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AMD押注生成式光线追踪,Nvidia全力冲刺

AMD工程师正在构建一条通往AI加速图形渲染的全新路径——将其内置于渲染循环中,而非事后叠加。若成功,或将颠覆游戏的照明处理方式,迫使Nvidia捍卫其DLSS地位。

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渲染管线中的分歧

AMD正在追求一条与英伟达截然不同的光线真实渲染之路。DLSS 5作为后处理步骤到来——一个神经网络审视完全光栅化的帧并填充缺失内容——而AMD的生成式全局光照(GGL)方法则直接嵌入到路径追踪循环本身之中。

这是架构上的差异,而非渐进式改进。英伟达的方案位于渲染链的末端。AMD的则在其内部。

这不是一个细枝末节的区别。决定将生成式模型置于管线中的位置,决定了下游的一切:硬件如何被设计,游戏引擎如何构建,开发者如何管理帧预算,最终又是哪些公司能捕获AI加速图形带来的价值。

英伟达花了十年时间围绕光栅化建立其统治地位,然后通过叠加Tensor核心来增强它。DLSS正是这一战略的集大成者——取一幅低分辨率图像,让神经网络智能地放大它,你就能获得光线追踪的视觉保真度,却无需承担原生计算的光线追踪的开销。

AMD押注这种方案会形成天花板。无论上采样器变得多出色,它只能基于已被渲染的内容运作。如果基础帧缺失信息——而当前硬件上的路径追踪总是如此,因为完全计算它代价太过高昂——那么AI本质上是在修补一幅不完整的画面。

GGL颠覆了这一逻辑。它不试图重建从未被计算过的东西,而是直接生成光照。它不是对光线追踪进行上采样,而是绕开了物理追踪每次弹射的需求。结果并非一种完全不同的技术的增强版本——而是完全不同的技术。

GGL的实际工作原理

通过GameGPU报道渠道发布的AMD研究描述了一种将单步潜在扩散与时序变分自编码器相结合的方法。它接收直接光照参数、空间几何和材质贴图,然后生成二次漫反射光照——也就是那种让房间感觉真实而非扁平的弹射散射光。

要理解这为何重要,不妨考虑传统路径追踪的工作方式。每一个光源发射出的光线会在场景中弹射,根据表面的物理属性与之交互。精确计算这一过程需要每帧数百万次采样。即便有各种优化手段,计算负担依然极其庞大,这也是为何实时路径追踪长期以来仅限于旗舰硬件,即便如此也要以降低分辨率或大幅妥协采样为代价。

GGL通过将以全局光照视为生成问题而非模拟问题来规避这一困境。扩散模型学习直接光照输入与它们产生的间接光照之间的统计关系。给定场景的几何结构和光源,它预测弹射光应该呈现何种样貌——不是通过追踪每次弹射,而是通过识别从训练数据中学到的模式。

时序变分自编码器增加了另一层复杂性。它并非独立生成每一帧,而是在时间维度上保持连贯性。这解决了路径追踪中最顽固的问题之一:时序噪声。当你对光照进行随机计算时,相邻帧可能看起来略有不同,即使相机并未移动。结果就是破坏沉浸感的闪烁和 shimmering。GGL的时序模型在设计上跨帧平滑处理,无需降噪后处理即可产生稳定输出。

纸面收益极为显著。通过直接生成间接光照而非通过传统物理光线弹射模拟来计算它,这种方法完全消除了下游的反射计算。硬件加速负载降低五到六倍。5–6倍的计算负担缩减是那个真正重要的数字。全路径追踪多年来一直是实时图形的圣杯,但它始终昂贵到让大多数中端硬件难以企及。GGL可能改变这一算计。

索尼关联

这一切并非孤立发生。AMD和索尼正在低层级API层面携手合作,将GGL植入PlayStation 6的定制APU中。这一合作意义重大,因为主机硬件无法依赖PC GPU享有的驱动层优化。从底层将生成式光照模型集成到渲染管线中,是让电影级路径追踪在固定规格硬件上可行的少数途径之一。

主机为开发者带来了独特的挑战。与PC GPU不同——其驱动程序可以独立于硬件进行更新——主机要求一切从第一天起就烘焙进硅片和软件栈。这一限制通常约束了可行性——但也意味着像GGL这样的硬件集成方案能够达成在PC上无显著驱动层协作便难以复制的效果。

对索尼而言,这一合作可能定义PS6的视觉特征。如果该主机搭载原生生成式全局光照,以可玩帧率实现路径追踪品质,它将创造出竞争对手难以轻易弥补的性能差距。微软要么拥有自己的生成管线,要么提供引人注目的替代方案。英伟达的消费级GPU战略也会受到来自下层的压力,因为针对主机优化的硬件往往会级联影响PC游戏开发优先级。

用于近似光线散射的扩散网络被设计为产生稳定的帧渲染时间——这是传统蒙特卡洛路径追踪在当前世代主机和移动设备上根本无法保证的。对索尼来说,这意味着PS6可能以竞争对手在没有自身生成管线的情况下无法匹敌的视觉优势 launch。

渲染变革中谁是赢家

如果AMD的GGL在DLSS 5商业发布之前证明其可行性,赢家将是那些因价格而被挡在路径追踪革命门槛之外的所有人。当前在全路径追踪下苦苦挣扎的中端GPU有望重新变得体面。从事主机游戏开发的开发者获得了一种无需帧时技巧的光照模型。而AMD收获了一个叙事:他们的架构不只是跟随行业方向——而是在书写方向本身。

这对AMD而言具有战略意义。这家公司多年来一直在GPU领域追赶英伟达,在原始性能和价值上竞争。一种真正的架构分歧将使AMD站在下一个范式转换的前沿,这将是一个转折点。它将把对话从"AMD制造更便宜的替代品"转变为"AMD定义即将到来的一切"。

相比之下,英伟达面临着一种全新的竞争威胁。DLSS 5功能强大,但本质上是在光栅化之上的一层增强方案。如果GGL如约兑现,它将取代DLSS所修补的东西本身。那是一个更难防守的位置。

心理层面同样重要。英伟达将其品牌押注在AI驱动的图形技术上。黄仁勋在每一次重要发布会上都将此作为核心信息。一个在渲染循环内部而非之后运行的竞争生成方案,迫使了一场英伟达更愿意略过的对话。它提出了令人不安的问题:英伟达的战略是否真正具有创新性,还是仅仅对现有技术的渐进式优化。

供应链复杂因素

这一切的到来并不处于有利的成本环境中。台积电正在提高先进半导体晶圆的价格,AMD的合作伙伴预测制造成本平均上涨10%。这种压力同时影响到GPU和桌面芯片的生产。

这些成本增加产生了远超单个产品利润的二级影响。当制造变得更昂贵时,公司在竞争战中吸收损失的能力更加有限。AMD可能需要最初以溢价定价支持GGL的硬件,这可能拖慢主流消费者的采用速度。或者,公司可能接受更薄的利润以确立市场份额,赌架构优势会随时间复利累积。

更高的成本意味着下一代显卡的零售降价空间更小。消费者可能会比原计划更长时间地持有当前硬件,这实际上给了AMD的GGL研究更多时间在市场面前成熟。在利润收窄的同时,决定性技术论据的窗口正在扩大。

还有供应约束需要考虑。台积电的产能有限,且该公司同时服务英伟达、苹果、高通及其他几个主要客户。如果AMD需要额外的晶圆分配来支持GGL生产,他们可能需要谨慎谈判或投资替代代工厂关系——这一举动同样伴随着风险与成本。

接下来会发生什么

关键问题是时机。DLSS 5已接近出货。AMD的GGL仍处于研发阶段,尚无消费级产品公布。RDNA 5和PS6 APU均在开发中,但都没有发布日期。如果GGL以演示而非产品的形态到来,行业将继续前行。

但如果AMD能够在真机——尤其是PS6或消费级RDNA 5显卡——上展示稳定帧率,格局就会转变。开发者开始针对生成管线而非光栅化加超采样进行优化。引擎团队开始围绕GGL的输入格式构建光照工具。问题不再变为"哪个上采样器更好",而是变为"这款游戏是基于哪种渲染范式构建的"。

这一转变意义深远。渲染范式在游戏行业中并不频繁更迭。从固定功能管线到可编程着色器的过渡耗费了几十年并重新定义了整个职业生涯。从光栅化到路径追踪的转变尚不完整。第三种选择——生成式路径追踪——将在已复杂的格局中增添更多复杂度。

引擎开发者面临自身的挑战。虚幻引擎和Unity需要将GGL作为一等渲染选项与传统路径追踪和光栅化并行支持。这并非易事——它需要新的工具、新的文档和新的工作流。早期采用的工作室可能获得优势;观望者则面临落后风险。

AMD与英伟达之间的竞争动态将在多个战线展开。有硬件竞赛,支持GGL的芯片必须兑现承诺。有软件竞赛,驱动程序和引擎支持决定了开发者采用该技术的难易程度。有营销竞赛,信息塑造着开发者和消费者的认知。还有生态竞赛,主机合作伙伴关系和行业规范创造锁定效应。

每一场战役都至关重要。但根本的争夺在于渲染管线本身。谁定义了下一代游戏的灯光处理方式,谁就将在未来数年塑造游戏的视觉语言。这才是真正的赌注。这不只是硬件之争。它是关于下一代游戏将如何构建——以及谁有权定义其他所有人所遵循的渲染管线的竞争。