id Software: Nächste id Tech setzt auf FP16-Berechnungen

Tech Summit

Die nächste Iteration der id-Tech-Engine soll mehr CPU-Kerne und erneut das Vulkan-API nutzen. Auch von FP16 möchte id Software Gebrauch machen, noch ist die Hardware-Unterstützung abseits der Playstation 4 Pro gering.

Artikel veröffentlicht am 27. April 2017, 16:33 Uhr, Marc Sauter

Huch, Vega in Doom (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Auf dem Tech Summit der Entwicklerkonferenz Quo Vadis 2017 hat sich Billy Khan, Lead Engine Programmer bei id Software, zur nächsten Engine-Version der hauseigenen id Tech geäußert. Was für Electronic Arts die Frostbite ist, stellt bei Zenimax die id Tech dar: Ein Großteil der Studios - darunter Arkane (Dishonored 2) und Machine Games (Wolfenstein) - setzen sie ein.

Eines der wichtigsten Merkmale der kommenden id Tech sollen Operationen mit halber Rechengenauigkeit (FP16) sein. Aktuelle Grafikkarten nutzen nahezu ausschließlich einfache Genauigkeit (FP32), im Automotive- und im Mobile-Bereich sowie bei Deep Learning aber liegt der Fokus auf FP16. Sofern die Präzision ausreicht, kann verglichen mit FP32 die Leistung steigen. Die Shader-Einheiten werden besser ausgelastet, da weniger Register-Speicher notwendig ist. Billy Khan zufolge sei die aktuelle id Tech 6 weitaus ALU- denn Bandbreiten-lastiger, weshalb er sich von FP16 große Vorteile verspricht.

Bisher unterstützen AMD-Grafikkarten mit Polaris-Chip solche FP16-Operationen, allerdings mit gleicher Geschwindigkeit wie FP32. Der Leistungszuwachs dürfte daher gering sein, Zahlen liegen uns jedoch nicht vor. Anders sieht es bei Sonys Playstation 4 Pro aus: Diese beherrscht zwei FP16-Operationen pro Takt. Dice nutzt das für den Checkerboard-Resolve-Shader und spricht von einer um 30 Prozent gestiegenen Performance (PDF) bei Battlefield 1 und Mass Effect Andromeda in 4K-Auflösung.

Nvidia-Grafikkarten beherrschen abseits von Karten mit GP100-Chip kein schnelles FP16 (sondern nur im langsamen 1:64-Verhältnis zu FP32), Microsofts Xbox Scorpio offenbar nur auf Polaris-Niveau. Die Playstation 4 Pro nutzt einige architektonische Neuerungen von AMDs Vega-Generation, darunter eine doppelte FP16-Rate. Im Spieler-Grafikkarten-Markt wird es diese Technik im Frühsommer 2017 in Form der neuen Radeon RX Vega geben.

Selbst wenn Nvidia mit der kommenden Volta-Familie auch kleinere Chips mit FP16-Funktionalität ausstattet, dürfte halbe Genauigkeit erst in einigen Jahren Verbreitung finden. Denkbar wäre aber, dass die Tress-FX-3.0-Haarsimulation auf der PS4 Pro und exklusiv für Vega-Karten eingesetzt wird. Nintendos Switch mit dem Tegra X1 kann übrigens ebenfalls halbe Genauigkeit nutzen.

Abgesehen von FP16 möchte id Software künftig stärker auf Multithreading sowie die Vulkan-Schnittstelle setzen. Beides zusammen soll mehr Leistung aus Prozessoren herausholen, da gerade in den Konsolen die Frequenz und die Leistung pro Takt seit 2013 vergleichsweise wenig gestiegen sind.