AMDはゲームにおけるCPUをますます時代遅れにしている

GDC 2024において、AMDはMicrosoftが最近発表したWork Graphs APIを拡張しました。この新技術がゲームパフォーマンスにどれほど威力を発揮するかを、簡単なデモで紹介しました。AMDのこのAPIは、ドローコールとメッシュノードをCPUからGPUに移行することで、これらのタスクの実行時間を短縮します。その結果、AMDはWork Graphsとメッシュシェーダーを併用することで、パフォーマンスが大幅に向上し、レンダリング時間が64%も短縮されたことを実証しました。

Microsoftは、ゲームと生産性の両方のプロセスを効率化する方法としてワークグラフを導入しました。これは、CPUと通信することなくGPUにタスクのスケジュールと実行の権限を与えることで実現されます。Direct3D 12 APIに組み込まれており、3Dゲームにおけるボトルネックを軽減し、ゲームパフォーマンスを向上させることができます。

メッシュノードの追加は、メッシュシェーダーを用いて複雑な形状やシーンのレンダリングを簡素化する手段です。これにより、レンダリングタスク間の切り替えが制限され、プロセスが合理化され、効率が向上します。一方、ドローコールとは、グラフィックスをレンダリングするためにGPUに送信されるリクエストを指し、これらを個別に処理するとパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

「メッシュノードは、メッシュシェーダーを駆動する新しい種類のリーフノードを導入することでワークグラフを拡張し、通常のグラフィックスPSOをワークグラフから参照できるようにします。[…] PSOの完全な変更も可能になりました！この機能はメッシュノードと呼ばれ、ワークグラフをメッシュシェーダーに直接フィードすることで、ワークグラフ自体を強力な増幅シェーダーに変えることができるからです」と、AMDアーキテクトのMatthäus Chajdas氏はAMD GPUOpenブログ記事で述べており、グラフィックスパイプライン全体のPSO（パイプライン状態オブジェクト）について言及しています。

AMDは、これらの改善点を紹介するために、RX 7900 XTXを使用した際のワークグラフとエグゼキュート・インダイレクトを比較した「超初期数値」を公開しました。エグゼキュート・インダイレクトは、DirectX 12やVulkanといった最新のグラフィックAPIの機能で、GPUが描画コマンドやディスパッチコマンドを実行できるようにします。つまり、GPUがCPUのワークロードの一部を処理できるようにする機能です。これは、タスクごとにCPUと通信するのではなく、GPUがCPUのワークロードの一部を処理できるようにするものです。

この初期のベンチマークでは、AMD は、メッシュ ノード拡張機能を使用した場合、Execute Indirect が Work Graphs よりも最大 39% (1.64 倍) 遅いことを発見しました。

AMD はまた、ドイツのコーブルク大学のチームが作成した、3D ゲーム シナリオでこの機能をリアルタイムで紹介するデモも公開しました。

ワークグラフや、AMDによる新機能への追加がもたらす影響を予測するのは困難です。しかし、ゲームシナリオにおいてGPUが処理の大部分を担うための良い方法となり、CPUのボトルネックを解消し、低性能プロセッサを搭載したシステムをサポートする可能性を秘めているようです。例えば、AMDはテストにRyzen 7 5800X CPUを使用しましたが、これはこれらの古いチップが最も恩恵を受ける可能性があることを裏付けています。