Alors que les consoles de jeux vidéo ont enfin atteint l’ère du ray tracing, effectuer ces calculs graphiques en temps réel peut toujours être difficile sur le matériel grand public. Un jeu PS5 comme Gran Turismo 7par exemple ne peut gérer que les visuels ray-tracés dans les rediffusions grâce aux exigences de traitement.

Avec un brevet récemment déposé, cependant, l’ingénieur Sony Mark Cerny présente une méthode qui pourrait accélérer considérablement le processus de ray-tracing en déchargeant certains calculs du GPU vers du matériel d’unité de ray-tracing (RTU) spécialement conçu. Les grandes lignes du nouveau procédé de traçage de rayons sont présentées dans une demande de brevet intitulée « Système et méthode de traçage de rayons accéléré avec fonctionnement asynchrone et transformation de rayons ». La demande était publié dans l’Union européenne la semaine dernière après avoir été déposé en août dernier.

Dans la méthode de Cerny, le matériel RTU est spécialement conçu pour traverser efficacement ce que l’on appelle structures d’accélération dans un environnement 3D, en passant par un pile de volumes englobants pour identifier les points où un rayon lumineux virtuel se croise avec un objet. Ces intersections sont ensuite envoyées à un programme de nuanceur exécuté sur le GPU, qui détermine si l’objet est opaque (un « hit » pour l’algorithme de ray-tracing) ou transparent (c’est-à-dire que l’intersection peut être ignorée).

Dans le cas d’un hit, le GPU peut ensuite renvoyer cette information au RTU, qui peut « raccourcir le rayon, car il ne sert à rien de tester au-delà de l’emplacement de l’intersection du rayon avec [the opaque object]. » Cela permet d’économiser du temps de traitement qui serait gaspillé à calculer d’autres « hits » pour les objets qui sont obstrués par un objet plus proche.

Fondamentalement, ces fonctions RTU « peuvent être asynchrones par rapport au programme de nuanceur ». Cela signifie que le GPU peut remplir d’autres fonctions en attendant que le RTU renvoie toutes les intersections qu’il trouve entre les rayons lumineux et les objets du jeu.

La gestion de ces fonctions de base dans le RTU (qui « peut inclure des circuits matériels » spécialement conçus pour cette traversée) « peut entraîner une amélioration significative de la vitesse de traçage de rayons », indique le brevet, « car le programme de shader n’effectue que des tests de frappe. Il n’effectue pas de traversée de la structure d’accélération ou ne gère pas la pile correspondante.

Quand verrons-nous des résultats?

La publication d’un brevet comme celui-ci de Sony suggère que la société a pour objectif d’améliorer les performances du ray-tracing sur la PlayStation 5. Mais il n’est pas clair comment la méthode décrite dans ce brevet s’intégrerait au pipeline de ray-tracing actuel de la console, qui est construit sur l’architecture RDNA2 d’AMD.

Ce pipeline AMD utilise déjà des accélérateurs de rayons pour aider à calculer les intersections. Le pipeline, cependant, laisse la traversée coûteuse de la structure d’accélération (c’est-à-dire le déplacement à travers une série de « volumes englobants » dans l’espace 3D) au shader GPU. C’est contrairement aux cartes graphiques de Nvidia, qui gèrent essentiellement l’ensemble du pipeline de lancer de rayons sur des cœurs spécialisés.

En tant que tels, les cœurs de traçage de rayons de la PS5 peuvent ne pas être conçus pour gérer efficacement la traversée comme décrit dans ce brevet. Mais les futures refontes du processeur PS5 (à la la PS4 Pro) ou le futur matériel Sony pourrait utiliser une nouvelle architecture matérielle conçue pour tirer parti de cette méthode en instance de brevet.

Ou peut-être pas. Les entreprises déposent souvent des brevets pour des fonctionnalités qui ne deviennent jamais des produits de consommation pour une raison ou une autre. Dans ce cas, la méthode est tellement enfouie dans le matériel que les utilisateurs moyens pourraient même ne pas remarquer si / quand elle est implémentée. Pourtant, un aperçu de la façon dont une entreprise comme Sony cherche à améliorer l’efficacité de son pipeline graphique est intéressant.

Andrew Cunningham ont contribué au présent rapport.

Image de la liste par CD Projekt Rouge