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DirectX 12 ermöglicht gemischte Multi-GPU-Systeme mit AMD- und Nvidia-Karten

Von , Niels Broekhuijsen - Quelle: Tom's Hardware US | B 2 kommentare

Offenbar stellt Microsoft bei der kommenden DirectX-API den Rendering-Modus um, sodass jede einzelne Grafikkarte mit einer für sich stehenden Aufgabe bedacht werden kann.

Die ersten Gerüchte rund um DirectX 12 kamen bereits 2013 auf - und zwar nachdem AMD seine Mantle-API vorgestellt hatte, mit der Spieleentwickler einen direkteren Zugriff auf die GPU bekommen und manch einer schon das Ende der Microsoft-Schnittstelle heraufziehen sah. Doch die Redmonder blieben am Ball und werden mit der kommenden Version der API einen ähnlichen Weg einschlagen.

Dabei können sich Entwickler nicht nur auf einen direkteren Hardware-Zugriff für die Anpassung ihrer Games freuen, vielmehr könnte Direct X12 noch eine weitere interessante Neuerung enthalten, wie unseren amerikanischen Kollegen gesteckt wurde: Die API soll auch dann mit mehreren Grafikchips in einem System umgehen können, wenn diese von verschiedenen Herstellern stammen.

Offenbar werden sämtliche verfügbaren Grafikressourcen eines Rechners "in einen Topf geworfen" und es schließlich dem Entwickler überlassen, wie der Workload aufgeteilt werden soll. Die einzelnen Aufgaben können also auch auf einzelne Komponenten verteilt werden.

Zudem verzichtet Microsoft künftig darauf, dass die Bildspeicher, die Teil des Grafikspeichers sind, gespiegelt werden müssen. Dies war bisher notwendig, wenn zwei Grafikchips zusammenarbeiten sollten und jeweils ein Bild abwechselnd von einer GPU im Alternate-Frame-Rendering (AFR) berechnet werden sollte. Sowohl Geometrie- als auch Textur-Daten mussten entsprechend in beiden Speichern vorgehalten werden, sodass bei einem Setup mit zwei Grafikkarten, die jeweils einen vier Gigabyte großen Grafikspeicher mitbringen, im Verbund trotzdem nur vier Gigabyte zur Verfügung stehen udn nicht acht.

Vom Alternate Frame Rendering zum Split Frame Rendering

DirectX 12 wird diesen 4 + 4 = 4 Ansatz verwerfen und auf einen neuen SFR-Modus (Split Frame Rendering) setzen. Die jeweiligen Geometrie- und Textur-Daten werden automatisch - oder auch manuell durch den Entwickler - auf die einzelnen GPUs verteilt, wobei jede einzelne die Berechnungen für einen bestimmten Teil des Bildschirms übernimmt. Das bedeutet gleichzeitig, dass die Aufteilung des Bildschirms mit der Anzahl der zur Verfügung stehenden Grafikchips steigt. Dabei interpretiert die Microsoft-API mehrere Grafikeinheiten als eine - allerdings deutlich leistungsstärkere - Grafikkarte.

Mit diesem Schritt sollen Latenzen deutlich reduziert werden, denn mit dem bisherigen AFR-Modus werden für eine flüssige Darstellung stets eine gewisse Anzahl von Frames vorgehalten, sodass das Bild auf dem Monitor etwa vier bis fünf Frames nach der eigentlichen Eingabe des Nutzer gezeigt wird. Auf diese Weise sind zwar höhere Frameraten möglich, das ändert aber nichts an einer gewissen Trägheit, die durch die Latenzen verursacht wird.

Im SFR-Modus wird das Bild dagegen direkt angezeigt, zumindest wenn die einzeln berechneten Bildteile vollständig sind. Die Framerate soll von den frei gewordenen (Speicher-)Ressourcen profitieren.

Allerdings haben die neuen Möglichkeiten ihre Grenzen, denn auch hier besteht ein Unterschied zwischen Theorie und Praxis. So müssen nach wie vor Teile der Geometrie- als auch Textur-Daten in den Grafikspeichern jedes Grafkchips vorgehalten werden; weitere Einschränkungen bleiben abzuwarten.

Das Split Frame Rendering ist schließlich keine neue Erfindung ist, sondern war bereits in den 1990ern Teil vieler Game-Engines und kann aktuell beispielsweise bei Civilization: Beyond Earth optional genutzt werden. Etwa dann, wenn eine Radeon-Grafikkarte genutzt wird - denn auch AMDs Mantle API unterstützt SFR. Das Verfahren wird darüber hinaus in der Filmindustrie, in der Fotografie sowie von 3D-Programmen genutzt.

Multi-GPU-Systeme aus AMD- und Nvidia-Grafikarten

Mit dieser neuen Form der Verteilung der Grafiklast soll DirectX 12 auch GPU-Kombination aus verschiedenen Grafik-Architekturen unterstützen. So kann etwa eine Nvidia-Geforce- zusammen mit einer AMD-Radeon-Grafikkarte verwendet werden, um das gleiche Spiel, sogar das gleiche Bild zu rendern.

Solche Setups könnten zudem die technologischen Eigenheiten der jeweiligen Karte in einem System verfügbar machen: Der Nutzer kann sowohl auf Nvidias GeForce-Experience-Software und 3D Vision als auch AMDs TrueAudio und FreeSync zugreifen. Dabei fungiert eine der Karten als Master, während die zweite zusätzliche Rechenleistung bereitstellt.

Außerdem könnten mit der kommenden Microsoft-API auch die bisher notwendigen SLI- und Crossfire-Brücken wegfallen. Zudem sollen auch bei mehrere Grafikchips in Notebooks zusätzliche Performance- und Speicherpotentiale freigeschaufelt werden.

Viel Optimierungsarbeit für Entwickler

Doch die schönen Verheißungen von DirectX 12 haben auch einen Nachteil: Um die Möglichkeiten der API auszuschöpfen, müssen die Games von den Spieleentwicklern entsprechend optimiert werden. Und das bedeutet einen hohen Arbeitsaufwand, auch wenn Microsoft verspricht, dass die API erheblich nutzerfreundlicher gestaltet werden soll. Die Implementierung von SFR soll relativ leicht und schmerzfrei von der Hand gehen.

Komplexere Anwendungsszenarien könnten allerdings ihre Tücken mitbringen - allerdings galt das auch bei der bisher genutzten AFR-Methode. Gerade das Vorhalten der Frames bereitete einigen Studios Schwierigkeiten, sodass Crossfire- oder SLI-Konfigurationen nicht von jedem Spiel genutzt wurden - das sollte sich in Zukunft ändern.

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  • Big-K , 26. Februar 2015 07:46
    Der Haken ist wohl der Arbeitsaufwand der Spieleentwickler. Vielleicht schafft es Ubisoft diesmal das ihre Games gar nicht erst starten.
  • Myrkvidr , 26. Februar 2015 17:38
    Oh-ohhh... ich sehe schon die ganzen Gaming-PCs mit GT 720 & R5 230 Gespann im Saturn-Prospekt vor mir^^
  • 2 kommentare