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RX 9070 XT passa de 1,7 FPS para 91 FPS com nova tecnologia do DirectX

Teste mostra que recurso de ray tracing do DirectX eleva FPS da RX 9070 XT de 1,7 para 91, corta memória usada em quase 90% e melhora eficiência em cenas complexas.
Imagem de: RX 9070 XT passa de 1,7 FPS para 91 FPS com nova tecnologia do DirectX

Um teste com a Radeon RX 9070 XT registrou um aumento de 1,7 para 91 quadros por segundo (FPS) com um novo recurso de ray tracing do DirectX. O consumo de memória usado por estruturas de aceleração também caiu de 7.518 MB para 771 MB.

O resultado foi obtido em uma demonstração técnica, com uma configuração específica. Ele não indica que jogos com ray tracing terão o mesmo ganho de desempenho.

O recurso faz parte da versão de testes do DirectX 12 Agility SDK 1.722, da Microsoft. O pacote inclui Clustered Geometry, Partitioned Top-Level Acceleration Structures (PTLAS) e a criação de estruturas de aceleração pela GPU.

Em conjunto, eles podem tornar o ray tracing mais eficiente em ambientes com muitos detalhes, de forma semelhante à tecnologia RTX Mega Geometry, da NVIDIA.

Após o anúncio de suporte aos novos recursos em placas com arquitetura RDNA 4, feito pela AMD em 3 de novembro, o entusiasta de gráficos Osvaldo Pinali Doederlein testou a tecnologia em uma RX 9070 XT.

Imagem renderizada em 3D que apresenta formas geométricas coloridas e reflexivas flutuando sobre um plano quadriculado, tendo como pano de fundo um céu azul
Exemplo D3D12RaytracingClusteredGeometry da Microsoft rodando em uma GPU AMD Radeon RX 9070. Créditos da imagem: AMD GPUOpen

RX 9070 XT passou de 1,7 para 91 FPS no teste

Osvaldo usou a demonstração pública D3D12RaytracingClusteredGeometry, da Microsoft, e o driver de testes da AMD para o Agility SDK.

Ele comparou a reconstrução convencional de estruturas de aceleração de nível inferior, chamadas de BLAS, com o novo recurso Clustered Geometry.

O teste foi feito na resolução de 1600x920 pixels, com a câmera em posição fixa e uma configuração com muitos detalhes geométricos, próxima à usada na demonstração da Microsoft.

MétricaBLAS tradicionalClustered Geometry
Taxa de quadros1,7 FPS91 FPS
Tempo de reconstrução registrado600 ms2,6 μs
Tempo de processamento dos raios8,5 ms8,2 ms
Memória usada pelas estruturas de aceleração7.518 MB771 MB

A taxa de quadros foi cerca de 54 vezes maior, enquanto o consumo de memória dessas estruturas caiu quase 90%. Os números são próximos dos resultados apresentados pela Microsoft em uma demonstração anterior, que registrou 1,2 FPS e 79 FPS em uma RX 9070.

O ganho veio principalmente da redução do tempo gasto para reconstruir as estruturas de aceleração do ray tracing. O processamento dos raios em si teve uma diferença bem menor.

Diagrama TLAS BLAS
A TLAS (Estrutura de Aceleração de Nível Superior) organiza as instâncias da cena, enquanto a BLAS (Estrutura de Aceleração de Nível Inferior) contém a geometria subjacente. A nova tecnologia de Geometria Agrupada da Microsoft reduz significativamente o custo de reconstrução dessas estruturas em cenas complexas, melhorando o desempenho do traçado de raios e a eficiência da memória. Créditos da imagem: arm developer blog

Resultado depende da configuração e da resolução

Osvaldo também testou outras configurações. Com as 100 estruturas BLAS adicionais usadas por padrão na demonstração, o Clustered Geometry foi cerca de duas vezes mais rápido.

O ganho acima de 50 vezes apareceu quando esse número subiu para 10 mil, multiplicando por 100 a geometria adicional. Na resolução 4K, a configuração com muitos detalhes passou de 1,6 para 28 FPS, um aumento de 17,5 vezes.

Osvaldo também observou que o processamento dos raios ficou até 40% mais lento em algumas situações, ainda que o Clustered Geometry tenha sido mais rápido no resultado geral dos testes.

A configuração mais pesada tinha cerca de 91 milhões de triângulos. Como referência, Osvaldo citou Alan Wake II, da Remedy Entertainment.

As cenas mais complexas do jogo podem ter cerca de 200 milhões de triângulos antes da remoção dos elementos que não precisam aparecer na tela. As cargas de trabalho, porém, não são diretamente comparáveis.

Renderização orientada pela GPU em AW2 com MS
Durante uma apresentação na Digital Dragons 2024 , Erik Jansson, da Remedy , revelou que Alan Wake II pode apresentar aproximadamente 200 milhões de triângulos distribuídos em 4 milhões de meshlets e 200.000 instâncias em suas cenas mais complexas, destacando a enorme complexidade geométrica que tecnologias como a Geometria Agrupada podem ajudar a gerenciar com mais eficiência. Créditos da imagem: Digital Dragons (YouTube)

Ganhos em jogos devem ser menores

Osvaldo destacou que o teste não significa que a RX 9070 XT passará a rodar jogos exigentes com path tracing a 90 FPS.

Jogos executam várias outras tarefas de processamento gráfico, e a integração do Clustered Geometry exige mudanças na estrutura do motor gráfico.

Uma análise de desempenho de Gears of War: E-Day também mostrou que o uso do RTX Mega Geometry, da NVIDIA, pode trazer custos consideráveis de desempenho e de memória de vídeo, apesar de aumentar os detalhes geométricos.

RTX Mega Geometry On vs Off
Em Gears of War: E-Day, a Geometria Mega RTX reduziu o desempenho da GPU em cerca de 6% e aumentou o uso de VRAM dedicada da GPU em cerca de 1,7 GB, em nosso sistema de teste baseado em RTX 4090. Fonte da imagem: YouTube

Suporte nas placas AMD

O driver de testes 26.20.12.01 é compatível com GPUs de arquitetura RDNA 4, incluindo a série Radeon RX 9000. Na avaliação de Osvaldo, a implementação da AMD depende bastante de melhorias nessa arquitetura, como BVH8 e Oriented Bounding Boxes.

Por isso, ele considera improvável o suporte em gerações anteriores de placas Radeon. A Microsoft diz que as interfaces padronizadas não exigem, necessariamente, hardware novo para ray tracing. A compatibilidade mais ampla depende, portanto, da implementação de cada fabricante e do suporte nos drivers.

Os resultados de Osvaldo indicam potencial para as melhorias de DXR da Microsoft nas GPUs da AMD, que antes não tinham um caminho de otimização comparável disponível publicamente. Ainda será preciso ver quanto desses ganhos em testes técnicos aparecerá no desempenho dos jogos.