Microsoft ma pomysł, jak zwiększyć wydajnoć w ray tracingu na kartach z mniejszą pojemnością VRAM

Microsoft opublikował nowy patent opisujący metodę zmniejszania zużycia pamięci przez grafikę wykorzystującą śledzenie promieni. To może rozwiązać problemy związane z coraz większymi wymaganiami dotyczącymi pamięci, których potrzebuje ray tracing (i path tracing). Technologia opisana w patencie wykorzystuje metodę agresywnego poziomu szczegółowości (LOD), aby w razie potrzeby poprawić lub obniżyć jakość śledzenia promieni.

Patent opisuje potok śledzenia promieni jako strukturę akceleracyjną, którą można zoptymalizować za pomocą systemu o wysokim poziomie szczegółowości. Osiąga się to poprzez mapę rezydencji odpowiadającą ograniczającej hierarchii obiektów. System przetwarzania grafiki może następnie wykorzystać tę mapę do określenia poziomu jakości obiektów w odpowiednim czasie.

Patent opisuje potok śledzenia promieni jako strukturę akceleracyjną, którą można zoptymalizować za pomocą systemu o wysokim poziomie szczegółowości.

Aby to uprościć, patent Microsoftu proponuje filozofię projektowania, z której gry wideo korzystają już w środowiskach 3D. W produkcjach FPP lub TPP przy pewnych odległościach jakość terenu i jakość tekstur ulegają zmianie, w zależności od tego, jak daleko spojrzymy naszą postacią (im dalej tym szczegółowość jest mniejsza). Jest to środek mający na celu zwiększenie wydajności poprzez obniżenie jakości obrazu w obszarach, w których jest ona mniej zauważalna lub niepotrzebna.

W kontekście patentu ten system LOD zostałby zamiast tego zastosowany w potoku śledzenia promieni i zmniejszyłby jego całkowite zużycie pamięci, co wydaje się mieć dużo sensu (raczej nikt nie będzie przyglądał się jakości odbić na obiektach z dużej odległości). Rozwiązanie Microsoftu może być więc świetną optymalizacją, która może w przyszłości przynieść duże oszczędności w zakresie oszczędzania wykorzystania pamięci (i zwiększania wydajności). Najwyraźniej dzisiejsza filozofia projektowania wykorzystująca śledzenie promieni nie przewiduje takiego poziomu szczegółowości, który mógłby podnieść lub obniżyć jakość śledzenia promieni w locie, co sprawia, że ​​renderowanie scen po stronie pamięci jest kosztowne, szczególnie dla GPU. 

Technicznie rzecz biorąc, obecne implementacje RT rozwiązują ten problem, intensywnie wykorzystując technologie skalowania, takie jak DLSS, FSR, XeSS lub checkerboarding (konsolowy upscaling), aby ukryć spadek wydajności, jaki związany jest z ray tracingiem. Jednakże posiadanie dedykowanego systemu LOD dla potoku śledzenia promieni, niezależnego od rozdzielczości renderowania, zapewni programistom znacznie większą elastyczność w zakresie optymalizacji wydajności.

W praktyce system ten powinien sprawić, że karty graficzne z  mniejszą pojemnością VRAM będą bardziej wydajne w nowoczesnych grach wykorzystujących technologię ray tracingu. W szczególności może to pomóc GPU z 8 GB i 10 GB w osiągnięciu większej liczby klatek z włączoną funkcją RT w grach, w których pojemność pamięci VRAM stanowi wąskie gardło. Rozwiązanie Microsoftu może również sprawić, że śledzenie promieni stanie się wydajne na kartach wyposażonych w 6 GB, a nawet 4 GB (tj. mobilnych RTX 3050), które obsługują technologię RT z akceleracją sprzętową. System ten może również pomóc konsolom takim jak PlayStation 5 osiągnąć lepszą wydajność śledzenia promieni w środowiskach o ograniczonej pamięci.