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Après un premier exemple de portage DirectX 12 avec Hitman, nous avons pu assister à une seconde session présentée par Remedy au sujet de Quantum Break dont le moteur Northlight est également passé à la nouvelle API de Microsoft. Une présentation qui pourrait être résumée par "tout ça pour ça"…

 

 

Bien que Quantum Break soit annoncé comme une exclusivité Windows et DirectX 12 sur PC, le moteur Northlight est une évolution du moteur maison introduit avec Alan Wake qui à sa base supporte bien DirectX 11. C'est cette base DirectX 11 qui a été portée vers DirectX 12 tout d'abord sur Xbox One, ce qui a représenté le plus gros du travail, et ensuite sous Windows 10. Remedy insiste bien sur le fait qu'il ne s'agit pas d'une réécriture complète et qu'il y a donc encore pas mal de marge pour mieux profiter de la nouvelle API.

S'il y a un point sur lequel Remedy a insisté c'est sur la difficulté que représente l'optimisation des performances au niveau du GPU avec DirectX 12. Parvenir à égaler les performances GPU obtenues sous DirectX 11 demande beaucoup de travail. Comme nous l'avons expliqué plusieurs fois, les drivers AMD et Nvidia bénéficient de plusieurs années d'optimisations et autres astuces dédiées à maximiser les performances GPU. Pas simple de faire de même pour les développeurs de jeux vidéo. Plutôt réaliste face à cette tâche, Remedy est ainsi plutôt satisfait d'avoir pu égaler les performances DirectX 11 pour les GPU Maxwell ainsi que pour les Radeon.

Concernant les performances CPU, la situation est totalement différente et DirectX 12 permet d'obtenir des gains assez facilement. Reste que tous les jeux ne sont pas limités par le surcoût des commandes de rendu. S'ils peuvent se contenter d'un nombre réduit pour ces dernières à travers une organisation efficace du rendu, il n'y a pas réellement de gain important à aller chercher. Pour Quantum Break, c'est ainsi un petit gain de 5 à 10% qui a été obtenu.

Un tel travail de développement pour si peu de bénéfices a de quoi soulever des questions, mais pour Remedy il s'agit d'une première expérience avec DirectX 12, d'une phase d'apprentissage nécessaire. Et d'un bon moyen pour Microsoft de pousser les joueurs à migrer vers Windows 10.

Vous pourrez retrouver l'intégralité de la présentation de Remedy ci-dessous :

 

 

Nvidia profite de la GDC pour lancer une évolution de son SDK GameWorks. Celui-ci passe en version 3.1 avec au menu 3 nouvelles techniques de rendu ainsi que 2 nouveaux modules de simulation PhysX.

Avec GameWorks 3.1, les effets d'ombres et de lumières sont à l'honneur et de nouveaux modules graphiques sont proposés par Nvidia en vue d'une intégration par les développeurs de jeux vidéo :

• Volumetric Lighting : une nouvelle technique d'éclairage volumétrique qui permet de représenter le passage de la lumière à travers l'atmosphère
• Hybrid Frustum Traced Shadows (HFTS) : évolution du Percentage-Closer Soft Shadows PCSS) qui permet une évolution naturelle des ombres dures vers les ombres douces
• Voxel Accelerated Ambiant Occlusion (VXAO) : nouvelle technique d'approximation de l'occultation ambiante pour apporter de la profondeur et du réalisme à la scène 3D

Nous vous donnerons plus de détails sur ces effets graphiques plus tard dans la semaine, Nvidia ayant posé un embargo qui prendra fin après les présentations techniques de ces effets à la GDC. A noter que le HFTS est déjà proposé dans The Division alors que le récent patch de Rise of the Tomb Raider vient d'y ajouter le support du VXAO en mode DirectX 11.

Du côté de PhysX, Nvidia propose deux nouveaux modules en versions betas. Tout d'abord PhysX-GRB, une implémentation plus avancée de la prise en charge des corps rigides. Cette approche hybride qui exploite CPU et GPU est annoncée comme capable d'améliorer les performances d'un facteur x6. Ensuite Nvidia propose Flow, un algorithme qui simule et traite le rendu des fluides combustibles tels que le feu et la fumée sans devoir les restreindre à un espace limité.

Parallèlement à l'annonce de ces nouveautés, Nvidia tient à réinsister sur le fait que le but premier de GameWorks est d'aider les développeurs à produire de meilleurs jeux et à proposer la meilleure expérience possible sur GeForce. Régulièrement critiqué sur ce point, GameWorks est également un outil stratégique important pour Nvidia, qui peut lui permettre de dégager un avantage compétitif.

Probablement pour apaiser ces critiques, mais sans doute suite à une demande des développeurs qui apprécient l'ouverture prônée par AMD avec GPUOpen, Nvidia change quelque peu son fusil d'épaule en allant vers plus d'ouverture pour ses modules GameWorks. Le code source de certains d'entre eux sera ainsi progressivement rendu disponible sur GitHub. Les modules Volumetric Lighting et Faceworks sont les premiers à être disponibles alors que HairWorks, HBAO+ et WaveWorks y seront proposés sous peu. Une évolution que l'on ne peut que saluer.

Lors de la première journée de GDC, la tradition veut qu'AMD et Nvidia s'associent pour organiser un ensemble de tutoriels à destination des développeurs. Cette année, comme vous pouvez vous en douter, ils portaient tous sur Direct3D 12 et quelques développeurs sont venus faire part de leur première expérience avec cette nouvelle API. C'est le cas d'IO Interactive qui nous a parlé d'Hitman, à travers Jonas Meyer, responsable du rendu du moteur Glacier.

 

 

Hitman et le moteur Glacier reposent sur un rendu de type Tile Deferred qui lui permet de prendre en charge un nombre très élevé de sources de lumière. Le principe consiste à subdiviser l'image en petits blocs, les light tiles, et à déterminer par quelles sources de lumière chacun d'entre eux est réellement affecté. Un tri qui évite le calcul prohibitif de chaque source de lumière pour chaque pixel.

IO Interactive a décidé de porter ce moteur sous Direct3D 12, mais pas d'en faire une réécriture complète. La base du moteur repose toujours sur Direct3D 11. L'objectif de ce portage était d'améliorer les performances d'une part du côté CPU et d'autre part du côté GPU à travers l'exploitation d'async compute (multi engine).

Mais les développeurs ont tout d'abord été particulièrement surpris par un autre point : le temps de travail requis pour mettre en place une gestion de la mémoire efficace pour éviter d'en gaspiller et pour assurer un code robuste. Avec les nouvelles API, ce n'est plus le pilote qui se charge automatiquement de tout cela et de nombreux problèmes peuvent se poser. Il est donc crucial de contrôler en permanence l'utilisation de la mémoire sans quoi c'est l'OS qui va prendre la main pour faire de la place sans ménagement, ce qui peut conduire à un plantage, notamment lorsque l'on passe d'une application à l'autre.

Les pilotes ont la possibilité de marquer certaines ressources comme prioritaires (par exemple les render targets), ce qui aide dans bien des cas, mais d'autres types de ressources peuvent être cruciales. Actuellement les développeurs n'ont aucun moyen de les marquer comme prioritaires et pour garantir la robustesse de leur code ils doivent donc s'assurer que l'utilisation globale de la mémoire reste dans les clous. Pouvoir spécifier manuellement quelles ressources sont prioritaires est une future évolution souhaitée par IO Interactive.

 

 

Une fois ces difficultés surmontées, les développeurs ont pu se concentrer sur l'aspect performances avec tout d'abord des gains significatifs au niveau du CPU. Du côté GPU, l'async compute a été implémenté de manière relativement basique avec la mise en parallèle du calcul du SSSAA (filtre d'antialiasing), du SSAO (occultation ambiante) et des light tiles. De quoi obtenir un gain de 5 à 10% sur les Radeon mais nul pour les GeForce. IO Interactive précise à ce sujet être en train de travailler avec Nvidia pour essayer d'améliorer cela.

Pour terminer, une comparaison des performances entre Direct3D 11 et 12 a été présentée pour deux GPU différents. Si IO Interactive ne précise pas de quel GPU il s'agit, il semble évident qu'il s'agit dans le premier cas d'un GPU Nvidia et dans le second cas d'un GPU AMD qui profite de gains bien plus importants.

 

 

Vous pourrez retrouver l'intégralité de la présentation d'IO Interactive ci-dessous :

 

 

Depuis la présentation de la Radeon R9 Fury X, AMD a fait part de son intention d'en proposer une version bi-GPU. Initialement prévue pour fin 2015, cette solution graphique ultra haut de gamme a été repoussée de quelques mois et est aujourd'hui officiellement lancée en tant que Radeon Pro Duo.

 

 

Après quelques mois de retard, AMD lance enfin la Fiji Gemini sous la référence Radeon Pro Duo. Comme son nom l'indique, il s'agit d'une Radeon mais qui vise avant tout un usage professionnel, particulièrement dans le cadre de la réalité virtuelle. Si les cartes graphiques bi-GPU ont traditionnellement permis à AMD et Nvidia de se battre pour la première place du podium, commercialement elles ne représentent qu'un minuscule marché auprès des joueurs. Leur intérêt n'est justifié que dans quelques situations bien précises et quand les jeux récents prennent correctement en charge le multi-GPU, ce qui n'a pas toujours été le cas au cours des 6 derniers mois.

AMD semble avoir bien compris ce problème de positionnement sur le marché et a décidé de réorienter presqu'exclusivement sa solution bi-GPU vers la réalité virtuelle. Un domaine qui a besoin de plus de performances et qui par nature permet de profiter correctement du bi-GPU puisqu'une image doit être rendue pour chaque oeil. La Radeon Pro Duo, qui supporte bien entendu Liquid VR, est ainsi présentée comme étant la solution ultime pour créer et visionner du contenu de type VR. De ce fait il s'agit de la première solution à recevoir la certification AMD VR Ready Creator.

C'est également la solution exclusive retenue par Crytek pour équiper les labos VR First qui seront progressivement installés dans différents établissement éducatifs à commencer par l'université de Bahçesehir d'Istanbul. Ces labos sont en quelque sorte de mini incubateurs destinés à faire émerger talents et vocations face au potentiel de la réalité virtuelle. Ils profiteront bien entendu d'un accès complet au CryENGINE et à LiquidVR.

Avec la Radeon Pro Duo, AMD semble n'avoir fait aucun compromis sur les performances avec 16 Tflops au compteur et à priori une limite de consommation très élevée. Le premier PCB bi-Fiji qui avait été présenté était alimenté par 2 connecteurs 8 broches et il était alors logique de supposer que sa configuration serait de type bi Radeon R9 Nano, soit avec une limite de consommation très stricte de +/- 375W.

 

 

Pour cette Radeon Pro Duo, AMD exploite cependant un PCB différent avec pas moins de 3 connecteurs 8 broches, de quoi autoriser jusqu'à 525W. Nous ne savons cependant pas quelle est la limite de consommation réelle de la carte. Pour refroidir la bête, AMD reste sur une solution de watercooling personnalisée avec un design proche de celui de la R9 Fury X mais étendu au bi-GPU. Le radiateur reste au même format mais est nettement plus épais.

La Radeon Pro Duo est annoncée pour le début du printemps à un tarif de 1500$ soit environ 1650€ en Europe.

AMD est le premier à dégainer ses annonces à la Game Developer Conference (GDC) de San Francisco et parmi celles-ci, une roadmap de ses futures architectures GPU. Polaris sera suivi par Vega et Navi.

S'il y a un point sur lequel AMD ne manque jamais une occasion de revenir, c'est le besoin futur de toujours plus de puissance au niveau du sous-système graphique. Selon AMD, nous sommes au début de l'ère de l'immersion qui avec la réalité virtuelle va faire exploser les besoins en termes de résolution et donc de débit de pixels.

 

 

AMD estime que la VR a besoin d'une résolution de 16Kx16K avec un taux de rafraîchissement très élevé. Et ce n'est qu'un début, pour atteindre ce qui est appelé un sentiment de présence total en réalité virtuelle, il faudrait combiner la puissance d'un million de GPU actuels.

AMD compte s'attaquer à ce problème avec ses futures génération de GPU, à commencer par Polaris, attendu à partir de cet été et qui va permettre un bond important en termes d'efficacité énergétique. Mais la suite ne va pas tarder… avec l'arrivée de la génération Vega dès début 2017 ! Pour cette génération AMD parle de mémoire HBM2, ce qui nous laisse sérieusement penser qu'il n'y aurait pas de gros GPU dans la famille Polaris de cette année et que le successeur de Fiji serait en fait issu de la génération Vega.

Début 2018 c'est l'architecture Navi qui sera introduite, probablement la dernière itération basée sur le process 14nm. Pour celle-ci, AMD met en avant l'utilisation d'une nouvelle génération de mémoire ainsi que l'aspect scalability qui représente peut-être une nouvelle interconnexion.

Reste que pour atteindre ces objectifs en terme d'immersion, cette évolution des GPU est cruciale mais ne sera pas suffisante, que ce soit techniquement ou commercialement. Un travail important sera également à faire au niveau des moteurs graphiques pour calculer tous ces pixels plus efficacement, ce qui demandera une coopération de l'ensemble de l'industrie.