IDF Spring 2004. Эра с приставкой «Тера», видеокарта в два центнера
АрхивВидеоИли куда все-таки Intel собирается девать процессорную мощность.
На последний день своего форума для разработчиков компания Intel обычно преберегает новости и объявления, связанные с телекоммуникациями, мобильными телефонами, а также свои мысли по поводу того, чем будет жить компьютерная отрасль в далеком-далеком будущем: через несколько лет, к примеру. Пропустив первое и второе, переходим сразу к десерту:
|
|
|
Pat Gelsinger. |
Старший вице-президент Патрик Гелсингер посетовал на то, что год за годом его донимают одним и тем же вопросом: зачем нужны такие быстрые процессоры и куда девать все возрастающую компьютерную мощность. Побывав на нескольких IDF’ах и несколько раз беседовав с Гелсингером с глазу на глаз, можем засвидетельствовать: с каждым годом он совершенствует свое мастерство в ответах на этот вопрос. На нынешнем Форуме, не дожидаясь, пока его спросят, Гелсингер сам нанес превентивный удар
|
|
|
«Мы дадим им «прикурить» от нашей процессорной мощности...» |
и на пленарном докладе изложил целую концепцию, убедительно показывающую, что сколько процессорной мощности не дай — все будет мало. Концепция была обозначена аббревиатурой RMS — по первым буквам слов Recognition, Mining и Synthesis — распознавание, раскопки (информационные) и синтез.
|
RMS — распознай, разберись, сделай. |
Общий тезис простой: чем быстрее процессор, тем больший объем данных он может обработать. А данных через наши органы чувств поступает куда больше, чем могут обработать современные процессоры — значит, последним есть куда стремиться. Тем более что им придется не только распознавать (Recognition), но и разбираться в распознанном (Mining). А затем создавать образы, близкие к реальности (Synthesis). Читать дальше >>>
Как раз к третьей букве концепции RMS и относилась эффектная демонстрация «будущего трехмерной графики», которое, по мнению Патрика Гелсингера, будет заключаться в трассировке лучей в реальном времени. В качестве демонстратора вместе с Гелсингером выступал Филипп Слусаллек (Philipp Slusallek), профессор компьютерной графики и один из основателей немецкой компании inTrace.
|
|
|
Philipp Slusallek демонстрировал на IDF'2004 преимущества Ray Tracing. |
На примере сияющих поверхностей автомобиля «Фольксваген-Жук» Филипп и Патрик показали, что используемая в современных видеокартах растеризация нехороша, ибо дает нереалистичную картинку: неверные отражения, плохие тени и т.д. Трассировка (ray tracing), в противовес растеризации, дает истинные отражения и тени, поскольку моделирует реальный ход световых лучей.
|
Чем плоха растеризация и хороша трассировка. |
Демонстрируя преимущества трассировки, Филипп крутил-вертел на экране трехмерную сцену с двумя фольксвагенами, прекрасно отражавшимися друг в друге.
|
|
|
Красная машина — resterizing, синяя — ray tracing |
Те, кто с трассировкой знаком, удивлялись на скорость обработки сцены, которая составляла от 5 до 10 кадров в секунду. Загадка разрешилась, когда Патрик и Филипп сдернули покрывало с «видеокарты» — двойной стойки с 23 двухпроцессорными серверами общей производительностью 400 гигафлоп, занимавшихся рендерингом трехмерного изображения. Для рендеринга полноэкранного изображения с приемлемым fps, отметил Филипп Слусалек, нужно никак не меньше терафлопа. Гелсингер торжествовал: «а вы говорите, зачем нужна процессорная мощность». А Филипп добавил, что эта система уже реально используется в автомобильных компаниях, ведутся переговоры с «Боингом» (кстати, компания Boeing также была представлена на этом IDF на одном из стендов в рамках экспозиции), но гораздо больший энтузиазм у его студентов вызывает портирование на нее Quake — уже есть ранняя бета-версия.
|
А видеокарта — вот она. |
Далее Патрик продемонстрировал график, на котором сравнивается производительность этих двух методов моделирования изображения в зависимости от сложности сцены — количества в ней треугольников на каждый кадр. По оси ординат отложена скорость просчета сцены в кадрах в секунду.
|
|
|
Преимущества ray tracing раскроются в скором будущем. |
Главным отличием между этими двумя методами моделирования является то, что при растеризации производительность экспоненциально падает с ростом сложности сцены, тогда как при рэйтрэйсинге зависимость куда менее драматическая — даже не обратнопропорциональная, а всего лишь логарифмическая. Это означает, что если при невысокой сложности сцен, характерной для большинства современных игр (менее одного миллиона треугольников на кадр), растеризация пока выгоднее, чем рэйтрэйсинг, то в скором будущем при возрастании степени детализации картинки и сложности сцен до нескольких миллионов треугольников растеризация принципиально перестанет справляться с обработкой задач в реальном времени и переход на рэйтрэйсинг станет неизбежной необходимостью.
Кроме того, программные расчеты методом Ray Tracing почти идеально масштабируются! Так, при использовании однопроцессорной машины (UP) Ray Tracing станет выгоднее растерицации при сценах порядка 5 млн. треугольников, для двухпроцессорных (DP) машин Ray Tracing выгоднее при >1,5 млн. треугольников на кадр, а четырехпроцессорная система работает ровно в четыре раза быстрее и уже на некоторых нынешних сценах демонстрирует свое превосходство. Этот график предсказывает почти полную смерть растеризации через несколько лет. Впрочем, Геслингер говорил в этот раз не только об этом, но и о необходимости смены всей архитектурной парадигмы вычислительных устройств.
