Microsoft เดินหน้าปรับปรุง DirectX ต่อเนื่อง ล่าสุดฟีเจอร์ใหม่อย่าง Shader Execution Reordering (SER) ใน Shader Model 6.9 ถูกทดสอบแล้วพบว่าช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างน่าทึ่ง โดยเฉพาะบนการ์ดจอ Intel Battlemage (B-series) ที่เฟรมเรตพุ่งขึ้นสูงสุดถึง 90% ในการทดสอบตัวอย่างของ Microsoft เอง
ฝั่ง NVIDIA RTX 4090 ก็ได้อานิสงส์เช่นกัน โดยเพิ่มขึ้นราว 40% ในสถานการณ์ทดสอบเดียวกัน แม้ตัวเลขนี้จะมาจากเดโมเชิงเทคนิค ไม่ใช่เกมจริงเต็มรูปแบบ แต่ก็สะท้อนว่าการจัดการงาน Ray Tracing กำลังถูกยกระดับอย่างมีนัยสำคัญ
SER คืออะไร ทำไมถึงสำคัญ
SER ย่อมาจาก Shader Execution Reordering เป็นฟีเจอร์ใน Shader Model 6.9 และจะกลายเป็นมาตรฐานใหม่ผ่าน Agility SDK 1.619
แนวคิดหลักของ SER คือการ “จัดลำดับใหม่” การประมวลผล Shader เพื่อให้ GPU ทำงานได้มีประสิทธิภาพขึ้น โดยเฉพาะในงาน Ray Tracing
ปัญหาเดิมของ Ray Tracing
เมื่อรังสี (ray) ยิงไปกระทบวัตถุหลายชิ้น และแต่ละชิ้นต้องใช้ Shader ต่างกัน
เธรดทั้งหมดในหนึ่ง warp ต้องรอกัน
บางเธรดทำงานเสร็จเร็ว แต่ต้องรอเธรดอื่น
เกิดช่วงเวลาว่าง (idle time) จำนวนมาก
ผลคือประสิทธิภาพตก ทั้งที่ฮาร์ดแวร์แรงพอ
SER แก้คอขวดตรงไหน
SER จะเก็บข้อมูลวัตถุที่ถูก ray กระทบไว้ก่อน จากนั้นจัดเรียงใหม่ตาม:
ความใกล้เคียงเชิงพื้นที่ (spatial location)
ความเหมือนของ Shader ที่ต้องใช้
เมื่อจัดกลุ่มวัตถุที่ใช้ Shader แบบเดียวกันมารันพร้อมกัน GPU จะประมวลผลได้ “coherent” มากขึ้น ลดการรอคอยของเธรด และเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม
Microsoft ระบุว่าการทำงานร่วมกันระหว่าง HitObject และ SER ช่วยเพิ่มความสอดคล้องของข้อมูลทั้งในขั้น hit และ miss ของ Ray Tracing ได้ดียิ่งขึ้น
ตัวเลข 90% มาจากไหน
Microsoft ทดสอบ SER ในตัวอย่างเรนเดอร์เฉพาะทาง (sample workload)
ผลที่ได้:
Intel Battlemage (B-series) เพิ่มเฟรมเรตสูงสุด 90%
NVIDIA RTX 4090 เพิ่มราว 40%
อย่างไรก็ตาม ตัวเลขเหล่านี้มาจากงานเดโม ไม่ใช่เกมจริงแบบเต็มรูปแบบ ดังนั้นในเกมจริงอาจเห็นการเพิ่มขึ้นน้อยกว่านี้
แต่แม้จะได้เพียงครึ่งหนึ่งของตัวเลขที่โชว์ ก็ถือว่าเป็นก้าวสำคัญของ Ray Tracing บน DirectX
NVIDIA มี SER มาก่อนแล้วหรือไม่
จริง ๆ แล้ว NVIDIA เคยใช้แนวคิด SER มาก่อนในงาน Path Tracing และ Ray Tracing Optimization บนสถาปัตยกรรม Ada Lovelace
สิ่งที่เปลี่ยนไปคือ ตอนนี้ Microsoft กำลังทำให้ SER กลายเป็นฟีเจอร์มาตรฐานผ่าน Shader Model 6.9 ซึ่งจะเปิดทางให้ผู้พัฒนาเกมใช้งานได้กว้างขึ้น
ใครจะได้ใช้ SER บ้าง
SER เป็นส่วนหนึ่งของ Shader Model 6.9 ซึ่งต้องใช้:
Agility SDK 1.619
ไดรเวอร์และฮาร์ดแวร์ที่รองรับ
จากข้อมูลที่มีแนวโน้มรองรับ ได้แก่:
NVIDIA Ada Lovelace และรุ่นใหม่กว่า
Intel Battlemage (Arc B-series)
ตอนนี้ยังไม่มีข้อมูลชัดเจนเรื่องข้อจำกัดฮาร์ดแวร์เพิ่มเติม
ทำไมเรื่องนี้สำคัญกับเกมเมอร์
เกมยุคใหม่ โดยเฉพาะที่ใช้:
Ray Tracing
Path Tracing
ฉากซับซ้อนหลายวัตถุ
ล้วนสร้างภาระหนักให้ GPU
หาก SER ช่วยลด idle time และเพิ่มความสอดคล้องของการประมวลผลได้จริง จะทำให้:
เฟรมเรตสูงขึ้น
การใช้พลังงานมีประสิทธิภาพขึ้น
ลดอาการเฟรมตกในฉากซับซ้อน
แม้จะไม่เห็น 90% ในเกมจริง แต่การเพิ่มขึ้น 15–30% ก็ถือว่าสำคัญมากสำหรับ Ray Tracing
บทสรุป: ก้าวใหม่ของ DirectX กับ Ray Tracing
Shader Execution Reordering หรือ SER คือหนึ่งในความพยายามของ Microsoft ในการแก้คอขวดของงาน Ray Tracing โดยตรง
ผลทดสอบเบื้องต้นที่เพิ่มเฟรมเรตสูงสุด 90% บน Intel Battlemage แสดงให้เห็นศักยภาพของแนวทางนี้ แม้ตัวเลขในเกมจริงอาจต่ำกว่านี้
เมื่อ SER กลายเป็นมาตรฐานใน Shader Model 6.9 และ Agility SDK 1.619 นักพัฒนาเกมจะมีเครื่องมือเพิ่มขึ้นในการดึงประสิทธิภาพ GPU ออกมาได้เต็มที่กว่าเดิม
สำหรับเกมเมอร์ นี่อาจเป็นอีกก้าวหนึ่งที่ทำให้ Ray Tracing ไม่ได้แลกมาด้วยเฟรมเรตที่ตกฮวบเหมือนในอดีตอีกต่อไป