尽管从RTX 20开始,NVIDIA就在GPU中引入了物理光追单元,但是即使在性能更好的RTX 30系列显卡上,光线追踪依然是一个让人头疼的游戏技术。尽管光线追踪能提升游戏画面的真实度,但不可否认的是,这项技术的确要消耗太多的显卡资源,往往一个游戏开启光线追踪效果后,整体的帧数下滑甚至能接近50%。所以这项技术至今还没能成为主流,也是有其原因的,至少AMD和NVIDIA都不敢说自己的显卡能在4K高画质游戏中打开光追后,还能非常流畅的运行,哪怕是发烧级产品。

n卡的光追有用吗 N卡又出黑科技光追效率提升20(1)

所以现在对图形核心公司以及游戏开发人员来说,如何提升光线追踪的效率是非常关键的一环。当然从硬件角度而言,如果AMD和NVIDIA继续堆叠物理光追单元,以及改善自己的引擎,那自然是一个可行的方案,但是这就意味着显卡最终的成本会继续攀升,甚至达到一个用户无法接受的价格(当然现在显卡的价格也没法接受……),所以大家更多是想在底层做一些优化和改进,这样更方便性能的提升,也不需要花更多的成本。

NVIDIA的科研人员一直在研究提高GPU 光线追踪性能的技术。最近有人发现NVIDIA发表了一篇论文,这其中将GPU Subwarp Interleaving视为一项潜力巨大的技术,这项技术可以将实时光线追踪的性能提升高达20%。当然现在我们还不好说这个技术的具体中文名称,如果强行翻译的话,比较合适的是“GPU子曲线交错”,不过这个还要等NVIDIA给出一个准确的技术名词才行。

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这项技术其实就是更改GPU底层执行模式的一种方法,因为现在GPU渲染图像的时候,在设计方法上就受到光线追踪的各种限制,GPU现在使用的是SIMD的执行模式,相同的渲染会被打包成一组并行执行,每组其实就是GPU工作时的最小执行单元,NVIDIA将其称为“warp”。而GPU通过对warp的调动来隐藏渲染停顿,不过在实时的光线追踪运算中,这种可能会出现问题从而导致性能的损失,而“GPU Subwarp Interleaving”则是解决当前光线追踪效率不够的一个方法。

GPU Subwarp Interleaving这项技术如何提升光追效率呢?NVIDIA的描述是:“当一个长延迟操作停止一个warp,并且GPU的warp调度器找不到一个活动的warp来切换时,一个subwarp调度器可以将当前的warp切换到另一个不同的subwarp。”这个说法相当拗口,估计只有对GPU运行机制比较了解的人,才能准确理解这个含义。不过简单来说,就是N卡在调动warp的时候,GPU会更加灵活和快速,提升GPU的工作效率以此来提升光线追踪的性能。

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不过这种底层运作模式的改动,势必要涉及到架构的细微调整。在NVIDIA的实验中,更改一些底层架构的图灵显卡,光追性能有明显的提升,平均达到6.3%的提升,最高则能超过20%的提升。不过很显然这只是用图灵显卡来做测试,而实际上因为NVIDIA的图灵GPU比较古老,所以未来即使这项技术上线的时候,也不会支持图灵显卡,包括GTX 10系列和RTX 20系列实际上都不会支持GPU Subwarp Interleaving这项加强光追性能的技术。

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目前来看,这项技术会用在安培架构以及NVIDIA下一代显卡架构上,也就是RTX 30以及RTX 40显卡。虽然这项技术最近才正式披露,但按照惯例,NVIDIA应该是已经研究了很久,所以理论上,安培的架构改进应该已经可以适应这项技术,至于下一代的RTX 40显卡更是没有问题。或许以后RTX 30显卡的用户,只需要更新一个驱动,就能获得更强的光追性能。

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