Intel förklarar hur en enkel drivrutinsuppdatering fördubblade bildhastigheten

Den här historien är en del av Jacob Roachs ReSpec-serie, som täcker en värld av PC-spel och hårdvara.

Som nykomlingar i en värld av diskret grafikkort, det bästa hoppet för Intels Arc A770 och A750 var att de inte skulle vara hemska. Och Intel levererade mestadels i rå kraft, men de två budgetfokuserade GPU: erna har släpat efter i mjukvaruavdelningen. Under de senaste månaderna har Intel korrigerat kursen.

Genom en serie drivrutinsuppdateringar har Intel levererat nära dubbla prestanda i DirectX 9-titlar jämfört med lanseringen, samt branta uppgraderingar i vissa DirectX 11 och DirectX 12 spel. Jag kom i kontakt med Intels Tom Petersen och Omar Faiz för att ta reda på hur Intel kunde omarbeta sina drivrutiner, och ännu viktigare, hur det fortsätter att driva programvaruversioner i framtiden.

Drivrutinen för dina spel

Innan vi går in på Intels framsteg måste vi dock prata om vad en drivrutin gör i dina spel i första hand. En grafikkortsdrivrutin sitter under Application Programming Interface (API) för det spel du är spelar, och det översätter instruktionerna för API: t till instruktioner som hårdvaran kan förstå.

Ett API som DirectX tar instruktioner från spelet och översätter dem till en standardiserad uppsättning kommandon som alla grafikkort kan förstå. Drivrutinen kommer efter, tar de standardiserade instruktionerna och optimerar dem för en viss hårdvaruarkitektur. Det är därför en AMD-drivrutin inte fungerar för ett Nvidia-grafikkort, eller en Intel-drivrutin fungerar inte för en AMD.

Intels problem fokuserade främst på DirectX 9. Det anses vara ett äldre API vid denna tidpunkt, men ett stort antal spel är fortfarande utformade för att köras på DX9, inklusive Counter-Strike: Global Offensive, Team Fortress 2, League of Legends, och Guild Wars 2.

Problemet med DX9 jämfört med moderna API: er som DX12 och Vulkan är att det är ett högnivå-API. Det betyder att det är mer generaliserat än ett modernt API, vilket lägger mer påfrestningar på föraren för att pressa ut prestandaoptimeringar. DX12 och Vulkan är lågnivå-API: er, vilket ger tydligare åtkomst till hårdvaran medan en utvecklare skapar ett spel och tar lite press från drivrutinen. Petersen förklarade att med DX12 "är det mindre troligt att vår förare gör något suboptimalt eftersom det finns en mer direkt koppling mellan spelutvecklaren och vår plattform."

Ursprungligen använde Intel D3D9on12 för DX9, vilket är ett översättningslager som använder DirectX 12 för att förstå DirectX 9-instruktioner. Petersen sa att han tror att Intel "gjorde rätt sak vid den tiden", men D3D9on12 visade sig vara för ineffektivt. Prestanda var kvar på bordet, med mindre kraftfulla grafikprocessorer som ibland erbjuder dubbelt så hög prestanda som Intels grafikkort i DX9-spel.

Intel började i princip från början, implementerade inbyggt DX9-stöd och utnyttjade översättningsverktyg som DXVK – ett Vulkan-baserat översättningslager för DX9. Och det fungerade. I Counter-Strike Global Offensiv, Jag mätte runt 190 bilder per sekund (fps) med startdrivrutinen och 395 fps med den senaste drivrutinen; en ökning med 108 %. Liknande, Lönedag 2 såg en ökning på cirka 45 % från startdrivrutinen till den senaste versionen med Arc A750 baserat på mina tester.

Mer på bordet

DX9 var mördaren för Intels GPU: er vid lanseringen, men det finns fortfarande prestandaoptimeringar på bordet. Petersen gjorde det klart: "Jämfört med var vi är och den teoretiska toppen finns det fortfarande ett ganska stort gap."

Den nya gränsen är dock inte DX9. Det är DX11. "Jag tror, ​​särskilt för DX11-titlar, att det finns mer utrymme där ute och vi kommer att fortsätta arbeta på det," sa Petersen. "DX12 kommer att vara mer som ett kärleksarbete för evigt eftersom det är lite mer finkornigt, och det kommer att vara ett slags slag per titel för att göra alla dessa underbara. Men jag tror att det fortfarande finns ett lyft framför oss, och det är mer än vad du vanligtvis ser med en förare."

Ett exempel på det är Warframe, där Intel hävdar en ökning på uppåt på 60 % i sin senaste drivrutin mot lanseringsdrivrutinen. Även om det inte finns ett brett drag som Intel kan göra för att hjälpa alla DX11-titlar, förklarade Petersen att DX11 fortfarande är mer högnivå än DX12. "Även om DX11 inte är lika tjock som DX9, har den fortfarande en hel del arbete att göra för den optimeringen."

Genomsnittlig prestanda är ett fokusområde, men det var inte det enda problemet med Intels initiala drivrutiner. Petersen förklarade att ingenjörsteamet "fixade några av de grundläggande resursallokeringsproblemen" i föraren, vilket hjälper till att förbättra konsistensen genom att se till att föraren inte stöter på flaskhalsar som orsakar stora förändringar i ramtid.

När Intels kort kommer igång har teamet släppt nya drivrutiner i en rasande takt. Jag frågade Petersen och Faiz om den hastigheten skulle fortsätta, och Faiz skrädde inte orden: "Vi skulle vilja fortsätta den farten." Petersen tillade: "Det är det väl förstått inom vår organisation att, ni vet, drivrutinsuppdateringar är det som kommer att göra skillnaden mellan vår framgång och brist på Framgång."

Båda var noga med att inte överlova, vilket är ett problem som Intel har stött på med sina Arc GPU: er tidigare. Men det korta rekordet är verkligen till Intels fördel. Sedan lanseringen har korten sett 15 nya drivrutiner (sex WHQL, nio beta), inklusive släppdagsoptimeringar för 27 nya spel. Det slår AMD och matchar Nvidias takt. Faktum är att Intel var den enda med en föraren redo för Arvet från Hogwartsvid lanseringen (ett spel som Nvidia fortfarande inte har släppt en spelklar drivrutin för).

XeSS är fortfarande ett pågående arbete

Även om Intel har tagit stora framsteg med sina förare, finns det fortfarande en lång väg framför sig. Ett område som behöver uppmärksamhet är XeSS, Intels AI-baserade uppskalningsverktyg som fungerar som ett alternativ till Nvidias Deep Learning Super Sampling (DLSS).

XeSS är ett bra verktyg, men det saknas på ett par områden: spelstöd och skärpa. Intel har lagt till stöd för nya spel som Arvet från Hogwarts och Call of Duty Modern Warfare 2, men det går emot de år av arbete som Nvidia har behövt lägga till DLSS till hundratals spel. Intel hoppas dock att implementera XeSS i dessa spel kommer att vara en enkel väg för utvecklare.

Som Petersen förklarade, "[DLSS och XeSS] är båda beroende av, du vet, faktiskt vissa typer av data som kommer från spelet till en separat DLL-fil. Samma som XeSS. Och vi har liksom fördelen av att vara en snabb följare eftersom de uppenbarligen var där först. Så vi kan göra det väldigt enkelt att integrera XeSS.” Denna ryggrad är vad som har gjort det möjligt för modders att skarva in AMD: s FidelityFX Super Resolution i spel som bara stöder DLSS. Detsamma är teoretiskt möjligt med XeSS.

Ett område jag tryckte på var ett drivrutinsbaserat uppskalningsverktyg, liknande Nvidia bildskalning eller AMD: s Radeon Super Resolution. Petersen och Faiz var återigen noga med att inte lova något, men de noterade att det "inte är tekniskt omöjligt." Det skulle fylla de luckor som Intel för närvarande har i sitt sortiment, men vi kanske inte ser ett sådant verktyg på ett tag (om kl. Allt).

Det andra området är mjukhet. Jämfört med DLSS är XeSS vanligtvis inte lika skarp. Jag antog att detta bara var en skillnad i mängden skärpning som användes, men Petersen sa att det inte är fallet. "Jag tror att det är ett vanligt problem, och jag tillskriver det mesta av den mjukhet som du ser idag i vissa fall som du vet, en konststil som inte återspeglas exakt i träningsuppsättningen som vi använder för vår modell,” Petersen sa. "Och det kommer uppenbarligen att förändras med tiden i nya versioner av XeSS."

Precis som DLSS använder XeSS ett neuralt nätverk för att utföra uppskalningen. Nvidia har helt klart ett stort försprång i sin träningsmodell, så det kan dröja några år innan Intels träningsdata kan matcha vad Team Green har tjatat om i flera år.

Spelare tre i vardande

Intel är den största GPU-leverantören i världen genom sin integrerade grafik, men den diskreta världen är en annan best. Företaget har bevisat att det har kotletterna att konkurrera i det lägre segmentet, särskilt med det nya aggressiv prissättning av Arc A750. Men det återstår mycket mer arbete.

Läckor säger Intel planerar att bygga vidare på denna grund med en uppdatering till Alchemist i slutet av 2023 och en ny generation 2024, men det är bara ett rykte för nu. Vad som är säkert är att Intel helt klart står vid sina spel-GPU: er, och i en tid av uppgång GPU priser, en tredje spelare är ett välkommet tillskott för att få en välbehövlig tävling. Låt oss bara hoppas att farten i drivrutiner och spelsupport som kommer från lanseringen håller i sig genom flera generationer.

Denna artikel är en del av ReSpec – en pågående kolumn varannan vecka som innehåller diskussioner, råd och djupgående rapportering om tekniken bakom PC-spel.

Redaktörens rekommendationer

• Intels Arc-grafikkort har tyst blivit utmärkta
• Hur ett viralt bodycam-spel lurade internet att tro att det var riktiga bilder
• Hur Unreal Engine 5 tar itu med det största problemet inom PC-spel
• Intel gav precis din Arc GPU dubbelt så hög prestanda för bildrutor per sekund
• Dödar säkerhetsfunktionerna i Windows 11 din spelprestanda? Du kanske blir förvånad