CES: Imagination: ray tracing en démonstration

Publié le 22/01/2016 à 05:10 par
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Lors de la GDC 2014, Imagination avait annoncé la possibilité d'intégrer à ses GPU un module d'accélération matérielle du ray tracing, ce que nous avions expliqué en détails ici. A peu près deux ans plus tard, lors de ce CES, nous avons pu observer cette technologie en action… face à un GPU haut de gamme classique.

Pour rappel, Imagination est un fournisseur de technologie et de propriétés intellectuelles, dont les GPU sont par exemple massivement intégrés dans les SoC Apple. Et, à notre connaissance, jusqu'ici aucun de ses clients n'a opté pour l'ajout du module optionnel de ray tracing, développé suite au rachat de Caustic Graphics en 2010. Mais étant donné qu'on n'est jamais aussi bien servi que par soi-même, Imagination a décidé de faire fabriquer en petit volume son propre GPU, le PowerVR GR6500, histoire de disposer d'un kit de développement et de pouvoir présenter quelques démonstrations de sa technologie.


Le PowerVR GR6500, nom de code Wizard, est une variante du PowerVR Series 6 XT(Rogue) équipée du module de ray tracing. Il est cadencé à 600 MHz et intègre 4 clusters pour une puissance de calcul de 150 Gflops (et 300 Gflops en basse précision). Une configuration identique, en dehors du ray tracing, à celle du GPU de l'Apple A8 (iPhone 6) mais cadencée à une fréquence doublée. Imagination nous a précisé que ce PowerVR 6500 a été fabriqué en 28nm, mesure un peu plus de 100 mm² et consomme 4.5 W, nous sommes donc plus proche du monde mobile que de celui des gros PC de bureau.

En ce qui concerne le ray tracing, ce GR6500 est capable de lancer 300 millions de rayons par seconde qui pourront représenter jusqu'à 24 milliards de tests et 100 millions de triangles par seconde. Et le tout avec un rendement énergétique très élevé, les techniques de ray tracing intégrées permettant de regrouper intelligemment les calculs et les accès mémoire.


Pour montrer ce dont est capable sa technologie, Imagination a tout d'abord mis en place un rendu de type path tracing, interactif avec amélioration progressive de l'image comme c'est souvent le cas. Une même scène est alors rendue sur le GR6500 ainsi que sur une GTX 980 Ti sous Blender avec accélération CUDA. Il y a quelques petites différences au niveau de l'interprétation des matériaux mais Imagination précise que la charge est identique, même si elle a probablement été choisie de manière à montrer Wizard sous son meilleur jour.


Le rendu du GR6500 en haut, de la GTX 980 Ti en bas.

Le résultat est sans appel : le PowerVR GR6500 est 5x plus performant que la GTX 980 Ti (qui est un modèle EVGA overclocké) tout en consommant nettement moins. Le système équipé du GPU Power consomme ainsi 10x moins que celui équipé de la GeForce, un écart qui exploserait si nous n'observions que la consommation des GPU.

Un rendu interactif c'est bien, mais un rendu en temps réel c'est encore mieux. Pour cela, Imagination a travaillé avec Unity pour intégrer le support de sa technologie, que ce soit pour un rendu 100% à base de ray tracing, ou hybride qui utiliserait cette approche pour certains éléments tels que les ombres, les réflexions ou encore les transparences.

 
 

Deux autres démonstrations étaient ainsi présentées par Imagination. Sur la première, qui tourne sur un GR6500, la géométrie et l'éclairage sont dynamiques et mettent en avant les multiples niveaux de réflexions ainsi que des ombres aux contours parfaits, ce que la rastérisation classique ne parvient pas à obtenir, même en ayant recours à plusieurs niveaux de détails avec les cascaded shadow maps.

La seconde démonstration se contente d'une géométrie fixe mais plus complexe et y ajoute la prise en compte de la réfraction. Pour celle-ci, un système plus musclé a été mis en place avec pas moins de 4 cartes équipées du GPU PowerVR GR6500 qui travaillent de concert. Une configuration globale qui n'est pas si éloignée que ça de ce que l'on pourrait imaginer pour de futurs SoC fabriqués sur des process plus évolués et qui permet à cette démonstration de tourner avec un haut niveau de performances, plus de 30 fps et probablement 60 fps.


Imagination a fourni un kit de développement sur base de cette carte PCI Express équipée du GR6500 à une poignée de développeurs et envisage d'étendre ce programme à d'autres qui en feraient la demande. Car ses ambitions sont sérieuses dans le monde mobile mais pas uniquement.

Comme pour chaque génération de consoles, Imagination compte répondre aux différents appels d'offre de Microsoft, de Sony ou encore de Nintendo pour leurs futurs modèles. Et a bon espoir de convaincre l'un d'eux en jouant sur l'aspect "différenciation". Un argument qui pourrait faire mouche après que deux fabricants se soient retrouvés dans une position délicate suite à une technologie très proche sur la génération de consoles actuelles : en ayant fait le choix d'un GPU AMD similaire mais moins musclé que celui pour lequel a opté Sony, Microsoft a perdu toute possibilité de se démarquer sur le plan graphique.

Le pari d'Imagination est qu'au moins un fabricant de console opte pour un GPU PowerVR de mainère à éviter cette situation, et l'argument du ray tracing pourrait faire la différence. Encore faut-il que les développeurs soient d'accord de faire l'effort nécessaire pour son support, mais Imagination se veut rassurant sur ce point en expliquant qu'utiliser sa technologie demande moins de travail que l'optimisation du rendu des ombres sur les GPU classiques.

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