Vega-Architektur schon heute

Auch der Primitive Discard Accelerator hat es in die Playstation 4 Pro geschafft. Er verwirft verdeckte Dreiecke, die kleiner als ein Pixel sind und beschleunigt so die Berechnungen. Das gilt vor allem, wenn die mittlerweile selten implementierte Multisampling-Kantenglättung verwendet wird. Aber auch die eigene Spielfigur kann so deutlich flotter gerendert werden, selbst ohne MSAA. Der Primitive Discard Accelerator arbeitet dann besonders effizient, wenn Tessellation zum Einsatz kommt. Die Auslastung der Compute Units wird obendrein gesteigert, weil zwei FP16-Berechnungen statt einer in ein Register passen, was eine erhöhte Anzahl an Wavefronts bedeutet.

Sony arbeitet so eng mit AMD zusammen, dass die Entwickler Zugriff auf Architekturverbesserungen haben, die erst im kommenden Jahr mit der Vega-Generation für PCs verfügbar sein werden. Die Grafikeinheit kann zwei FP16-Operationen statt einer FP32 erledigen, was die theoretische Rechenleistung verdoppelt. Verwendungszwecke seien Normalen oder Texturkoordinaten. Generell hänge der Leistungszuwachs aber von der Engine und dem Spiel ab - daher wollte Cerny keine absoluten Zahlen nennen.

Der überarbeitete Work Distributor kann die für Tessellation notwendigen Patches auch über mehrere Compute Units hinweg berechnen, was in Szenen mit vielen kleinen Objekten einen drastischen Geschwindigkeitsschub bei der Geometrie-Berechnung bedeute. Anders als die Möglichkeit, zwei FP16-Operationen pro Takt zu erledigen, werde der Work Distributor bereits in einigen Spielen eingesetzt. Die verdoppelte FP16-Leistung sei eher für die zweite Generation an Titeln für die Playstation 4 Pro interessant.

Die wohl spannendste Neuerung der Sony-Konsole sind zwei in die Hardware implementierte Optionen, um Spiele in 4K-UHD zu rendern. Nativ fehlt der Playstation 4 Pro das letzte Quäntchen Leistung, um nativ 3.840 x 2.160 Pixel bei anspruchsvollen Titeln bei der gewünschten Bildrate und Grafikqualität zu berechnen. Obendrein sind heutige Kantenglättungsmethoden nicht mängelfrei, das zeigen kontrastbasierende Post-Processing-Filter wie FXAA oder das auf den Tiefenpuffer vertrauende Multisampling.

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Infamous First Light in 4K-UHD (Screenshot: Sony)

Auch die heutzutage gerne verwendeten temporalen Kantenglättungsmodi funktionieren nur eingeschränkt, weshalb Sony mit AMD zusammen den ID Buffer entwickelt hat. Der enthält alle Informationen von Objekten und liegt in der gleichen Auflösung wie der Depth- und der Stencil-Buffer vor. Somit sind die Koordinaten aller Dreiecke auch über mehrere Frames hinweg bekannt, was in neuen Render-Möglichkeiten mit Fokus auf 4K-UHD resultiert.

Das Wort Upscaling erwähnt Cerny übrigens nur kurz, als er erklärt, dass es genau das nicht sei. Lediglich wenn intern mit 1800p statt 2160p gerendert wird und die dedizierte Scaler-Hardware dieses Bild für die Ausgabe vorbereitet, erfolgt ein Upscaling auf 4K-UHD. Die eigentliche Vorgehensweise ist jedoch weitaus komplexer und wird dem Begriff daher nicht gerecht. Cerny erläuterte zwei Varianten: Geometry-Rendering und Checkerboard-Rendering.