【RTX 40核心技术：光追再造巅峰、DLSS3革命性跨越】

一、光线追踪：两大新引擎加速

光线追踪，无疑是GPU历史上的一大变革，而引导这一变革的，正是NVIDIA，Ada上已经发展到了第三代，有效光追算力达到191TFlops(每秒191万亿次运算)，是上一代产品的2.8倍。

Ampere架构的第二代RT核心里，BVH加速的包围盒碰撞引擎(上图中左侧方框)，执行光线-三角形碰撞(求交)检测加速的是三角形碰撞引擎(上图中右侧三角形部分)。

Ada架构的第三代光追核心，又增加了两个新的引擎。

一是Opacity Micromap Engine，上图左下角的带树叶三角形部分。

它会评估不透明微遮盖，加速Alpha遍历，大大减轻着色器的工作量，号称光线-三角形碰撞吞吐性能、Alpha遍历性能都提升2倍。

它可以让开发人员为物体、环境加入更多细节，更方便描述不规则形状或半透明物体，比如叶子、火焰、篱笆等。

比如面对一片叶子，以前需要对整个区域的所有三角形区域，进行同样的光线遍历操作，但不同区域是不一样的，有的整个三角形区域内都是叶子，有的完全没有，有的占一部分。

Ada架构可以对这些不同区域进行分别处理，避免重复和浪费工作量。

在游戏中，以专门开发的《Portal RTX》为例，应用该技术后，G-Buffer缓冲填充速度可加快30％，帧率可提升30％。

二是Micro-Mesh Engine，上图右下角的复合三角形部分。

它可以动态生成微网格，以产生额外的几何图形，在处理复杂几何物体、环境光线时，提升几何图形的丰富度，并大大降低BVH的创建时间和存储成本。

你可以把它想象成一个立体版的曲面细分(Tessellation)。

NVIDIA举了三个例子：创建11:1的珠宝盒，需要15.3万个微网格、1100万个微三角形，BVH创建速度可加快8.5倍，存储空间缩小6.5倍。

创建14:1的珊瑚蟹，需要1.7万个微网格、160万个微三角形，BVH创建速度可加快7.6倍，存储空间缩小8.1倍。

创建28:1的陶鼎，需要17.5万个微网格、5700万个微三角形，BVH创建速度可加快超过15倍，存储空间缩小20倍。

不止是游戏，微网格位移在内容创作中也可以大大加速，目前已经得到了Adobe、Simplygon两家企业的支持。

说了半天，来感受下第三代光追的惊人效果，分别来自首批优化到位的《赛博朋克2077》、光追重制版《Portal RTX》、《Racer RTX》。

其中，《赛博朋克2077》可对每个像素执行635次的光追计算来确定光照，比四年前的首批光追游戏，比如39次的《战地5》，增加了多达16倍。

二、着色器执行重排序(SER)：化凌乱为整齐

NVIDIA宣称，着色器执行重排序(SER)技术在GPU中的引入，堪比乱序执行技术在CPU中的引入，是GPU历史上的又一伟大创新。

这是不是吹嘘？还真不是。

简单的说，光追需要光线面对不同物体、环境的多次反射、折射，处理强度不同的负载，着色器面对的工作量是复杂多变的，往往有的已经完成了，有的还在执行，需要等待。

SER就是通过即时重新安排着色器的负载，使之恢复均衡，从而提高执行效率，更好地利用GPU资源。

还不明白？来看个直观的例子。

假设一组平行光线照射舞台、木墩、狗狗、墙面、天花板，第一次形成的光追负载是非常规律有顺序的，可以轻松处理。

但是光线遇到物体后向不同方向反射，第二次与物体相交，形成的光追负载就更多、更复杂、更凌乱。

SER这时候介入，按照不同类别进行二次排序，着色器就可以像第一次那样有序地处理负载了。

按照NVIDIA的说法，SER可以为光追带来最高3倍的性能提升，整体游戏性能提升也可达25％。

还是以《赛博朋克2077》、《Portal RTX》、《Racer RTX》为例，性能可以分别提升44％、29％、20％。