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GPU-Architektur: Intels Xe beschleunigt Raytracing in Hardware

Die Xe genannte GPU-Architektur von Intel soll eine Hardware-Unterstützung für Raytracing im Server-Segment aufweisen. Was damit gemeint ist, lässt der Hersteller aber noch offen - vom Denoising bis hin zu Beschleunigung der Bounding Volume Hierarchy gibt es viele Optionen.

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Mockup einer Intel-Grafikkarte mit Xe-Architektur
Mockup einer Intel-Grafikkarte mit Xe-Architektur (Bild: Intel)

Intel spricht weiterhin häppchenweise über Xe: So heißt die kommende GPU-Mikroarchitektur. Sie soll Ende 2020 erstmals eingesetzt werden und folgt damit auf die Gen11, die noch 2019 in den Ice-Lake-Prozessoren stecken wird. Laut Jim Jeffers, Senior Principal Engineer für Advanced Rendering bei Intel, soll die neue GPU-Architektur für den Einsatz in Datacentern eine Hardware-Beschleunigung für Raytracing aufweisen. Das sagte Jeffers auf der FMX in Stuttgart, einer Fachkonferenz für Effekte.

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Denn auch wenn Raytracing seit einigen Monaten in Echtzeit in PC-Spielen populär wurde, in der Film-Brache ist dieses Verfahren zur korrekten Darstellung von Licht und Schatten längst Standard. Intel bietet mit Embree und dem Open Image Denoiser verbreitete Lösungen an, welche unter anderem von Dreamworks in der Drachenzähmen-Film-Reihe eingesetzt werden. Derzeit unterstützt Nvidia eine öffentlich verfügbare Hardware-Beschleunigung für Raytracing, die sogenannten RT-Cores stecken in den Turing-Grafikkarten wie der Geforce RTX 2080 Ti.

Allerdings ist Hardware für Raytracing ein sehr weit gefasster Begriff: Die RT-Cores helfen zwar, die Bounding Volume Hierarchy (BVH) zu beschleunigen - eine Baumstruktur, um zu prüfen, wo ein Strahl ein Polygon trifft. Das eigentliche Shading übernehmen aber die ALUs und auch das Entrauschen (Denoising) des grobkörnigen Raytracing-Bildes aufgrund geringer Strahlenanzahl pro Pixel findet in den Shader-Einheiten statt. Nvidia verbaut zwar Tensor-Cores, die das Denoising übernehmen könnten, bei PC-Spielen setzen Entwickler aber bisher auf Compute-Shader.

Im Server-Segment jedoch werden die Tensor-Cores der Tesla-Karten für das Denoising eingesetzt. So betrachtet kann Intel mit Hardware-Beschleunigung für Raytracing auch Spezialeinheiten meinen, die eine derartige Funktion aufweisen, nicht aber zwingend die BVH schneller abarbeiten. Weit gedehnt sind dann nämlich auch die VNNI-Einheiten der aktuellen Cascade-Lake-Server-CPUs eine Art von Hardware-Beschleunigung für Raytracing, wie die c't ausführt. Denn am Ende ist es ein bereits trainiertes neuronales Netz, welche die Artefakte herausrechnet, sprich Inferencing.



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