Akce AMD GPU14: tři velké technologické novinky pro počítačové hry

0

Jak již víte nějakou dobu, včera (25. září/septembra) pořádalo AMD poměrně honosnou akci pro novináře (vznešenou elfštinou marketingového oddělení „event“; škaredě řečeno tiskovou konferenci) na havajském souostroví. Dle původních informací se mělo jednat o jakousi technologickou demonstraci nového GPU nazvaného ostatně Hawaii. Nakonec se však přednášelo hlavně o něčem úplně jiném – a naštěstí mnohem zajímavějším.

Přiznám se, že jsem měl z počátku trochu pocit, že velkorysost akce pořádané v tichomoří bude spíše v nepřímé úměře k významu toho, co AMD předvede. Vzhledem k tomu, že nové GPU Hawaii stále používá architekturu GCN a není tedy zas tak radikálně nové, to prostě vypadalo, že nic moc zajímavého z AMD nevypadne. V tom jsem se ale zmýlil, firma předvedla docela překvapivé novinky, a tak celé ty manévry s migrací novinářů do dalekých krajů zřejmě dávaly smysl.

Radeon R9 290X (zdroj: Bright Side Of News*)

Samotné nově oznámené grafiky nic moc zajímavého nepřinesly. Ostatně ani o těch staronových a přeznačených, ani o těch skutečně nových, založených na GPU Hawaii, mnoho slov nepadlo. AMD je vlastně odbyla během několika minut na začátku prezentace a ani se příliš neobtěžovala s detaily. O tom, co bude tvořit sestavu grafických karet Radeon generace Volcanic Islands, si můžete přečíst zvlášť v této aktualitě. Záhy se ukázalo, že těžištěm celé předváděčky nebudou GPU jako taková, nýbrž tři nové technologie, které na nich AMD vystavělo.

AMD TrueAudio (AMD GPU14)
AMD TrueAudio (AMD GPU14)

AMD True Audio – aneb zvuk na grafické kartě

Když akce GPU14 po delším zpoždění způsobeným technickými problémy začala, leckdo si asi povšiml, že AMD z nějakého důvodu klade vedle obligátního obrazu důraz také na zvuk. Úvodní video podtrhlo, že obraz beze zvuku (a naopak) prostě není kompletním prožitkem. Vzápětí se ukázalo proč: AMD vstupuje do oblasti zpracování digitálního zvuku. Pro výrobce grafických karet jde o poměrně nečekaný krok, vše ale dává smysl, pokud si pod Radeony představíme ne jen grafické, ale také zejména herní akcelerátory. Produkci bohatého a realistického zvuku ve hrách chce firma umožnit pomocí své technologie TrueAudio (či celým názvem AMD TrueAudio Technology).

TrueAudio bude jednoduše řečeno technologií pro akceleraci zvuku ve hrách. Má umožnit rychlý běh nejrůznějších efektů v počítačových hrách, a to plně programovatelně – nad TrueAudio tak bude možné napsat celou řádku různých efektů či technik, podle konkrétní potřeby. Grafický viceprezident AMD Raja Koduri (nedávno ho AMD ulovilo z Applu) ji přirovnal k tomu, jak se postupně zvětšoval rozsah toho, co dokáží GPU: nejprve měla fixní pipeline, poté programovatelné shadery, a nyní zvládají obecné výpočty. True Audio přináší kompletně programovatelné výpočty se zvukovými daty, to vše akcelerované pomocí GPU.

AMD TrueAudio (AMD GPU14)
AMD TrueAudio (AMD GPU14)

Ačkoliv bychom čekali, že TrueAudio bude implementováno přímo na stream procesorech, tedy jako úloha typu GPGPU (přes OpenCL), není tomu tak. Dle serveru PC Perspective prý AMD do nového čipu Hawaii pro tyto účely zahrnulo speciální DSP, které bude pro zvukové operace vyhrazeno a tedy nebude nijak užírat z grafického výkonu. Díky specializaci také asi bude efektivnější. TrueAudio tak ale bude podporováno jen na kartách tímto obvodem obdařených – oficiálně se jedná o modely Radeon R9 290 a R9 290X založené na čipu Hawaii, zatímco starší Radeony (nebo nové, vzniklé přeznačením starších GPU) mají smůlu. Technologie také přirozeně nebude dostupná na kartách GeForce – poslouží tedy i jako exkluzivní „lákadlo“ ke koupi karet od AMD.

Zajímavé je, že AMD oznámilo podporu také u karty Radeon R7 260X. Nevíme přesně, na jakém GPU je založena (silně ořezané Hawaii to asi nebude), teoreticky by to však mohl být čip Bonaire. Je z již uvedených GPU od AMD nejmladší, a snad by tedy ono DSP již mohl obsahovat, jen pro něj doposud neměl softwarovou podporu. To je však jen dohad, k rozřešení této záhady si bude třeba počkat na další informace.

 

Cílem je pochopitelně ulehčit práci procesoru, který je v herním programu často úzkým hrdlem – a zároveň jeho kapacita limituje to, co autor hry může se zvukem provádět. TrueAudio počítané na GPU by tedy mělo umožnit mnohem kvalitnější efekty, jako jsou různé odrazy a ozvěny s programovatelným charakterem, a mixování mnohem více zvukových kanálů ve scéně (v přednášce se hovořilo až o stovkách). A přirozeně také prostorovější prožitek z výsledného zvuku. To je umožněno integrací s grafickým enginem hry – data o pozicích zdrojů zvuku jsou přímo k dispozici, a mixování díky tomu může být mnohem věrnější. Nicméně po zpracování na grafické kartě jsou jinak zvuková data zcela normálně předána audio adaptéru, takže se nemusíte bát, že byste museli sluchátka či reproduktory připojovat ke grafice.

Co TrueAudio dokáže, ukazovalo AMD (s technologickými partnery) na mixování prostorového audia a simulaci směrů zvuku. Scéna, obsahující mnoho rlzných zdrojů byla nejprve přepočítávána na reproduktorové rozložení typu 7.1 a poté i do sterea (pro případ, že hráč preferuje sluchátka). Výsledky byly podle reakcí novinářů velmi realistické, a to včetně dobrého nasimulování elevace. To znamená, že se dařilo vytvářet iluzi, že zvuk přichází z prostoru nad či pod úrovní reproduktorů či sluchátek. A to prý dokonce i při výstupu na stereo, což by bylo velmi dobrým výsledkem.

AMD TrueAudio (AMD GPU14)
AMD TrueAudio (AMD GPU14)

Tyto efekty budou vývojáři her moci použít pomocí knihoven a enginů (či modulů pro existující software), které budou dodávat různé firmy. Ono prostorové mixování například bude nabízet firma GenAudio v softwaru AstoundSound (jejím dílem byla také prezentace na GPU14). Kromě platformy PC snad bude konkrétně AstoundSound dostupný i na konzolích Playstation 4 a Xbox One, které tak možná jsou s TrueAudio kompatibilní (což ale potvrzeno nebylo).

Proč AMD (a spřízněné firmy) nadělají kolem audia tolik tanečků? Pokročilý a detailní zvuk má totiž být tím, co hrám dodá pravou věrohodnsot. Bez realistického zvuku by dle AMD i hra s dokonalou grafikou nebyla kompletní; neposkytne iluzi „ponoření“ do herního světa. Právě dosažení tohoto ponoření má prý být další velkou metou herního průmyslu. Zvuk také nepochybně nabude na důležitosti, pokud nahradíte obrazovku například helmou/brýlemi pro virtuální realitu.

AMD TrueAudio (AMD GPU14)
AMD TrueAudio (AMD GPU14)

Vnímání zvuku hraje bezesporu závažnou roli. V přednášce zaznělo, že věrnější zvuk (s realistickou simulací polohy zdroje) by měl dát hráčům také větší možnosti. Například proto, že na zvuky člověk reaguje rychleji a pohotověji. Představte si třeba situace, kdy se něco nečekaného přihodí mimo vaše zorné pole či za vašimi zády – věrná simulace směru a charakteru zvuku v takovém případě zcela změní prožitek a vaši schopnost zareagovat.

TrueAudio má mít podporu v připravovaných hrách Lichdom, Star Citizen (dílo Chrise Robertse, autora série Wing Commander), Sonic All Stars Racing Transformed, Murdered: Souls Suspect, Thief a zřejmě i dalších.

Zdroje: AMD, Anandtech (1, 2), PC Perspective Live!

AMD True Audio – aneb zvuk na grafické kartě

Pro pohodlné: AMD Gaming Evolved App

Další novinka není natolik technická ani převratná, má spíše utilitární charakter. O tom, že AMD chystá obdobu programu GeForce Experience, který za vás automaticky nastaví parametry grafiky a detailů ve hrách pro optimální výkon, jste se již u nás mohli dočíst. A právě takto zaměřenou službu firma na Havaji také prezentovala. Zde tedy překvapeni nejsme, maximálně snad tím, jak rychle od první zmínky AMD tuto technologii zveřejňuje.

Stejně jako GeForce Experience má tato iniciativa hraní na PC přiblížit „bezstarostnému“ komfortu při používání konzolí, kde nikdy nemusíte laborovat s různými nastveními ve hře i v ovladačích grafické karty, abyste tu kterou hru přiměli k běhu s rozumnou hodnotou snímků za sekundu. V podání AMD bude tuto úlohu mít program Gaming Evolved App (což je docela inteligentní název – sousloví Gaming Evolved již firma v propagaci využívá delší dobu a významově sedí). Nejde ale o něco, co by AMD vytvořilo samo – na jejím vývoji spolupracuje se službou Raptr, na jejíž webu již dokonce můžete stahovat beta verzi.

Gaming Evolved App (AMD GPU14)
Gaming Evolved App (AMD GPU14) 

V současnosti je údajně službou podporováno prvních více jak dvacet her (například Skyrim, World of Tanks, League of Legends, Diablo 3 a mnohé tituly přítomné v balíku Never Settle Forever). Časem má pochopitelně počet her, které budou v systému podchyceny, ještě růst.

Gaming Evolved App (AMD GPU14)
Gaming Evolved App (AMD GPU14)

Gaming Evolved App má fungovat na základě zaznamenávání výkonu při hraní a analýze získaných dat (dosahovaných snímků za sekundu). Tyto údaje jsou přeposlány na centrální servery služby, kde je systém zanalyzuje a navrhne pak na jejich základě optimální nastavení konkrétního titulu pro vaši sestavu. Ty pak budete moci jednoduše aktivovat v programu Gaming Evolved App (stejně jako u GeForce Experience). Pro zapálené nadšence a hráče, kteří rádi vše upraví dle vlastních preferencí, se nic nemění, možnost ručního ladění jim pochopitelně zůstává. Pro netrpělivé či méně zdatné hráče však takovéto „automatické“ nastavení asi bude vítaným ulehčením.

 

Vedle výkonu vašeho vlastního stroje má zřejmě být použita metoda „crowd-sourcingu“. Do analýzy budou zahrnuty i data počítačů dalších uživatelů s podobnou konfigurací (či snad i nastavení, která si zvolili sami ručně – detaily se asi dozvíme časem). To by snad mělo přesnost či kvalitu doporučených nastavení zlepšit, snad by se také měla časem pozitivně vyvíjet. Jak dobře bude vše fungovat v praxi, to se pochopitelně teprve uvidí.

Zdroj: AMD, Anandtech, PC Perspective Live!

Mantle: blíž k železu, více výkonu

Poslední věc, kterou AMD představilo (po jablečném způsobu až v samém závěru přednášky), je novinka, která bude pro ty z vás se slabostí pro počítačové hry asi nejzajímavější. Bylo totiž oznámeno zcela nové API pro vykreslování pro vykreslování 3D grafiky, speciálně uzpůsobené pro GPU Radeon a pojmenované Mantle. Nejde o maličkost – toto rozhraní není ničím jiným, než náhradou (lépe řečeno alternativou) celého modelu vykreslování pomocí DirectX či případně OpenGL. Na rozdíl od obou ale půjde o nízkoúrovňové rozhraní, mnohem lépe uzpůsobené na míru hardwaru, díky čemuž bude moci lépe využít jeho potenciálu a vytěžit z něj vyšší výkon.

Ti z vás, kdo pamatují éru 3dfx, budou vědět, že tato firma razila pro své grafické akcelerátory Voodoo vlastní programovací rozhraní Glide. Ačkoliv časem svůj boj firma prohrála a standardem pro akcelerovanou grafiku se stalo DirectX (a OpenGL), Glide kartám Voodoo dlouho pomáhalo díky tomu, že bylo přizpůsobené jejich architektuře a výkon nad ním tak byl vyšší, než u více abstrahujících API jako bylo DirectX. Problém byl jediný: Glide fungovalo pochopitelně jen s kartami od 3dfx. Pro firmu to byla i výhoda – dokud byla podpora vývojářů na vysoké úrovni (často lepší než u obecného DirectX), měli hráči dobrý důvod místo konkurence kupovat karty Voodoo.

Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)
Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)

API Mantle bude asi velmi podobnou záležitostí – také nízkoúrovňové a zaměřené na to, aby se z GPU vymáčkl maximální výkon. Zcela logicky bude také fungovat jen s hardwarem od AMD – prostě kvůli specifičnosti architektury (a pozor, lze čekat také, že poběží jen na některém specificky podporovaném hardwaru, například jen na GCN, k tomu ale zatím víc nevíme). To znamená, že pro vývojáře her bude podpora vykreslování přes Mantle prací navíc; pokud ji ale odvedou, bude mít v dané hře AMD výkonnostní výhodu oproti Nvidii a Intelu.

 

Mantle není tak úplně projekt z dílny AMD. Pracuje na něm v rámci herního enginu Frostbite 3 společnost Dice (pokud jste zvědaví, zda se novinka ukáže v Battlefieldu 4, čtěte dále). To ale také znamená, že již v tuto chvíli má AMD zajištěnu určitou podporu ze stany vývojářů, kteří si od Dice tento engine licencují. Infrastrukturu pro Mantle jim totiž poskytne přímo engine, což eliminuje většinu práce. Díky tomu asi nehrozí, že by technologie hned zkraje zašla na naprostý nezájem herních studií.

Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)
Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)

Každopádně, základním cílem projektu Mantle je dostat z daného GPU více výkonu, než umí OpenGL nebo DirectX. Možnosti PC se tak v jistém smyslu přiblíží herním konzolím, pro které je také možno programovat s menší mírou abstrakce a více na tělo, a docílit tak lepšího využití možností GPU a CPU. Takový programovací model částečně eliminuje slabší hardware, kterým konzole ve srovnání s highendovými herním PC disponují; nyní snad budou moci podobný „bonus“ dostat i karty Radeon. Vedle vyššího výkonu je ale takto také otevřena cesta pro nové funkce, které DirectX nemá, ale GPU by je dokázalo.

Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)
Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)

Výkonnostní zisky se asi budou různit případ od případu. Velký pokrok by prý mohl nastat u vytížení CPU, které jinak grafickou kartu často brzdí. Zatížení procesoru by se mělo snížit díky tomu, že už nebude třeba tolik „překládat“ vysokoúrovňový kód do specifického jazyka konkrétního GPU. Pokud hra běží přes Mantle, lze za sekundu údajně zpracovat i devětkrát více příkazů, než pokud by se vykreslovalo přes vysokoúrovňové API jako je OpenGL nebo DirectX. Tolik tedy alespoň sliby – je jasné, že v průměru budou přínosy skromnější, a také zřejmě zabere nějaký čas, než se programátoři naučí možností Mantle řádně využít.

Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)
Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14) 

Co je na Mantle také potenciálně zajímavého: toto API bude multiplatformní. Na rozdíl od DirectX přes něj bude možno renderovat například i na Linuxu či Mac OS X. Ovšem s tím, že podpora alternativních platforem asi přijde až později a pro začátek bude pochopitelně určeno pro Windows. Vzhledem k tomu, že architektura GCN je jak v Xboxu One, tak v Playstation 4, bude ale možná hlavním účelem této přenositelnosti použití v konzolích. Jinak jeho multiplatformnost totiž zase poněkud kazí závislost na grafikách AMD. Vývojáři her určených pro Windows či jiné „neregulované“ platformy totiž musí počítat také s grafikami Intel a Nvidia, takže stejně budou muset ve hře implementovat i vykreslování přes DirectX nebo případně OpenGL.

První ochutnávku Mantlu dostanete prostřednictvím hry Battlefield 4, která využívá prakticky všechny specifické technologie, které AMD tlačí. Port na API Mantle nebude k dispozici hned, hra nejprve vyjde ve verzi, která bude vykreslovat jen přes DirectX 11.1. Podpora Mantle bude přidána až později (zřejmě formou aktualizace) – momentálně je datum uvedení této funkce stanoveno na letošní prosinec (december). Další detaily o Mantle se ale máme dozvědět už na konferenci AMD Developer Summit 11. – 14. listopadu tohoto roku. Na té by ostatně AMD mohlo dát vědět víc i o technologii TrueAudio.

Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)
Nízkoúrovňové grafické API Mantle (AMD GPU14)

Zdroje: AMD, Anandtech, PC Perspective Live!

Akce AMD GPU14: tři velké technologické novinky pro počítačové hry

Ohodnoťte tento článek!