstāku veiktspēju un vizuālo kvalitāti augstākās klases datorā, taču tas maksā stostīšanās, pazemināta tekstūras izšķirtspēja un VRAM ierobežojumi, kas nav konsolē vai vismaz ir tālu mazāk smagas.

Nvidia atbilde

Maija sākumā Nvidia iesniedza pētniecisko darbu uz Siggraph 2023 — ikgadēju konferenci, kuras centrā ir datorgrafikas sasniegumi, ar nosaukumu “Materiālu tekstūru brīvpiekļuves neironu saspiešana”. Rakstā tiek piedāvāta sistēma, kurā a neironu tīkls apstrādā tekstūru saspiešanu un dekompresiju, un saskaņā ar to sistēma var uzglabāt 16 reizes vairāk datu tādā pašā daudzumā kā tradicionālā bloku sistēma. saspiešana.

To sauc par neironu tekstūras saspiešanu (NTC). Sīkāka informācija par faktūrām vienai un tai pašai uzglabāšanas vietai noteikti ir pievilcīga iespēja — kā mēs to redzējām Aizrunāts un Resident Evil 4 Pārtaisīt, faktūras kvalitāte personālajā datorā var būt daudz zemāka nekā konsolēs VRAM ierobežotos scenārijos, taču patiesais labums ir tas, ka NTC ir paredzēts datu atspiešanai izpildes laikā.

Saskaņā ar Nvidia datiem, salīdzinājumā ar specializētajiem dekompresijas procesoriem ir nelielas izmaksas, taču pētnieki saka, ka viņi sagaida, ka šīs pieskaitāmās izmaksas būs mazākas, kad tās tiks piemērotas reāllaikā renderēšana. Vēl svarīgāk ir tas, ka dekompresija var notikt tieši GPU, pilnībā apejot centrālo procesoru un vajadzību pēc īpašas aparatūras.

Vai tas atrisinās stostīšanās problēmas un VRAM pārgājienus, kas nomoka datoru spēlētājus? es nezinu. Pagaidām tas ir tikai pētniecisks darbs, un, ja mēs redzēsim, ka NTC ir iekļauts grafiskās kartes, iespējams, ir dažas paaudzes. Tā, visticamāk, nebūs tāda nopērkama funkcija kā Nvidia Deep Learning Super Sampling (DLSS) ir vai nu.

Bet tajā ir daudz solījumu. DirectStorage, lai arī cik daudz atbildes izklausītos, personālo datoru spēlēs nav īstenojusies tā, kā es būtu cerējis. Aparatūra to atbalsta, programmatūra ir pieejama, taču mums vienkārši nav spēļu, kas izmantotu aparatūras GPU dekompresiju, lai sasniegtu konsoles pašlaik piedāvāto. Šis risinājums var būt labāk pārvaldāms izstrādātājiem un mazāk prasīgs aparatūrai.

Mēs pagaidām nezinām. Tikmēr es būšu īkšķis, lai atlikušajā 2023. gada daļā būtu datoru izlaidumi, kas faktiski darbojas, plkst. vismaz līdz brīdim, kad mēs redzēsim vairāk gudru veidu, kā izstrādātāji un pārdevēji vēlas risināt nepārprotamo datoru problēmu spēles.

Redaktoru ieteikumi

• Ratchet & Clank debitēs revolucionārā grafikas tehnoloģijā datorā
• Es lūdzu izstrādātājiem paskaidrot, kāpēc datoru porti 2023. gadā darbojas kā atkritumi
• Kā ģeneratīvais AI radīs spēles ar “plašākām, lielākām un dziļākām pasaulēm”
• Kā vīrusu bodycam spēle lika internetam domāt, ka tas ir īsts kadrs
• Spēļu klēpjdatori mums joprojām melo, un tas kļūst vēl sarežģītāk