ปัจจุบัน การ์ดกราฟิกแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ การ์ดที่ออกแบบมาสำหรับการเล่นเกม และการ์ดที่ใช้สำหรับแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่มีมูลค่าสูงกว่า นั่นคือสำหรับการจำลองทางวิทยาศาสตร์และการทหารเหนือสิ่งอื่นใด อย่างไรก็ตาม มีหน่วยที่อยู่กับเราตั้งแต่การ์ด 3 มิติที่ประสบความสำเร็จชุดแรก หน่วยแรสเตอร์ ซึ่งอาจหายไปได้ และด้วยองค์กรหรือสถาปัตยกรรมของ GPU ในอนาคต ผลที่ตามมา? จุดจบของการแยกระหว่างรุ่นเฉพาะสำหรับเล่นเกมกับรุ่นที่ใช้ในด้านอื่นๆ
เกม 3D แบบเรียลไทม์ในปัจจุบันคิดเป็น 99% ของเกม แต่เกมเหล่านี้มาถึงบนคอมพิวเตอร์ด้วยกราฟิก Voodoo ที่เป็นที่นิยมในสมัยนั้น และการมีชิปที่ทำหน้าที่ร่วมกัน เรากำลังพูดถึงหน่วยแรสเตอร์ซึ่งพบได้ในชิปกราฟิกทั้งหมดในปัจจุบัน แต่จะหายไปเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้จะส่งผลอย่างไรต่อฮาร์ดแวร์แห่งอนาคต
GPU กำลังเปลี่ยนแปลง
GPU เป็นตัวประมวลผลกราฟิกพิเศษที่มีความสามารถบางอย่างในการทำงานทั่วไป นี่เป็นเพราะแกนของพวกเขาหยุดมานานแล้วสำหรับงานพิเศษที่จะใช้สำหรับงานทั่วไป ด้วยเหตุนี้ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับโลกจำนวนมากจึงใช้มันในปัจจุบันสำหรับการจำลองทางวิทยาศาสตร์และการทหารขนาดใหญ่ รวมถึงการใช้งานที่เฟื่องฟูอื่นๆ เช่น ปัญญาประดิษฐ์
อย่างไรก็ตาม ยังมีชุดของหน่วยที่ดำเนินงานเฉพาะ แต่มีความจำเป็นเพื่อให้สามารถสร้างกราฟิกได้ งานของพวกเขาไม่เพียง แต่ปลดปล่อยนิวเคลียสหลักจากพวกมันเท่านั้น แต่ยังต้องทำงานควบคู่กันไปอีกด้วย ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของมันคือการมีงานที่แน่นอนหรืองานเฉพาะให้ทำ พวกเขาต้องการทรานซิสเตอร์น้อยลงในการสร้าง ดังนั้นจึงมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าและกินไฟน้อยกว่าการทำให้แกนหลักดูแลงาน
อย่างไรก็ตาม อาจเกิดขึ้นได้ที่ฮาร์ดแวร์เฉพาะชิ้นนั้นล้าสมัย อาจเป็นเพราะไม่ตามทันความก้าวหน้าด้านประสิทธิภาพของรายการอื่นๆ หรือเพราะทำงานได้ไม่ดีเท่าที่ควร เราพบว่าในชิปหลักของกราฟิกการ์ดมียูนิตประเภทหนึ่งปรากฏขึ้นและอีกประเภทหนึ่งหายไป
ลาก่อนหน่วยแรสเตอร์
หากคุณดูข้อมูลจำเพาะของกราฟิกการ์ดใด ๆ คุณจะเห็นว่าการ์ดใดมีความสำคัญน้อยลงเรื่อย ๆ คือการ์ดที่พูดถึง "สามเหลี่ยมต่อวินาที" หลายคนคิดว่าเป็นจำนวนเงินที่แสดงบนหน้าจอและคนอื่น ๆ จะเชื่อว่าเป็นจำนวนเงินที่คำนวณได้ ทั้งสองเป็นเท็จเนื่องจากสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันที่เรากำลังใช้งาน ยิ่งกว่านั้น อัตรานี้เป็นอัตราคงที่และหากเราสังเกตว่าจะเป็นความเร็วสัญญาณนาฬิกาเสมอสำหรับจำนวนหน่วยแรสเตอร์ อย่างน้อยวันนี้
หน่วยเหล่านี้มีความก้าวหน้าในด้านประสิทธิภาพ ตั้งแต่ต้องใช้รอบสัญญาณนาฬิกาหลายรอบเพื่อแรสเตอร์สามเหลี่ยม ไปจนถึงทำด้วยความเร็วปัจจุบัน แต่หน่วยเหล่านี้ไม่ได้พัฒนามาเป็นเวลาสิบปีแล้ว งานของเขา? ฉายภาพโลก 3 มิติที่คำนวณในจุดยอดไปยังพื้นผิว 2 มิติที่ประกอบด้วยพิกเซล หน้าจอ ซึ่งจะคำนวณสีในภายหลัง ดังนั้นจึงเป็นหน่วยที่สำคัญ เนื่องจากเมื่อเราสร้างฉาก 3 มิติ รูปสามเหลี่ยมแต่ละรูปจะกลายเป็นพิกเซล อย่างไรก็ตามหน่วยดังกล่าวสามารถบอกลาได้ในไม่ช้า
เหตุผล? ข้อจำกัดของคุณ
ปัญหาเกี่ยวกับหน่วยแรสเตอร์คือหน่วยเหล่านี้ไม่ได้ออกแบบมาให้ทำงานกับสามเหลี่ยมขนาดเล็กมาก ซึ่งก็คือหน่วยแรสเตอร์ที่มีพิกเซลไม่กี่พิกเซล นอกจากนี้ เมื่อวัตถุประกอบด้วยพิกเซลเพียงไม่กี่พิกเซล สิ่งที่แรสเตอร์ไรเซอร์ทำคือสรุปได้ว่าวัตถุนั้นอยู่ไกลเกินไปและทำเครื่องหมายเพื่อลบ แน่นอน ก่อนที่จะตรวจสอบระยะห่างกับกล้องด้วยบัฟเฟอร์ความลึกเพื่อกำจัดมันออกจากฉากและไม่ต้องคำนวณ สิ่งนี้ทำได้กับวัตถุที่อยู่ด้านหลังวัตถุที่ใหญ่กว่า ซึ่งทำให้เกิดปัญหาเมื่อวัตถุที่อยู่ด้านหน้าสุดมีความโปร่งใสในระดับหนึ่ง ซึ่งทำให้เกิดปัญหา แต่นั่นก็เป็นอีกเรื่องหนึ่ง
ปัญหา? เรากำลังก้าวเข้าสู่โลกที่มีการใช้รูปทรงเรขาคณิตในระดับที่รุนแรงสำหรับรายละเอียดตัวละคร วัตถุ และการตั้งค่า ซึ่งหมายถึงอัตราสามเหลี่ยมที่หน่วยแรสเตอร์ปัจจุบันไม่สามารถรองรับได้ ซึ่งเป็นคอขวด แต่ปัญหาคือ มันไม่สามารถทำงานได้ดีกับสามเหลี่ยมเล็กๆ ในแง่ที่ว่าถ้าเรามี 100 สามเหลี่ยม 50 พิกเซล นี่ไม่ได้แปลเป็น 200 จาก 25 พิกเซล ดังนั้นประสิทธิภาพของมันจึงลดลงเนื่องจากรูปหลายเหลี่ยมที่ใช้งานมีขนาดเล็กลง
การแก้ปัญหาคืออะไร?
มากเสียจนผู้คนใน Epic Games เผชิญกับการสร้าง Unreal Engine 5 ต้องสร้างหน่วยแรสเตอร์โดยใช้คอมพิวเตอร์เชดเดอร์สำหรับมัน นั่นคือ GPU แกนทำงานของหน่วยฟังก์ชันเฉพาะได้ดีขึ้นมาก ซึ่งเป็นอันตรายต่ออนาคตของมัน ในขณะนี้ยังไม่ถูกตัดออก แต่ก็มีดาบของ Damocles อยู่แล้วเช่นเดียวกับเทสเซลเลชันหรือหน่วยย่อยพื้นผิว
ในการสัมภาษณ์ที่ดำเนินการในเดือนพฤษภาคม 2020 กับ Brian Karis โปรแกรมเมอร์กราฟิกระบุว่าพวกเขาได้พัฒนาซอฟต์แวร์แรสเตอร์สามเหลี่ยมสองประเภทสำหรับ Unreal Engine 5 ซึ่งสันนิษฐานว่าเอ็นจิ้นใหม่ของ Epic ซึ่งจะถูกใช้งานโดยเกมหลายสิบเกมในอุตสาหกรรมมีความสามารถในการจัดการกับหน่วยแรสเตอร์แล้ว นั่นคือแทนที่แกน GPU หนึ่งแกนเพื่อแทนที่แต่ละยูนิตเหล่านี้และรับประสิทธิภาพที่มากขึ้นด้วย
รูปสามเหลี่ยมส่วนใหญ่ถูกแรสเตอร์โดยซอฟต์แวร์โดยใช้โปรแกรมแรเงาคอมพิวเตอร์ที่มีความเชี่ยวชาญสูง ซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้ประโยชน์จากสิ่งที่เราจะได้ประโยชน์จากมัน ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถทิ้งฮาร์ดแวร์แรสเตอร์ไรเซอร์ไว้ในงานเฉพาะนี้ได้ การแรสเตอร์ซอฟต์แวร์เป็นองค์ประกอบหลักของ Nanite ที่ช่วยให้เราทำสิ่งที่ทำ เราไม่สามารถเอาชนะฮาร์ดแวร์แรสเตอร์ไรเซอร์ได้ในทุกกรณี ดังนั้นเราจะใช้มันเมื่อเห็นว่าเป็นเส้นทางที่เร็วที่สุด
สีขาวและในขวดอย่างที่คุณอ่าน พวกเขาจะหายไปเนื่องจากความจริงที่ว่าพวกเขาเป็นทรานซิสเตอร์ที่ NVIDIA, อินเทล และ เอเอ็มดี สามารถนำไปใช้ประโยชน์กับสิ่งอื่น ๆ ที่จะมีความสำคัญมากขึ้นในอนาคตได้
ทำไมองค์กรของกราฟิกการ์ดถึงเปลี่ยนไป?
หากคุณดูไดอะแกรมของ GPU ใด ๆ คุณจะเห็นว่าแกนถูกจัดเรียงเป็นบล็อกรอบแรสเตอร์ เนื่องจากพวกเขาส่งข้อมูลทั้งสองไปยังหน่วยเหล่านี้และรับด้วย ขึ้นอยู่กับขั้นตอนของไปป์ไลน์ 3 มิติที่เรากำลังพูดถึง ดังนั้นการลบออกจึงเป็นการปรับโครงสร้างองค์กร ปัจจุบัน ขนาดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับประสิทธิภาพ 100% ของหน่วยแรสเตอร์คือ 48 พิกเซลสำหรับ NVIDIA และ 64 สำหรับ AMD นอกจากนี้ยังจำกัดจำนวนคอร์ในรุ่นที่ออกแบบมาเพื่อการเล่นเกมอีกด้วย ซึ่งในกรณีของแบรนด์เป็นสีเขียว สามารถดูได้จากการเปรียบเทียบชิปสำหรับการประมวลผลประสิทธิภาพสูงและการเล่นเกม
อย่างที่เห็น H100 GPC ไม่มี Raster Engine ซึ่งทำให้ไม่มีองค์กรที่ตายตัว ดังนั้นจึงจำกัด การเปลี่ยนแปลงนี้จะช่วยให้ NVIDIA และ AMD ไม่ต้องออกแบบการออกแบบที่แตกต่างกันสองแบบสำหรับ HPC และ Gaming แต่จะสามารถดึงจากรุ่นฐานสากลในแง่ของการออกแบบได้ ซึ่งคุณสามารถทำซ้ำได้ ทุกวันนี้ ไม่ว่าเรากำลังพูดถึงโปรเซสเซอร์กลางหรือโปรเซสเซอร์กราฟิก เราพบว่าการสื่อสารระหว่างกันอยู่ระหว่าง 2/3 ถึง 3/4 ของชิปทั้งหมด และการที่ต้องทำงานกับชิปที่แตกต่างกันสองชิปนั้นเป็นเรื่องที่น่ากังวล
อย่าลืมว่าโหนดใหม่แต่ละโหนดมีทรานซิสเตอร์มากขึ้น มีชิ้นส่วนมากขึ้นและต้องจ้างวิศวกรมากขึ้น มันจะถึงจุดที่การ์ดกราฟิกเดียวกันที่มีให้สำหรับงานทางวิทยาศาสตร์จะเป็นระดับไฮเอนด์สำหรับการเล่นเกมเนื่องจากการสร้างสองรุ่นที่แตกต่างกันจะไม่ทำกำไรและการกำจัดหน่วยแรสเตอร์จะเป็นกุญแจสำคัญ ในกระบวนการพัฒนาทั้งหมดนี้ การรวมกัน
