光線追蹤技術可以說是自 3D 繪圖技術被髮明出來之後,另一個重要的里程碑,通過該技術,可以大幅強化 3D 繪圖的真實度,讓物體和環境的光影互動可以更具有說服力。當然,這個技術的由來其實已經非常久,在高端圖形模擬或者是電影圖學早被廣泛應用。然而就好比 AI 技術所使用的深度學習算法,其實早在數十年前就已經發明出來,但礙於計算硬件的發展限制,使其遲遲難以進入消費市場。

圖|NVIDIA 希望通過光線追蹤技術,讓遊戲畫面的說服力更強。(來源:NVIDIA)

而 NVIDIA 決心要把實時光追技術引入消費市場,通過在 GPU 核心上額外增加的光線追蹤計算單元,讓光線追蹤只能從非實時處理的領域,轉而變成可以立即反映到遊戲畫面中的互動效果。

然而作爲第一代“平民化”光追產品,其成本相較現有成熟繪圖技術仍要高昂許多,使其仍難以真正達成平民化的訴求,也因此,爲了快速擴大光追的軟件生態成熟度,擴大可執行光追軟件的硬件環境基礎,也就成了光追技術平民化的第二步。

當然,缺席主流消費繪圖技術市場已久的 AMD,也期望通過對第二代平民化光追技術的引入,取得和 NVIDIA 平起平坐的機會,另一方面,宣告重回遊戲繪圖技術領域的英特爾,自然也把光追技術列爲重點發展項目,通過挖走 AMD 大批專業繪圖技術人才,英特爾即將在 2020 年發佈的新一代獨立繪圖架構看起來也是具備了一定的吸引力。

從 GTX 走到 RTX 的 NVIDIA

2018 下半年,採用 Pascal 芯片的 GTX 系列繪圖卡迎來了生命的第二年,而這是消費性娛樂顯卡有史以來壽命最長的系列,會造成這個結果,主要還是因爲最大競爭對手 AMD 的繪圖卡產品長久以來缺乏競爭力,無法對 NVIDIA 造成任何壓力之故。

另一方面,因爲 NVIDIA 把業務發展主軸逐漸轉移到專業計算方面,繪圖卡技術更新趨緩,導致市場逐漸疲乏,加上挖礦風氣盛行,消費繪圖卡賣到礦場甚至要多於賣給遊戲玩家。當然,NVIDIA 也知道把繪圖卡賣去挖礦並不是個好生意,除了高負載造成的壽命減損,加密貨幣的不穩定,也可能會造成二手卡迴流市場反噬正常繪圖卡生意的狀況。

爲了帶給市場更新的刺激,NVIDIA 便決定推出引入專業計算領域研發成果的 Turing 架構繪圖芯片,期望能重新拉擡陷入死水的遊戲市場,同時也想擺脫受挖礦所累的舊 Pascal 架構。Turing 其實就是針對專業計算的 Volta 架構芯片的縮小優化版,同樣是把 TensorCore 和光追計算單元 RT Core 加到 GPU 核心中,以光線追蹤作爲主要技術訴求,而以該芯片爲基礎,並以 RT Core 的 RT 作爲系列名稱的前綴,推出 RTX2000 系列繪圖卡。

作爲首次具備光線追蹤的硬件實時計算能力的產品,RTX 系列顯卡的確在發佈之初收到了玩家相當程度的關愛眼神,但與 NVIDIA 過去的產品策略不同,RTX 顯卡並不是要直接取代舊有的 GTX 產品線,反而是在現有產品線直接迭加上去,導致價格也水漲船高。

NVIDIA 這麼做的原因有幾個,首先,GTX 系列顯卡因爲礦災影響,庫存數量龐大,無法直接認賠殺出。其次,Turing 架構芯片是從 Volta 架構修改而來,而不是真正意義上的重新設計,加上爲了要和舊款 GTX 顯卡拉開效能差距,整體用料和設計成本原本就偏高,而最重要的是,爲確保利潤持續增加,讓財務報表更加漂亮,同時考量到高端遊戲玩家的經濟負擔能力較強,所以價格定位就直接累加上去。

不如預期的首批技術成果,導致光追硬件環境普及率難以提升

不過在首批買家實際測試之後,發現其實際效能成長並不如宣傳那般驚人,且當初唯一支持光追技術的的遊戲大作又是著名 EA 公司推出的未完成品,遊戲體驗不佳,遊戲引擎優化也不夠好,更讓消費者心底一涼。

在遲遲無法取得主要遊戲大廠和遊戲引擎的支持,無法彰顯光追效果的情況下,RTX 系列顯卡銷售狀況相當不理想,加上 GTX 系列顯卡還有大堆庫存堆積在板卡廠商的倉庫,RTX 顯卡無法得到全力的營銷支持,因此,RTX 與 GTX 雙雙落難。

實際上,自從 NVIDIA 以光線追蹤爲主要賣點推出新一代的 RTX 繪圖芯片後,市場的爭議就不斷,首先,RTX 繪圖卡價格高昂難以普及,而光追技術也在硬件普及率不足的情況之下,遲遲難以打入遊戲軟件中。在遊戲數量不足的情況之下,RTX 又更難賣,這也形成了死循環,讓 NVIDIA 不止舊 GTX 卡受到庫存影響,連 RTX 卡也賣不動,造成其 2018 年第四季遊戲繪圖產品出貨的不振,這也導致 NVIDIA 股價跌跌不休,連在自家主場 GTC 上也不再對 AMD 和英特爾的下一世代繪圖卡產品進行迴應,只有平淡的繼續鼓吹那套買越多省越多的計算生態邏輯。

當然,NVIDIA 也不是石頭一顆,畢竟 GTX 舊卡和 RTX 新卡都卡住賣不動,若繼續堅持 RTX 高大上的策略,那隻會落得一起死的命運。

在此情況之下,山不轉路轉,開啓 GTX 顯卡的光追功能,讓光追執行平臺先獲得普及,吸引更多遊戲開發者入場,等遊戲支持數量夠多,具備硬件光追計算能力的 RTX 顯卡就可以用更好的效果與效能表現承接這些軟件資源,而 GTX 顯卡也差不多都清完庫存,就可以讓板卡廠全力衝刺 RTX 顯卡的銷售了。

而這也是 NVIDIA 所打的如意算盤。

從專有計算架構中解放:達成光追平民化的第一步

圖|NVIDIA 目前支持光追技術的繪圖芯片平臺。(來源:NVIDIA)

於是 NVIDIA 在 GTC 就宣佈推出 NVIDIA GameWorks RTX,並同時針對 GTX 舊卡進行解禁,讓 GTX 舊卡也能跑光追遊戲。

爲何 NVIDIA 要這麼做?其實這個套路和 NVIDIA 在專業計算市場上的手法大同小異,那就是先從裝機基礎數量進行擴展,有了足夠的“光追卡”裝機量,纔有本錢說服遊戲公司或遊戲引擎公司支持其光追技術。另外 GameWorks RTX 則是一種綁樁作法,那就是使用更友善的開發工具,讓遊戲開發者習慣針對 NVIDIA 的硬件環境優化,那長久之後,自然也能得到更好的市場地位。

之前 NVIDIA 通過與 CUDA 相關的一系列開發工具,成功洗腦千千萬萬個開發者投入 GPU 的專業計算領域中,成功幫助 NVIDIA 開拓了 AI 王朝,爲黃仁勳創造了 AI 之父的名號。而這次在遊戲環境中,NVIDIA 也想要用同樣的說故事手法,把其在 AI 計算領域的成功經驗複製到遊戲的光追生態兼容優勢上。

當然,以 NVIDIA 目前在獨立繪圖芯片超過八成的市佔,若解禁 GTX 舊卡的光追繪圖能力,那麼市場馬上就多了數以千萬計的光追卡裝機量,那麼對於 NVIDIA 在光追遊戲生態的掌握,以及說服遊戲公司的支持,絕對能創造極大的優勢。

但這麼做也是有隱憂,如果舊的 GTX 卡支持了光追,那高端的 RTX 卡不就更賣不動了?

當然,NVIDIA 並不傻,因此即便 GTX 能支持光追,但僅能開啓最低效果,只有高端 RTX 卡才能開啓完整的效果。因此仍然能夠達到區隔不同產品等級的目的,同時又能增加那些已經滯銷的 GTX 繪圖卡的銷售動能,正所謂一石二鳥之策。

不過就 DT 君在實際遊戲畫面的比較經驗上,其實光追開到高檔,和低檔效果差異不大,反而是一般的遠近、模型精細度、貼圖精細度等比較看得出差別,NVIDIA 這招能否像中藥一樣能強身又不傷身,不至於反打自家產品,其實業界也是頗有疑慮。

似乎有和NVIDIA的GTC互別苗頭之意,AMD 也在美國時間 3 月 21 日的 GDC(Game Developers Conference) 大會的場子上展示 Radeon-Rays 光追技術。

Radeon-Rays 的前身是 AMD FireRays,簡而言之是一套開源的軟件光線追蹤軟件,根據 AMD 網站上的介紹,Radeon Rays 爲開放源碼以及 GPUOpen 計劃的一部分,可輕鬆整合、支持所有符合 OpenCL 1.2 標準的平臺,可部署於非 AMD 硬體和 Windows、OS X 和 Linux 操作系統。第二代 Radeon Rays 版本適用於多種底層 API,包括 OpenCL、Embree 等,第二代技術可以實現實時的光線追蹤,而這也是 AMD 的核心佈局之一。

圖|Radeon-Rays 技術已經進入到主流遊戲引擎 Unity 中(來源:AMD)

比較尷尬的是,AMD 的 Radeon-Rays 技術暫時不支持 Windows 平臺上的 DirectX API,不過 AMD 曾經表示該技術很快就會支持 DirectX,考慮到 Navi 的推出時程,時間點有可能落在今年下半年。

與 NVIDIA 不同,AMD 的 Navi 可能還不會具備專用的光追計算單元,而是純粹交由 GPU 的渲染器來處理,這也代表 Navi 瞄準的可能是主流市場,同時,通過 Radeon Rays,將支持光追技術的基礎快速擴大。另一方面,遊戲引擎公司 Crytek 也發表了新一代支持光追技術的 Cry 引擎 5,而與著名的 EA 寒霜引擎不同,Crytek 將暫時不會使用專屬光追計算硬件,而是使用軟件的達成方式,利用一種稱爲 Voxel Cone Tracing 的技術來達成光追的效果,這點恰好也與 AMD 臭味相投。

NVIDIA 下放到 GTX 舊卡,以及 AMD 在主流卡上投入 Radeon Rays 光追技術,除了可看作繪圖卡在光追技術領域的妥協以外,也有着 AMD 在荒廢高端繪圖卡多年之後,欲重新入陣與 NVIDIA 同臺較勁的意味,另一方面,也是爲了防範來自英特爾的威脅,此前,英特爾挖走大批 AMD 的繪圖技術專家,並在 2018 年底宣佈要重回獨立顯卡市場,而根據最近透露的信息,英特爾的顯卡將會完整支持光追技術。

有競爭纔有進步

對消費者而言,遊戲繪圖卡或將重新迎來過去那段多個山頭頂立,彼此在技術和市場上較勁的時代,不僅選擇性更多,對消費者而言,有競爭也才能帶來更優惠的價格,而不是像現在,獨立顯卡被 NVIDIA 獨佔之後,相關技術的發展就明顯放緩,且新一代產品價格也不斷疊加上去的窘況。

而拜競爭所賜,或許在未來幾年,可以繪製真實世界的繪圖技術也將出現,屆時電腦或遊戲機的畫面將是電影等級的呈現,而在 AR 與 VR 方面,也將具備更好的技術來創造沉浸感更豐富的畫面體驗,打造真正的《頭號玩家》世界。

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