Microsoft ускорява скоростта на проследяване на лъчи в DirectX 12 до 90 %, благодарение на новия ред за обработка на лъчите

Microsoft представи нова функция DirectX – Shader Execution Reordering (SER)

На недавната Game Developers Conference 2025 компанията обяви издаването на версия DXR 1.2, в която за първи път се появява механизма SER. Това е технология, позволяваща оптимизиране на изпълнението на задачи по трасировка на лъчи, които отговарят за реалистично осветление, отражения и сенки в съвременните игри.

Какво се промени
В момента трасировката на лъчи се извършва „хаотично“ – всеки лъч се обработва независимо. Разработчик може да посочи сходството на изчисленията в шейдърите, а видеокартата самостоятелно ще подреди тяхното изпълнение.
В традиционния режим GPU среща задачи с различна сложност: някои лъчи бързо намират обекти, други проникват дълбоко и изискват големи времеви разходи. Това води до смесване на „тежки“ и „леки“ операции в един поток, което намалява ефективността на паралелната обработка.

С SER разработчикът в кода на шейдера (HLSL) може да зададе реда на изпълнение на нишките. Видеокартата след това реорганизира задачите така, че сходните операции се изпълняват последователно, като по този начин повишава общата производителност.

Технически детайли
* Нов контрол – преди само драйверът разпределяше натоварването; сега разработчик може да влияе на този процес.
* HLSL‑примитиви – в езика се появиха нови конструкции за заявка на реда на обработка на нишките.
* Стандарт Shader Model 6.9 – поддръжката на SER стана задължителна, затова всички съвременни драйвери трябва правилно да обработват такъв код. Ефективността зависи от конкретното оборудване.

Практически резултат
Microsoft показа ефективността на SER с примерната игра *Alan Wake 2*, където тя се използва заедно с технологията микрокарти прозрачност (Opacity Micromaps – OMM). В резултат:

* Увеличаване на производителността при трасировка на лъчи ≈ 30 %
→ за играчите – по-висока честота на кадри.
→ за разработчиците – възможност да добавят допълнителни графични ефекти.

В тестовете с видеокарта Nvidia GeForce RTX 4090 растежът беше около 40 %, а при някои модели Intel Arc серия B – до 90 %.

Как работи
Традиционният алгоритъм за трасировка включва два етапа:

1. Самата трасировка на лъчи.
2. Сбор и последваща обработка на информацията за попадения от шейдера.

С SER разработчикът може първо да изпълни първия етап за цялата сцена, събере сходните резултати от попадения, ги групира и след това стартира допълнителната обработка пакетно. Това намалява разхода на системните ресурси и повишава ефективността на GPU.

Обобщение:
Microsoft разшири DirectX, добавяйки в DXR 1.2 възможност за управление на реда на изпълнение на задачите по трасировка на лъчи. Това отваря нови пътища за оптимизация на производителността и прави съвременните графични ефекти по-достъпни за разработчиците и играчите.