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AMD drängt auf bessere Shader in Spielen mit neuem GPU-Chiplet-Patent

AMD hat kürzlich ein Patent zur Verteilung der Displaylast auf mehrere GPU-Chips veröffentlicht. Die Spielszene wird in einzelne Blöcke aufgeteilt und auf Holztafeln verteilt, um die Verwendung von Schattierungen in Spielen zu verbessern. Dazu wird ein zweischichtiger Folienbehälter verwendet.

AMD hat ein Patent zur Implementierung von GPU-Chiplets veröffentlicht, um die Shader-Technologie besser zu nutzen

Ein neues von AMD erteiltes Patent gibt weitere Einblicke in die Pläne des Unternehmens für GPU- und CPU-Technologie der nächsten Generation in den kommenden Jahren. Ende Juni wurde bekannt gegeben, dass 54 Patentanmeldungen zur Veröffentlichung eingereicht wurden. Welches der mehr als fünfzig veröffentlichten Patente in AMDs Plänen Verwendung finden wird, ist nicht bekannt. Die in den Patenten diskutierten Anwendungen verdeutlichen die Vorgehensweise des Unternehmens in den kommenden Jahren.

Eine vom Community-Mitglied @ETI1120 auf der Computer Based Patent-Website mit der Nummer US20220207827 notierte Anwendung diskutiert kritische Bilddaten in zwei Phasen, um eine große Menge an Displays von einer GPU effizient über mehrere Chips zu leiten. Diese CPU wurde erstmals Ende letzten Jahres beim US-Patentamt eingereicht.

Wenn Bilddaten auf der Standard-GPU gerastert werden, führt die Shader-Einheit, auch ALU genannt, eine ähnliche Aufgabe aus und weist einzelnen Pixeln einen Farbnamen zu. Umgekehrt werden die in dem ausgewählten Pixel in einer gegebenen Spielszene gefundenen texturierten Polygone direkt auf das Pixel abgebildet. Letztendlich behält die formulierte Aufgabe atypische Prinzipien bei und unterscheidet sich nur durch andere Texturen, die sich in anderen Pixeln befinden. Diese Methode wird SIMD oder Single Instruction Multiple Data genannt.

Für die meisten aktuellen Spiele sind Shader nicht die einzige Aufgabe, die die GPU hervorgebracht hat. Stattdessen werden nach der anfänglichen Schattierung viele Nachbearbeitungselemente hinzugefügt. Zu den Aktionen, die die GPU hinzufügt, gehört das Verhindern von Anti-Aliasing, Vignettierung und Blockierung in der Spielumgebung. Raytracing erscheint jedoch zusammen mit Schattierung, wodurch eine neue Berechnungsmethode entsteht.

Wenn wir über die GPU sprechen, die die Grafik in heutigen Spielen antreibt, wächst die vom Computer erzeugte Last exponentiell auf Tausende von Recheneinheiten an.

Für GPU-Spiele beträgt diese Rechenlast idealerweise mehrere tausend Compute Units. Dies unterscheidet sich von CPUs darin, dass Anwendungen speziell geschrieben werden müssen, um mehr Kerne hinzuzufügen. Der CPU-Scheduler erstellt diese Aktion und teilt die Arbeit von der GPU in besser verwaltbare Aufgaben auf, die von Verarbeitungseinheiten verarbeitet werden, was auch als Clustering bezeichnet wird. Das Spielbild wird gerendert und dann in einzelne Blöcke aufgeteilt, die eine bestimmte Anzahl von Pixeln enthalten. Der Block wird von einem GPU-Unterblock berechnet, wo er synchronisiert und generiert wird. Nach diesem Vorgang werden die zu zählenden Pixel zu einem Block zusammengefasst, bis schließlich der Subblock der Grafikkarte verwendet wird. Es werden Überlegungen zum Schattieren von Rechenleistung, Speicherbandbreite und Cache-Größen angestellt.

Quelle: AMD über ComputerBase

AMD erklärt in dem Patent, dass Split-and-Connect eine breite und vollständige Datenkonnektivität zwischen allen GPU-Elementen erfordert, was ein Problem schafft. Datenverbindungen, die nicht in der Vorlage enthalten sind, haben eine große Latenz, die den Prozess verlangsamt.

CPUs haben diesen Übergang zu Chiplets mühelos vollzogen, da sie Arbeit zwischen mehreren Kernen verteilen können, was sie für Chiplets sehr zugänglich macht. GPUs bieten nicht die gleiche Flexibilität, die sie mit einem Dual-Core-Präprozessor vergleichbar macht.

Quelle: AMD über ComputerBase

AMD erkennt die Notwendigkeit und versucht, Antworten auf diese Probleme zu geben, indem es die Rasterisierungspipeline ändert und Aufgaben zwischen mehreren GPUs wie einer CPU verteilt. Dies erfordert eine fortschrittliche Binning-Technologie, die von der Firma Binning Binning, auch bekannt als Binning Binning, angeboten wird.

Beim Superstitching wird die Trennung in zwei getrennten Phasen verarbeitet, anstatt direkt in Pixel-für-Pixel-Blöcken verarbeitet zu werden. Der erste Schritt besteht darin, die Gleichung zu berechnen, eine 3D-Umgebung zu nehmen und aus dem Original ein 2D-Bild zu erstellen. Die Phase wird als Top-Shader bezeichnet und wird vor der Rasterung abgeschlossen, und der Prozess ist auf dem ersten GPU-Chip sehr klein. Sobald die Spielszene fertig ist, beginnt sie zu verblassen und sich zu Getrieben und Verarbeitung in einem einzigen GPU-Chip zu entwickeln. Routineaufgaben wie Bohren und Nachbearbeitung können dann beginnen.

Es ist nicht bekannt, wann AMD beabsichtigt, dieses neue Verfahren zu verwenden, oder ob es zugelassen wird. Es gibt uns jedoch einen Einblick in die Zukunft einer effizienteren GPU-Verarbeitung.

Nachrichtenquellen: Computer Base und Free Patents Online