У консолей по-прежнему есть преимущество, и это вредит компьютерным играм

Эта история является частью серии ReSpec Джейкоба Роуча, посвященной компьютерным играм и оборудованию.

смерть компьютерных игр. Это было актуальной темой в течение последних нескольких недель, когда порт за портом прибывал на ПК в катастрофическом состоянии. Компьютерные игры не умерли, но если эта тенденция сохранится, трудно рекомендовать какую-либо новую версию для ПК, по крайней мере, до того, как она получит ряд неизбежных исправлений.

Я хотел бы предложить единственное решение проблем, с которыми сталкиваются игры для ПК, но я не могу. Список огромен. Но есть одна область, которая может сильно помочь ситуации, и здесь консоли по-прежнему имеют преимущество перед ПК.

Источник заикания

Когда дело доходит до этого, есть одна вещь, которая вызывает заикание в ваших играх: всплеск времени рендеринга. Что-то на короткое время забило трубу, и, пока с этим разобрались, между одним кадром, отображаемым на вашем экране, и другим есть промежуток во времени. Это заикание.

Но что забивает трубы? Во многих случаях на ПК мы видим заикание при компиляции шейдеров. Именно здесь ЦП должен отправлять инструкции (шейдеры) графическому процессору и переводить их из программного кода в аппаратный код. Это источник заикание в таких играх Готэмские рыцариво многих случаях.

У нас есть хорошее решение для заикания компиляции шейдера. Во-первых, это предварительная компиляция шейдеров, таких как Uncharted: Наследие воров делает на ПК. Заранее сохраните инструкции в памяти, чтобы не возиться с компиляцией во время работы игры. Другой - асинхронная компиляция. Современные процессоры, такие как Ядро i5-13600K иметь доступ к тонна потоков, поэтому потоки, которые мало что делают, могут обрабатывать компиляцию для следующих разделов, пока вы играете.

Это не простые решения, но они работают. Другим основным источником заиканий, которые мы видим, является заикание при обходе или загрузке. Это тот случай, когда Звездные войны Джедаи: Выживший, игра, которая запущен с рядом проблем с производительностью. Здесь всплеск времени рендеринга происходит из-за того, что игра загружает новые данные, когда вы путешествуете по миру.

Важно различать их, потому что они имеют совершенно разные решения. Заикание компиляции шейдера происходит, когда на экране появляется новый эффект шейдера. Затенение одного пикселя может иметь несколько слоев эффектов, поэтому взрыв или эффект от поднятия предмета — это области, в которых компиляция шейдера обычно тормозит.

Заикание при прохождении происходит, когда ваш персонаж проходит какую-либо зону загрузки. Если на экране не происходит ничего особенно заслуживающего внимания, есть большая вероятность, что вы видите заикание при обходе, а не при компиляции шейдера.

Звездные войны Джедай: Выживший является хорошим примером этой динамики. В начале игры на Корусанте большой корабль врезается в платформу, и компиляция шейдеров ненадолго заикается. Однако позже, на Кобо, когда вы входите или выходите из салуна Пилуна, происходит около 10 секунд интенсивного заикания. Это заикание прохождения.

У разработчиков есть решения для заикания компиляции шейдеров, даже на таких движках, как Unreal Engine 4, с которыми особенно трудно бороться в этом отделе. Мы видели множество заиканий, связанных с шейдерами, исправленных в таких играх, как Наследие Хогвартса, и такие игры, как Атомное сердцезапустились без заиканий из-за интенсивного процесса предварительной компиляции. Ситуация с заиканием прохождения более сложная.

Кракен следующего поколения

Оба PS5 и Xbox Series X имеют специальные аппаратные процессоры декомпрессии. По словам Марка Черни из Sony, специальный процессор, использующий библиотеку декомпрессии Oodle Kraken на PS5 может справиться с работой сжатия девять AMD Zen 2 ядра. Xbox имеет Microsoft DirectStorage система на месте, которая также включает в себя выделенный процессор для распаковки для ускорения времени загрузки и, что особенно важно, для потоковой передачи ресурсов.

При потоковой передаче данных с SSD возникает заикание при обходе, и решить эту проблему на ПК гораздо сложнее. Не только ПК не имеют специального оборудования для декомпрессии, но и диапазон характеристик твердотельных накопителей затрудняет надежное масштабирование производительности потоковой передачи в нескольких системах.

На ПК распаковка является задачей процессора. Данные передаются с SSD, но их необходимо распаковывать во время передачи, что часто приводит к заиканию при обходе. Специальное оборудование для декомпрессии на PS5 и Xbox Series X приводит к гораздо меньшему количеству заиканий при обходе, несмотря на то, что их процессоры не такие мощные, как те, что доступны в современных высокопроизводительных ПК.

Есть решения этой проблемы на ПК, но они пока не работают. DirectStorage доступен для пользователей ПК и помогает сократить время загрузки и потоковой передачи за счет декомпрессии графического процессора. Проблема в том, что у нас сейчас только одна игра с DirectStorage, Забытый, и он не использует декомпрессию графического процессора. Это просто улучшает время загрузки, немного опережая PS5.

В любой другой игре процесс такой же. Активы переносятся из хранилища в системную память, ЦП распаковывает их, а затем копирует в память ГП. Этот трудоемкий процесс, вероятно, является причиной того, что мы видели Использование VRAM растет так высоко в последних выпусках, поскольку игры разрабатываются для консолей, у которых нет узкого места в памяти, которое в настоящее время присутствует на ПК.

DirectStorage — это одно из решений, но это не единственный способ решить основные проблемы с заиканием при перемещении на ПК. Правильное масштабирование ЦП — это решение, которое используется недостаточно, особенно для выпусков Unreal Engine 4. Этот движок построен в основном для работы на двух потоках ЦП, и, как вы можете видеть в таких играх, как Звездные войны Джедаи: Выживший, остальные потоки не выполняют большой работы, если вообще работают.

Несмотря на то, что консоли имеют меньшую вычислительную мощность, чем современные ПК, разработчики разрабатывают игры для платформ, у которых нет серьезного узкого места для потоковой передачи ресурсов. Конечно, вы все еще можете добиться более высокой производительности и визуального качества на ПК высокого класса, но за это придется заплатить заикания, пониженное разрешение текстур и ограничения видеопамяти, которых нет на консоли или, по крайней мере, далеко менее тяжелый.

Ответ Nvidia

В начале мая Nvidia представил исследовательскую работу на Siggraph 2023 — ежегодную конференцию, посвященную достижениям в области компьютерной графики, — под названием «Сжатие материальных текстур с произвольным доступом». В статье предлагается система, в которой нейросеть обрабатывает сжатие и распаковку текстур, и в соответствии с ней система может хранить в 16 раз больше данных в том же объеме пространства, что и традиционная блочная сжатие.

Это называется сжатием нейронных текстур (NTC). Больше деталей в текстурах для того же места для хранения, безусловно, является привлекательным вариантом — как мы видели с забытый и Обитель зла 4 ремейк, На самом деле качество текстур на ПК может быть намного ниже, чем на консолях в сценариях с ограничением видеопамяти, но настоящее преимущество заключается в том, что NTC предназначен для распаковки данных во время выполнения.

По словам Nvidia, есть небольшие накладные расходы по сравнению с выделенными процессорами декомпрессии, но исследователи говорят, что они ожидают, что эти накладные расходы будут меньше, когда они будут применены к реальному времени. рендеринг. Более важно то, что распаковка может происходить непосредственно на графическом процессоре, полностью минуя ЦП и потребность в выделенном оборудовании.

Решит ли это проблемы с заиканием и скачками VRAM, от которых страдают геймеры на ПК? Я не знаю. На данный момент это всего лишь исследовательская работа, и если мы действительно увидим, что NTC видеокарты, это, вероятно, несколько поколений. Скорее всего, это не будет рыночная функция, такая как Суперсэмплинг глубокого обучения Nvidia (DLSS) тоже есть.

Но это обещает много. DirectStorage, как бы это ни звучало, не материализовался в компьютерных играх так, как я бы надеялся. Аппаратное обеспечение поддерживает это, программное обеспечение есть, но у нас просто нет игр, использующих аппаратную декомпрессию графического процессора, чтобы приблизиться к тому, что предлагают консоли в настоящее время. Это решение может быть более удобным для разработчиков и менее требовательным к оборудованию.

Мы пока не знаем. А пока я скрещу пальцы, что оставшаяся часть 2023 года содержит версии для ПК, которые действительно работают, в по крайней мере, пока мы не увидим больше умных способов, которыми разработчики и поставщики хотят решить очевидную проблему с ПК. игры.

Рекомендации редакции

• Ratchet & Clank представит революционную графическую технологию на ПК
• Я попросил разработчиков объяснить, почему порты ПК в 2023 году работают как мусор
• Как генеративный ИИ будет создавать игры с «более широкими, большими и глубокими мирами»
• Как вирусная видеокамера обманула Интернет, заставив его думать, что это настоящие кадры
• Игровые ноутбуки по-прежнему нам врут, и все становится еще сложнее