Playstation 4K

Ližprdel MSbetter a s ním celé digital foundry /DF/ už pred hojným časom, po sérií neuveriteľných kopancov a do oči bijúceho nadržania MS bazmekom, stratilo akúkoľvek relevenciu. A mienkotvornosť. Dnes, keď čítate tie smutno-sopľavé pamflety, už nehodnotíte ich informačnú hodnotu ale čo sa tí hajzlíci pokúsili zatajiť, umelo vylepšiť /v prospech MS, samozrejme/ alebo si to vôbec nevšimli. Niekedy čiste zámerne - popľuvať PS3, PS4, PSP, PSV a všetky tie novšie sony šmejdy.

Najnovšie faux pas  - debílek nezbadal, že The LEGO Movie Videogame na PS4 nebeží v natívnom rozlíšení 1920x1080 /rovnako ako Xbone/ ale v 1920x1280. Našťastie toho blbečka jeden odporný sony fanboy na beyond3d.com opravil. Ližprdel teda updejtol svoj bezcenný pamflet, nezabudol však obratom ruky bagetelizovať tento nepodstatný PS4 počin. Ide pritom asi o prvú známu PS4 /next gen vôbec/ hru používajúcu supersampling. Interne teda renderuje hru vo vyššom rozlíšení ako v natívnom. Prečo by to tá hra však vôbec robila ?

Supersampling je jeden z najjefektívnejších /a systémovo najnáročnejších/ spôsobov ako získať dostatočne množstvo kvalitných vzorky /samples/, proste pixely. K čomu je zas totok dobré ? Nuž sa to hodí práve ku veľmi kvalitnému antialiasingu. Jeho základným princípom je vlastne zjemňovanie zubatých hrán, generujete extra pixely pre tie plynulé prechody "do stratena". Ak hru vypočítate vo veľmi vysokom rozlíšení, napríklad 4K, tak pri zmenšení framebuffera do 1080p získate kopu pixel vzoriek a vlastne antialiasing fantastickej kvality. Niečo podobné, len v malom robí aj ta Lego hra na PS4ke. Ližprdel ale nič z toho nezaregistroval a pridám ešte jednu megaton bombu, o ktorej sa len môžem domievať, že nám to nezatajil úmyselne.

To 4K rozlíšenie som tu totiž nespomenul iba tak náhodou. Ktorá PS3 hra /áno, na PS3ke !!/ beží interne v tomto režime s downsajzom na full 1080p/30Hz s 4xMSAA a 16 x anizotrópnym filteringom v 16:9 móde plus veľmi sofistikovaný kód pre zlepšenie rozlíšenia textúr, to jest ich upscale ? Okami HD. Sám som tomu nechcel veriť ale Hexadrive, ktorý si zobral tu konverziu pôvodne PS2 hry /Clover Studio, 640x360 v 4:3 alebo tak nejak/ na starosť, práve toto všetko urobil - 3840x2160 pixelov nadčasovej grafiky japonských vodoviek.

Takto ste zároveň dostali elegantnú odpoveď na otázku, či PS4 časom aspoň teoreticky zvládne sem tam nejakú tú hru v 4K rozlíšení. Absolútne nepochybne, len musíte pustiť k vode 10 000+ shader kalkulácií na pixel a uspokojiť sa s viac štylizovanou "tisícovkou" PS3 triedy. A DF už ignorujte, stal sa z neho iba detinský a hlúpučký nástroj politického boja vojny konzol 8. generácie. Lži, polopravdy, zavádzanie - diverzná jednotka v službách MS so stereotypným, opileckým hulákaním o skvelom hernom PC, ktoré upgrejdujú každých 6 mesiacov.

RSX versus NV 7800

Grafická časť hardvéru PS3 a xcrap 360 vychádza zo štandardných PC súčiastok. Komplexnosť grafických čipov od čias PSone-PS2 narástla tak ohromne, že in-house vývoj vlastného GPU iba pre potreby konzoly by bol nezmyselným plytvaním prostriedkov. Vývoj by trval celé veky. SONY teda adaptovalo NV 7800 a MS zas ATI 1800. RSX v PS3 si zachovalo konfiguráciu 24 pixel + 8 vertex jednotiek NV7800ky, dvihlo však frekvenciu jadra z bežných 400Mhz /špičkové modely GTX bežali ojedinele aj na 450Mhz/ na 500Mhz, GDDR3 pamäť v RSX ide na 650Mz /7800GT na 550, GTX na 600MHz/. RSX má o polovicu väčšiu post transform and lighting kešku a dvojnásobne väčšiu textúrovaciu cache. S CPU-CELL je RSX spojená ďaleko výkonnejšiu zbernicou Flexio oproti PCIe16x pri NV 7800. Urobila sa aj kopa zmien vo vlastnom low level API, nové inštrukcie. Zatiaľ ide všetko dobre a RSX /prototyp mal dokonca jadro na 550 a vram na 700Mhz !!/ by hladko výkonom prekonala aj tú najlepšiu NV 7800GTX na trhu a nič iné tam už NVidia vtedy nemala.

Všetko sa však posralo na zbernici medzi RSX a jej vlastnou lokálnou vram, síce beží rychlejšie ako pri NV7800 ale šírka pásma je iba 128 bitov. Originálna NV 7800 je na 256 bitoch. Vo finále teda RSX zo štyroch 4x64 bit liniek, využíva 2x64bit pre vram a jednu pre prístup do XDR. Pretože prístup do vram je tak strašne úzky je problém utiahnúť pôvodných 16 raster ROPs jednotiek /NV7800/ a ich počet klesol na polovicu. RSX má teda objektívne výkonné ALUs /shader operácie - "výpočty"/ ale padá na hubu pri alfa transparenciách a má dosť chabý pixel fillrate výkon. Asistencia zo strany CELL CPU, softvérový rendering/optimalizácia render pipelajny, je teda absolútne nevyhnutná.

Úplne identický problem riešilo MS s ATI 1800 - zbernica na polovicu /256-128bit/, ROPs na polovicu /16-8/. Narozdiel od SONY kde skúšali šťastie s vlastným GPU od Toshiby a pár sekúnd aj s konfiguráciou CELL SLI, kde druhý upravený CELL suploval GPU, tak MS tento čas využilo na lepšiu optimalizáciu toho ATi 1800 šmejdu. Xcrap GPU - Xenos tak dostal unifikované shaders, UMA ram a eDRAM s vlastnou logikou. Medzi nami dievčatami - bez týchto úprav by RSX hravo Xenos rozdrvil.

Takto sa vlastne od roku 2005 trápime dodnes s tými podvýživenými grafikami /obe by potrebovali aspoň 40 giga-sec priepustnosti navyše/. Avšak nemyslite si - aj najnovšia NV680 s 192.2 giga-sec je zúfalo poddimenzovaná a potrebovala by aj raz toľko. Možno si ešte spomeniete na prvé MGS tech demo z E3 2005, ktoré bežalo na alfa PS3 dev kite a ten obsahoval práve ostrú NV 7800 /256 bit bus, 16 ROPs/. Kojima si ju veľmi pochvaľoval a o trochu neskôr až vyfasovali finálny SDK s RSX tak horko zaplakali a grafiku a framerate /z 60 na 20-30fps v 1024x768 rozlíšení/ z tej technologickej ukážky silne redukovali. RSX na to proste nestačila a CELL jej ešte nepomáhal. Ale iné som vám chcel týmto článkom povedať.

Ako by si tá pôvodná NV 7800 poradila dnes s hrami, v ktorých sa trápi RSX a CELL /CELL vtedy experti odporúčali nahradiť intel DUAL CORE CPU/ ? Suckrim /použijeme najvýkonnejšiu 7800 GTX, 3 giga ram a Intel Core Duo 2 E6600@2.4GHz/ - napriek nízkym detailom sa to potáca medzi 8-18 fps v 1280x1024 rozlíšení. BF:BC 2 s tou istou zostavou v 720p na nízkych detailoch - raz za čas dal aj tých 30fps /iný test: 15-25fps v subHD s 7800GT/. Crysis 1 na fakt socialne nízkych detailoch urobí 30 fps iba ak sa na ploche nič nedeje. Mimochodom také lepšie PC s NV 7800GTX vtedy žralo okolo 300watt. SONY však dostalo PS3ku pod 200. O šesť rokov neskôr je PS3 pod 70watt a rozbehá stabilne hry v takej kvalite o akej sa NV 7800 GTX ani nesníva, dnes de fakto nepoužiteľná grafická PC karta. PC warez sráči však aj tak majú "obavy" z toho, že PS4 zastará do pol roka s príchodom nového nnja PC GPU a bude "brzdiť" ich PC.

RSX v PS3ke za trest na 7-10 rokov, medzitým warez PC: NV 7800-8800-9800-280-480-680-780-???

SONY pri PSV použila/adaptovalo najlepší HW na trhu - ARM Cortex-A9 MP CPU a PowerVR SGX 5xx GPU, vylepšilo to vlastnou 2.5D stack technológiou a face-2-face flipstack zbernicou údajne o šírke 1024 bit. Identický postup čakám pri PS4ke, len s jedným rozdielom. Absolútny dôraz na vyriešenie problému s priepustnosťou. SONY na tom tvrdo pracuje - wide I/O s rýchlosťami okolo 256-512 giga/sec aj pri použití bežnej ramky. RSX v PS3ke úplne jasne ukázala, že nebyť toto, že nevyhnutné okolnosti zabili jej výkon degradáciou šírky zbernici /to umožňuje výrazne zlacniť výrobu čipu/ a počtu ROPS tak sa každá jej hra ešte stále rehotá do ksichtu tým najnovším PC GPU bazmekom so spotrebou 200-300 watt /čiste iba grafická karta/. Verím tomu, že GPU v PS4ke bude v pohode, zneužije sa najnovšia AMD 8xxx rada a HW sám o sebe už aj tak nebude hrať žiadnu podstatnejšiu úlohu. Pôjde najmä o kvalitu celého softvérového ekosystému /hry, online služby, apps, audio, video, previazanosť všetkých platforiem v rámci jednej značky: SONY mobil, tablet, TV, konzola, handheld/.

Tulipán z holandska

Playstation Vita nám svojím jemne upraveným hárdvérom priamo z regála DATARTu jasne naznačila, že sa nám končia sladké časy unikátnych a super custom architektúr /PS4 bude vlastne 500 dolárový noťas vašej ségry v krabici s logom SONY/. PS1 a PS2 ešte dostali zákaznícke obvody, ktoré nikde inde nenájdete. PS3 to pokazila fackou do tváre v podobe GPU - RSX aka značne ostrúhanej bežnej NV 7800. Celé to musel zachrániť nejaký zázrak. O ten sa postaral Ken Kutaragi. Preklínaný CELL. Týmto článkom ho však definitívne rehabilitujem. Viete, sťažovať sa na CELL, že je ťažšie riaditeľný je ako nadávať na monopost F1, že v ňom neviete urobiť dve rýchle zákruty, bez toho aby ste sa nezabili. Špičkoví progiši na CELL nedajú dopustiť /napr. DICE - Frostbite engine/, zvyšok nadáva a ďalej jazdí na Fabii Junior /bez HDD, s DVD, so slabým CPU aka xcrap/.

Príbeh, ktorý sa skutočne stal. CPU aj GPU našej konzoly dostane vlastnú pamäťovú banku /NUMA - Non-Uniform Memory Access/, obídeme tým problém zahltenia zbernice a jednej kešky pri použití UMA pamäte /jedna veľká, spoločná banka/. Pri našom riešení sa budeme snažiť dostať pamäť čo najbližšie ku čipu. Nedáme tam preto žiadnu automatickú riadiacu logiku. Latencia je totiž obrovský, takmer neprekonateľný problém /rýchle registre CPU vs pomalé zbernice/. Našu pamäť musíme zavesiť na DMA kanál /"ručne" optimalizovaný tok dát/. DMA NUMA tiež umožnuje lepšie maskovať latenciu pri viacjadrových systémoch /multi-buffering/ oproti UMA postupom /viď Intel a jeho prefetching/. To všetko jednoznačne komplikuje programovanie podobného systému. Na strane druhej enormne dvíha efektivitu spracovanie veľkého objemu dát. Grafika alebo fyzikálna simulácia je tak náročná na design dátových súborov a následné transfery, že buď pôjdete cestou hrubého výkonu a stoviek spálených wattov, alebo cielene navrhnete architektúru na mieru nášho problému.

Presne takto sa narodil CELL procesor. Súčasť prvého PetaFlop superpočítača z roku 2008. Ja vám však dám rukolapnejší dôkaz toho, že CELL je skvelé CPU. Pomôžeme si oveľa novšou a revolučnou architektúrou Larrabee od Intelu. Pokus o mix GPU a CPU vlastností v jednom čipe /podobne ako CELL, alebo pripravované HSA od AMD/. Prečo vlastne Larrabee zlyhal ? Jeho UMA pamäť /riešenie mem subsystému/ tvrdo narazila pri zabezpečení efektívnej koherencie dát v hlavnej a vyrovnávacej pamäti. Ľudovo povedaná - úzky priemer výfuka dusil výkon motora. Poskytnem aj konkrétne čísla.

PowerCell 8i je/bol štandardnou súčasťou IBM Blade serverov. Špičková výkonnosť jeho ôsmych SPE jednotiek /central dual thread PPE jadro budem ignorovať/ je - 8x SPE @ 3.2GHz = 8 * 8 flops * 3.2GHz = 8 * 25.6 Gflops = 204.8 Gflops SP /single precision/. Ok. Teraz na tigra hodíme bežný SGEMM benchmark s veľkou 4kx4K matricou. Z mlynčeka nám vypadne aplikačne reálnych 202 GFLOPs /floating points operation per second/. CELL procesor v tomto prípade pracuje s 99% efektivitou. Žiadne mne známe CPU podobný výsledok v danom čase alebo pred ním nedosiahlo. Pre kompletnosť informácie konfigurácia s dvoma PowerCell 8i /16 x SPE/ má teoretických 409.60 GFLOPS a reálných 406.04 GFLOPS. Stále sme na 99% efektivity využitia výkonu.

Poďme na Larrabee /16 jadier na 2Ghz/. Ten istý test a veľkosť matrice sa rovná - 825 GLOPs /achieved 417 GFLOPS using half the cores on the prototype card, and reached 825 GFLOPS by enabling all the cores/, teda iba dvakrát viac ako 16 jadrový dual CELL PowerCell 8i. Poznámka na okraj /prečo "iba"/ počet spracovaných vektor inštrukcií na cyklus je pri Larrabee 4 krát vyšší ako pri CELL. Aká je však teoretická výkonnosť Larrabee architektúry ? Výpočet - 16 jadier @2.0GHz = 16 x 32 flops x 2.0GHz = 16 x 64 Gflops = 1024 Gflops /SP/. Efektívnosť v SGEMM teste je iba /tentoraz naozaj iba !!/ - cca 81%. A Intel to celé uložil k ľadu. UMA pamäť napriek snahe v tomto prípade zlyhala.

"Výsledky jasne ukázali, že CELL procesor poskytuje zďaleka najväčší hrubý výkon a efektivitu pre LBMHD výpočty a to aj napriek tomu, že špičkový výkon, trvale udržateľný výkon, alebo pamäťová priepustnosť je porovnateľná s ostatnými systémami /Intel, AMD, SUN/. Kľúčom k tajomstvu CELL procesora je aj schopnosť vysokooptimalizovanej kontroly nad tokom dát - medzi lokálnom pamäťou /LS/ SPE jednotiek a hlavnou pamäťou. Cenou za udivujúcou efektivitou čipu je obtiažnejšie programovacie prostredia, ktoré sa tak líši od štandardu. Každopádne práve schopnosti CELLu ukazujú na zásadné nedostatky existujúcich automatizovaných riešení a kontraproduktívných snáh programátorov o kompenzovanie týchto nedostatkov .. " - Lattice Boltzmann Simulation Optimization on Leading Multicore Platforms, International Parallel & Distributed Processing Symposium (IPDPS), 2008.

CELL versus AMD

Povinný úvod, aby posledné dva odseky získali hlbší duchovný zmysel. IBM Dual Blade 2xCELL s 8 jadrami alebo Sun Fire x4600 s 8 krát dvojjadrovými AMD Opterom. Obludne výkonné stroje. Herný CELL však úplne hladko profi PC AMD prekonal, preskočil, nechal v prachu v za sebou. Článok je to obšírný /kopa názorných grafov/, vyčerpávajuco tam porovnávajú obe zostavy, ich výhody, slabé miesta. Použitý algoritmus /spracovanie grafických dát - berme to ako "hernú" aplikáciu/ beží na jednom SPE - 5 krát rýchlejšie ako na na jednom jadra Opteronu. Pri použití maximálneho počtu jadier a pri veľkej komplexnosti dátového súboru - je stále rozdiel na úrovni 270%. Pri väčšom objeme dát a pri použití väčšieho počtu SPE jednotiek sa na rozdiel oproti Opteru výkonu CELLu znižuju z dôvodu mierneho zahltenie "DMA radiča". Napriek tomu je náskok stále pohodlný na tak staré CPU. Čisto herne sa za sweet spot /maximálna výkonnosť ring EIB zbernice a DMA/ považuje konfigurácia 5xSPE. PS3 CELL ich má šesť pre hry, jednu pre OS, a jedná je "vypnutá" pre zníženie ceny čipu pre lepšiu vyťažiteľnosť z wafru. Proste sa použijú aj CELL procesory iba so 7 funkčnými SPE. Na začiatku výroby boli dosť veľké problémy so stabilitou výrobnej linky.

Konkurenčná a novšia technológia AMD HyperTransport si s týmto problémom /prenos veľkého množstvá dát, obsluha početných jadier/ poradila lepšie, na CELL to však stále nestačilo. A ide o oblasť, ktorá sa pri CELL 2 mala perspektívne úplne prepracovať. CELL to mal v čase svojho vzniku vyslovene na úrovni doby, vrátane veľkosti lokálnej pamäte LS pri SPE /256 KB - bola zlatá stredna cesta medzi vysokým výkonom a už neakceptovateľne veľkou latenciou/. Výhodou CELL riešenie je nezávislý beh SIMD inštrukcii na SPE, bez ohľadu na prebiehajúci DMA transfer dát z hlavnej XDR do LS /SPE/. Išlo im o prekonanie "múra" problémov rýchlosti/latencie pri použití štandardného postupu L1-L2-L3 cache pamätí. Pripájam starší článok, kde CELL rozdrvil intel I7 /4 jadrá, 8 HW threads/ a presúvame sa na báječnú fámu /?/ posúďte sami.

----------------------------

Extrémne dôležitá informácia na začiatok. Následujúce riadky boli na zverejnené na sajte pastebin.com a nesú dátum 15.12.2011 !!! Začíname - štart oboch konzol XB3 /kódové označenie Durango/ a PS4 /Orbis, pozn.: toto označenie sme sa my ostatní smrteľníci dozvedeli ešte len včera, on to vedel ďaleko pred vianocami/ je plánovaný počas vianoc roku 2013. Obidva konzoly skončia so zabudovanou BD mechanikou /dual layer klasika/ a vylepšenou verziou svojich motion ovládačov. XB3 bude mať 8 jadrový 64 bitový procesor s designom podobným intel i7ke o výkonne cca 1.2 TFLOPs /dnešný CELL cca 0.256 TFLOPs/. PS4 dostane 4 jadrové 32 bitové CPU /pozn.: nešpecifikovaný výrobca alebo typ/. XB3 bude používať DX11 GPU. PS3 - OpenGL 4 GPU /pozn.: nešpecifikovaný výrobca alebo typ/. XB3 dostane 4 giga ram. PS4 iba 2 giga. PS4 nebude mať defaultne zabudovaný HDD. XB3 na strané druhej áno - konfigurácia : 500 giga HDD a 8 gigová flashka. XB3 bude tiež disponovať novou a robustnou 24/7 online konektivitou plus masívna cloud-based integrácia počnúc rokmi 2015/2016.

EA games je veľmi nasratá na SONY /ktorá nijako neraguje na ich prosby o zlepšenie parametrov PS4/, pretože PS4 je oproti XB3 podvýživený bastard a značne to limituje ich možnosti pri zachovaní parity multiplatformových hier. Technickú úroveň hier to podľa nich poškodí rovako ako neprítomnosť vysoko kapacitnej optickej mechaniky a hardisku v dnešnom bill šmejde. Údajne sa EA progiši na XB3 a PS4 pozerajú ako na high-end PC a piece of shit bazmek z Walmartu za 200 dolárov /aj s monitorom/. Moja osobná poznámka - celé mi to vyzerá ako spravodajská hra SONY s cieľom pomýliť nepriateľa /ani to nebudem dávať šialené info o vývoji CELL 2.0 v Barcelone, v stredisku pre vývoj a výskum hyper výkonných CPU-GPU architektúr/. Koniec prenosu.

Making of Killzone 3

Video. Trochu viac sucho technické, než by sa vám páčilo, preto to premažem kusom vlastnej omáčky. Guerrilla Games /založený v 1999/ od roku 2005 patria pod SONY a celú dekádu sa venuje jednej hre. Séria Killzone o zabíjaní fašistov s červenými lampičkami namiesto očí. Od 2:35 minúty tam máte ukážku /už som ju tu pred rokmi mal/ konceptového CG videa v hrubej grafike, ktoré malo SONY presvedčiť aby im pomohli pretlačiť ich hru Killzone 1 na PS2ku. Následuje pasáž venované výstavbe scény /geometria, textúry shaders/. KZ3 má každý jeden frame na ktorom spočinie vaše oko postavené s prefabrikovaných dielov. Ak teda grafik podľa nakreslenej skice chce niečo pokladať - siaha do knižnice hotových lego prvkov a platí to aj pre "organické" materiály a predmety ako tá helghánska "džungľa". Je to luxusné, pohodlné, rýchle, lacné a fyzikálny/render engine takúto uniformitu priam miluje.

Nie je však žiadným tajomstvom, že KZ síce vyzerá fantasticky /hlavne vďaka svetlu, časticiam a postefektom/, ale prostredie nie je tak "bohaté" na detaily a auntenticitu ako konkurencia v New Yorku /Crysis a Generic Warfare/. Mimochodom všetko čo v tom videu uvidíte a počujete pochádza zo starších prednášok bežne dostupných na nete. Tu to máte na jednom mieste. KZ engine stále nepodporuje foliage - rastlinstvo. Žiadna tráva, listy, stromy. Ide o problém masového spracovania alfa transparencií pri deferred renderingu, ktorý sa už dnes dá ľahko poriešiť ale Guerrillas využívajú /zneužívajú/ fakt, že sa hra nachádza na nehostinnej plánete plnej generickej architektúry v dezolátnom stave , takže sa tomuto problému zatiaľ príliš nevenovali.

Ak som vám to ešte nepovedal - KZ engine už v roku 2012 predstavuje dosť zastaralého mamuta, nenechajte sa oklamať finálnym výsledkom /fantastické postefekty, vynikajúce particle systémy/, je to iba silná voňavka prekrýva pach psieho hovienka pod kobercom. Konkurencia už disponuje schopnosťou renderovať pravý sandbox priestor, tak aj pseudo dynamickú radiositou s denným cyklom, a pochopiteľne podpora pre foliage. Opakujem - tá "obmedzenosť" KZ3 enginu je daná reáliami v ktorých sa hra odohráva, preto by som rád videl ďalší diel na zemi, čo ich prinúti radikálne vylepšiť jeho možnosti so svetle ďaleko rôznorodejšieho prostredia, rastlinstva a dopravných značiek. Engine optimalizovaný pre povrch nášho mesiaca tiež nebude potrebovať 90% vecí, ktoré povinne vyžaduje pozemský engine.

Prostredná časť videa vás bude iste nudiť, ale spríjemním vám ju starou hláškou Santa Moniky, ktorá svojho času povedala, že by mohla vytlačiť z PS2 ešte o niečo viditeľne viac štavy bez jadierok, museli by však oželieť vyladené a pohodlné prostredie svojho herného editora stavaného viac na rýchlosť - tvorby herných asetov /čas sú peniaze/, ako rýchlosť hry. Hrubo povedané, pointa je však jasná. Video - viď od 25:25 minúty - veľmi pôsobivý rozklad G-buffera na jednotlivé zložky /normal, depth, albedo atď./ O pár sekúnd neskôr končí prvá časť a začína ta zaujimavejšia. Svetlo, častice, textúry.

Hneď v 28:00 minúte máte peknú prelínačku tej istej mapy na KZ2 a KZ3 engine, rozdiel je značný. Okolo 40 minúty sa veľa hovorí o časticových systémoch s jednou veľmi zaujímavou a impozantnou ukážkou, kde chrlia obrovské množstvo častíc /sú z nich zložení aj tí pobehujúci panduľáci !!/ ale z dôvodu, z ich pohľadu, nízkej kvality ju v hre nepoužili. Blbečkovia z Bioware na strane druhej neváhali ani sekundu /viď 1:35 minútu/ - pobehujúce 2-frejmové sprajtíky. Zaujimavá pikoška na záver - KZ2 používa statické riešenie pre výpočet globálnej iluminácie od Illuminate Labs /Turtle middleware/ dnes patria do Autodesk /Maya/. KZ3 však používa interné, natívne riešenie bz SONY !! Enginovky sú skutočne počítane v engine hry, žiadne CG, a výsledok je pochopiteľne preto tak fantastický, lebo PS3 môže hodiť celý výkon /a pamäť/ iba do "grafiky". A to je všetko. Takže ak chcete aby sa grafická technológia stojaca z Killzone univerzom posunula o kus ďalej - potrebujeme buď nový hárdver, alebo presun na matičku zem, pre ktorej zákerné finesy toho času nie je engine prispôsobený.

Gran Turismo - rock solid 60 fps

Viete, keď mi v aute, v jednom či v druhom niečo čo i len ťukne tak to počujem, a idem za tým. Nasiera ma preto, keď GT5 už existuje vo verzii 2.03 a je úplne zjavné, že kód sa optimalizuje smerom ku väčšej rýchlosti, ale nikde sa o tom človek nedočíta. Musím preto chodiť na blog toho japonského hňupa ps360 aby som sa dozvedel, že GT5 po poslednej záplate /patch/ beží konečne na famóznych 60 fps, a to nonstop a s takmer nemerateľným tearingom. Dole máte prehľadne porovnané dve verzie, tú na začiatku predaja z jesene roku 2010 a poslednú v2.03. Zrýchlenie o 16fps je proste fantastické. Trať, ktorú testoval /Londýn/ bola známa svojim strašným tearingom /strata synchronizácie vykresľovania frejmov s refreshom obrazovky/. Tento artefakt je už minulosť. A veľmi názorné video, jeho priame vloženie bohužiaľ zakázal, takže iba tento odkaz. Dobre sa pozerajte, niečo by ste si mali všimnúť. Hint - dve do oči bijúce veci, obe v grafickom departmente.

Ver1.00 Avg: 52.781fps Min-Max :44.0-60.0 fps Tear: 74.167% (73.021%)
Ver2.03 Avg: 60.000fps Min-Max :60.0-60.0 fps Tear: 0.911% (0.833%)

Ok, čas vám vypršal. Nielenže sa teda framerate zlepšil o tretinu a tearing o stovky percent. Ale nárastol aj počet aut na ceste z 12 na 16 !! A zo scény zmizli všetci panďuláci a vlajky, tým myslím, úplne všetci. Určite si počkám ešte na nejaký test v daždi s tisíckami častic, sľúbil to. Polyphony teda z hry odstránilo kraviny, aby zásadným spôsobom vylepšilo jadro hry. Tých stabilných 60 fps a 16 aut na ceste plus dramaticky vylepšená fyzika a audio /všetko v2.03/ za to podľa mňa stojí. A bob vie, čoho sa dočkáme o pol roka. Mimochodom veľkou slabinou RSX je práve vertex stage jej grafickej pipelajny. Je úplne jedno koľko polygónov vygenerujú SPE jednotky, sú to desiatky miliónov. RSX má však veľmi tvrdý /a malý/ limit stanovený na 250Mpolys/sec. A o tom si v blízkej budúcnosti tiež niečo napíšeme.

CELL >>> i7

Reagujem na spoločenskú objednávku. Nedávno som tu prdol jedno video z Bugthesda zvratku menom Skyrim. Chlapík tam v PC verzii spúšťal dolu kopcom 2500 bochníkov syra. Otázka zneje koľko trýznivo dlhých minút by musela PS3 renderovať jeden frame tejto "obdivuhodnej" ukážky sily PC master class výkonu ? Pri odpovedi si pomôžem technologickou ukážkou Infernal Engine® VELOCITY® Physics PS3, ktorý poháňal multiplat hru Ghostbusters. Čo tam teda vidíme ? Na plne nasvietenej scéne bežiacej v reálnom čase máme až 4000 objektov, drvivá väčšina je zničiteľná, a mimo solid-rigid body telies /nábytok, auto/ tam máme aj niekoľko soft body panduľákov /náročenejších na výpočetný výkon/ a dokonca aj rope physics ukážku pružneho lana-slizu.

Autori spomenuli aj následovné - celá ich fyzika beží prednostne na CPU /multithread/ a radi prenechajú celé GPU iba pre grafické operácie. Nevezú sa na hysterickej vlne, ktorá považuje GPGPU vlastnosti CUDA PC grafík nadradené akémukoľvek inému typu silikónu. Naopak sa veľmi pochvalne vyjadrajú na adresu CELL CPU. Citujem: "PS3 verziu týchto fyzikálnych ukážok prezentujeme najradšej. Zvládne všetky typy telies solid-soft-rope a to dokonca lepšie než PC build bežiaci na i7 a na všetkých jej 8 HW threadoch."

Ak teda šesť rokov starý CELL aplikačne-herne devastuje najnovšie intel CPU, prečo ho nedať aj do PS4. Obzvlášť, ked pomer cena/výkon/spotreba je vynimočne dobrý. Sledujte. Prvá verzia CELLu v PS3ke začínala na 90nm technológii s čistá spotreba siedmych SPE /bez PPE/ činila spolu 35w. Veríme, že nás SONY ešte obdaruje PS3 super slim verziou, kde bude CELL na 28nm a vtedy bude jedna SPE žrať iba jeden watt. Exclamation marks !!! Čisto laicky to teda znamená, že mýtické CELL super CPU v konfigurácii 4xPPE + 32xSPE by na 28nm bez zásahu do architektúry /dá sa pochopiteľne vylepšiť/ spotrebovala do 75w, rátam do toho aj integrované zbernice, rozhrania a PPE jadrá. Výkon cez jeden TERAFLOP.

"GPGPU is not as fast in running code with a lowish threadcount, lots of jumps, and small local memory pool."

Ak teraz niekto povie, že GPGPU CUDA PC grafika ten výkon má už dnes, potom vedzte, že ste podľahli marketingovým blábolom Nvidie a spol. Všetci samozrejme vieme, že dnešné špičkové PC GPU obsahuje stovky a stovky sub-procesorov. Zdanlivo gigantický výkon. V skutočnosti táto bezprecedentná paralelizácia iba maskuje latenciu ozrutne giganticky pomalých pamätí a render pipelajny vôbec. A nielen to - latencia pri spracovaní samotných inštrukcií vašich milovaných DX 11 shaders je tak veľká, že je GPU nútené to riešiť skrze zvýšený počet vláken-threadov vášho shader programu /ich počet je vyšší ako pri optimalizovanom CELL kóde/. Síce ide o automatizovaný proces, ale pekne drancujete ten kvázi teraflopový výkon.

Programátorsky komplikovaný CELL je zrazu ako leháro so studeným pifkom za teplého nedeľného ráno. Presne ten istý problém rieši aj prenosná PSV, preto tie štyri "redundantné" grafické a CPU jadrá. Minimalizácia nepriaznivých javov ako mem latencia, instruction stall, cache miss je vlastne alfa a omegou mierne šialeného designu CELL procesora. Teda - ako spojiť strašne výkonnú výpočetnú časť /1-5 ns/ s mimoriadne pomalými pamäťami, zbernicami a externou pamäťou /desiatky nanosekúnd až stovky milisekúnd/. Ako vyriešiť to, že sa stále za niečím čaká.

CELL - C ako cesta, časť druhá

Ako cieľovú výkonnostnú métu pre CELL procesor si zvolili 1 TFLOP - 160 násobok Emotion Enginu PS2ky. Toshiba tlačila do popredia svoj asymetrický Force System, teda jedno riadiace CPU a veľa jednoduchých RISC procesorov s architektúrou VLIW /very long instruction word - veľký výkon s málo komplexným čipom, avšak s komplikovanejším kompilérom/. Jim Kahle z IBM chcel symetrický design založených na viacerých jadrách - derivát ich Power 4ky. A pretože už vieme, že Toshiba sa s IBM príliš nemusela, vládlo tu napätie a dusno. V jednej chvíli niekto z Toshiby povedal, že možno ani žiadne centrálne CPU potrebovať nebudú. To už Jim na pravidelnom sedení vybuchol a skríkol, že podobný návrh oni nikdy nepodporia. Ich úloha by sa vlastne týmto scvrkla iba na prostú výrobu čipu. Yamazaki ďaleko viac inklinoval ku IBM riešeniu a aj preňho hlasoval. Kutaragi však tento myšlienkový smer rázne zastavil, chcel obmedziť "počet pinov" a teda aj výrobnú cenu CELLu s patričnou matičnou doskou. Vznikol teda kompromisný hybrid kombinujúci centrálny IBM Power4+ procesor obklopený menšími a jednoduchšími sub CPU jednotkami /APU-SPE/. Tie mal pod patronátom aj Peter Hofstee, jeden z architektov prvého 1 Ghz Power CPU.

1xPPE /dual thread/ + 8xSPE /single thread/, cca 210 GFLOPs na 3.2Ghz

Hrubé základy CELL čipu sa položili na jeseň roku 2000, teda presne rok po predstavení PS2 prototypu na TGS 1999 !! CELL bol kuriozitou od prvého dňa, jeho subjednotky napríklad nedisponovali žiadnou "keškou". Každá mala namiesto toho malú dedikovanú lokálnu pamäť /LS -local storage/ o veľkosti 128KB. Pod tlakom Yamazakiho, ktorý už vtedy videl benefity tohto riešenia tento návrh prešiel aj do finálneho designu. Len sa veľkosť LS zvýšila na 256KB, ešte dalšiemu navýšeniu už bránila narastajúca latencia pri spracovaní dát. Ďalší boj sa odohral na poli inštrukčnej sady pre SPE-APU jednotly. Toshiba navrhovala VLIW s /viac podobné štandardnému CPU modelu/, IBM chcelo SIMD /single instruction - multiple data, akcelerácia objektovo orientovaného programovania/. V tomto kole zvíťazilo IBM.

Súboj pokračoval v počte potrebných inštrukcií pre toto nové SIMD APU. Suzuoki navrhol 200 inštrukcií, hlavne po skúsenostiach s programovaním pre vektor jednotky EE CPU. Avšak jeden starý prďola z IBM - Marty Hopkins /pracoval na slávnom IBM RISC 801 CPU/ čosi len tak načarbal na papier /ukážku v strojovom kóde/ a neskoršími simuláciami sa dokázalo, že menej je v tomto prípade skutočne viac. Išlo zároveň o jeho poslednú prácu pre IBM, Martyho návrh má cca 100 inštrukcií.

Na jar roku 2011 bola konfigurácia CELL BE procesoru stanovená na 4xCELL bunku, každá s 8xSPE na 4GHz, teda 32 SIMD APUs = 1 TFLOP. Mozgovým centrom vývoja sa stal americký Austin. Výzkumné centrum IBM. Tu sa zhromaždilo cca 400 inžinierov troch firiem, medzi nimi ďalšie kapacity ako Eiji Kasahara /další ex NEC/, Haruyuki Tago z Toshiby, Ted Maeurer /IBM/, Michael Day /IBM/. Čo meno to pojem. Leto roku 2001 však prinieslo aj prvé vážne technologické problémy. Odber prúdu pre 1TFLOPs 4x CELL riešenie bol gigantický a v podmienkach konzoly nerealizovateľný. Mierne obavy preto mali všetci z Kenovej reakcie. Napriek zníženiu počtu SPE z 8 na 6, alebo CELL buniek na dva z pôvodnych štyroch sa problém stále nepodarilo vyriešiť. Svoju hnusnú tvár ukázala aj finančná náročnosť pri zamýšlanom 90nm procese. CELL s výkonom 1 TFLOP bol proste príliš drahý a papal príliš veľa šťavy. Pochopiteľne s tým súvisí aj "odpadné teplo" a množstvo neúspešných redizajnov chladenia jednotlivých prototypov.

PS3 - najdrahší vývoj, najdrahšia konzola

Škrípanie zubov teda doprevádzalo rozhodnutie Kutaragiho akceptovať degradáciu na riešenie 1xCELL na 3.2Ghz s 8xSPE a teda výkon na úrovni cirka 256 GFLOPS. Aby toho nebolo málo, "vyťaženosť" čipov z IBM FAB továrne bola prekliato nízka. Teda množstvo 100% funkčných CELL procesorov. Problém bol hlavne so stabilitou SPE jednotiek. Vtedy sa vlastne prikročilo ku ďalšej redukcii designu a do PS3 sa montovali všetky CELL procesory s aspoň siedmymi funkčnými SPE. Ta ôsma aj keď náhodou funkčná bola - je vždy "odpojená". IBM ešte k tomu prilepilo vysokovýkonné zbernice od firmy Rambus počas vývoja PS3 známe pod pracovnými názvami projekt Yellowstone a Redwood /XDR radič a Flexio/ a CELL bol definitívne hotový.

Napriek označeniu CELL Broadband Engine sa nikdy nepodarilo vzhľadom na primitívnu online infraštruktúru - naplniť predstavu o distribuovaných "broadband" výpočtoch po sieti. Kutaragiho sen o matrixe. Zlýhal tiež grafický návrh Toshiby /majú na triku aj grafickú časť pre PS2/ - ich extremne výkonný rasterizér sa nedal za rozumnú cenu vyrobiť a Kutaragi nakoniec aj tak potreboval hlavne softvérovú kompatibilitu na úrovni DirectX a OGL APi. Preto na konci roka 2003 oslovili Nvidiu a napasovali tam neskôr ich NV 7800 pod názvom RSX, avšak s výkonom znížením asi o polovicu kvôli redukcii počtu ROPs /raster jednotky z 16 na 8/ ako následok zúženia zbernice do grafickej pamäte - z 256 na 128 bitov. Išlo o rozhodnutie Kutaragiho, ktoré malo v budúcnosti priniesť okrem mora výkonnostných problémov aj možnosť rýchleho zmenšovania grafického čipu a teda pokles ceny /čo bol bohužiaľ primárny cieľ/. V roku 2005 na E3ke šéf Nvidie povedal, že RSX je rovná výkonom dvojici GeForce 6800 Ultra.

Ďalšia história je už dobre známa. CELL sa nakoniec presadil iba ako CPU pre jednu konzolu. IBM s jeho serverovým využitím veľa vody nenamútila, napriek ďalším výrazným vylepšeniam /D2 verzia v konfigurácii 2xPPE + 16xSPE/. Toshiba a jej SPURS multimediálne akcelerátory v so 4xSPE na polovičnom takte síce fungovali, trh však neprejavil väčší záujem. Ken Kutaragi niesol následky za výslednú cenu PS3 spôsobenú hlavne dvojicou ním protežovaných súčastí PS3, prvou je pochopiteĺne CELL, druhou veľmi drahá BD mechanika. Na jeseň roku 2006 bol za trest odvolaný z funkcie prezidenta SCE - Sony Computer Entertainment. V jari 2007 odišiel aj z funkcie čestného "odoženého šéfa", aby v lete roku 2011 skončil vo funkcii "staršieho" technologického poradcu, bez akýchkoľvek veliacich právomocí. Ešte pred tým však na jeseň roku 2009 IBM ohlásilo zrušenie naplnenia pôvodného projetku "CELL 4xPPE+32xSPE1 - TFLOP" a táto mimoriadne drahá a ambiciózna kapitola z vývoja revolučných mikroprocesorov sa považuje za definitívne ukončenú.

Patrí sa ešte povedať, že CPU v bill šmejde je tiež produktom IBM, a jeho tri symetrické PPE jadrá, de fakto identické a riadiacim CPU CELLu a mimochodom ukradnuté od SONY - vlastne naplnili tú predstavu, ktorú v IBM už raz plánovali pre PS3, ale Ken im to zatrhol. Ken je pasé. Ostal však Takeshi Yamazaki, ktorí ako vieme uprednostňoval tiež riešenie od IBM. Vieme aj to, že IBM získalo zákazku pre všetky tri konzoly ďalšej generácie - Wee Urinal, xcrap 720 a PS4. Keďže tu už niet vizionára Ken Kutaragi a Yamazaki to má teraz pevne pod palcom je pravdepodobné, že sa dočkáme nejakého veľmi jednoduchého a prehĺadného riešenia založeného na Power7+, alebo PowerA2 IBM architektúre. Veľa symetrických jasier, homogénna- jednotná ISA /inštrukčný set, PS2 a PS3 rozdielne inštrukčné sety pre EE a VU, alebo PPE a SPE/ a veľa threadov.

Playstation Vita nám túto filozofiu už celkom jasne naznačila. Obsahuje masovo rozšírené, mierne modifikované, lacné a výkonné CPU/GPU čipy od PowerVR a ARM. A vzhľadom na ich prítomnosť v každom druhom mobile a tablete to umožní bleskurýchle znižovanie ceny. Ešte sa vrátim ku PS3. Ako vidíte bojovalo sa tam o každý meter - CPU, GPU, BD mechanika, pamäť /SONY určite reagovalo na jej zvýšenie pri xcrape z 256 na 512 mega/ a v ktoromkoľvek bode sa vlastne mohlo rozhodnúť v prospech niektorej z početných myšlienkových línií. Ken si vtedy ešte mohol dovoliť ten luxus uvažovať - veľkoryso. Dnes v čase ekonomickej krízy a konca kapitalizmu to dá vznik už "len" rýdzo pragmatickej a funkčnej konzoly bez výstrelkov. PS4.

CELL - C ako cesta, časť prvá

PS2 je konzola na večnosť zapísaná do siene slávy herného hárdvéru. Je dosť možné, že sa jej predajné čísla blížiace sa ku číslu 160 miliónov už nikdy nepodarí prekonať. Určite nie nejakou klasickou konzolou - autonómna krabica s ovládačom. Článok venujem jej nástupcovi a hlavne srdcu PS3ku - CELL Broadband engine, ktorí začal vznikať takmer v tej istej chvíli, ako japonskí hráči rozbaľovali prvé krabice s PS2. Neverte teda tomu, že takmer päť rokov od štartu PS3 nemá SONY jasno v tom, ako pokračovať s PS4 ďalej. Na úplnom konci druhej časti článku už budete aj sami poznať odpoveď na na otázku, ako si vlastne poradíme bez Kena Kutaragiho ?

Hlavné postavy príbehu o vzniku CELLu - Masakazu Suzuoki, šéf SCE divízie pre vývoj mikroprocesorov a hlavný architekt PS2. Takeshi Yamazaki, SCE, ex-NEC inžinier a špecialista na pamäťové systémy a distribúciu dát. Ken Kutaragi - hlavný šef. Mitsuo Saito, hlava vyvojového centra Toshiby a projektový manažér pre Emotion Engine - PS2. Jim Kahle a Peter Hofstee, a Marty Hopkins čip dizajnéri a múdre hlavy z IBM.

Osemnásty september-září roku 1999. Tokyo Game Show. Teplá jeseň víta dychtivých náštevníkov, ktorí sa náhlia do časti určenej pre SONY. Chcú na vlastné oči vidieť Playstation 2, ktorej špecifikácie boli ohlásene ešte len pred piatimi dňami. Celkovo 17 kusov čierných prototypov. Drivivá väčšina z nich ako demonštrátori technologických ukážok, alebo hier vo vývoji. Masívne hype obklopujúce dva čipy Emotion Engine /EE/ a Graphics Synthesizer /GS/. Aké úžasné hry na nich asi môžu bežať ? SONY stánok je nabitý až po strop.

V rovnakom mesiaci, v ktorom bola odhalená PS2 má v japonsku premiéru dnes kultový film - Matrix. Krstný otec playstation 1 a 2 je ním úplne nadšený. Ken Kutaragi. Jeho dobrý priateľ a prvá ruka Masakazu Suzuoki dobre chápe jeho nadšenie. Veľký Ken už vtedy javil eminentný záujem o virtuálny svet formujúci sa na na svetovej internetovej sieti. "Sieť sama sa čoskoro stane jedným gigantickým superpočítačom." Suzuoki si nemyslí, že ide o snívanie s otvorenými očami, a už teraz, pol roka pred ostrým štartom PS2 a na prosbu Kutaragiho rozmýšľa o jej nástupcovi, ktorý by tu myšlienkui vedel podchytiť. A dobre vie, komu by rozpracovanie tohto nápadu, teda základný výzkum, mohol zveriť. Chlapík s čerstvým PhD titulom, ktorý sa ku nim pripojil pred pol rokom - Takeshi Yamazaki.

Yamazaki bol známou persónou dávno pred tým ako ho zamestnali v SONY. Hráč, ktorý verejne prezentoval spôsob-špekuláciu ako zostrojiť hernú state-of-the-art konzolu, a jeho návrhy a diagramy sa až zarážajúco podobali srdcu PS2, ktoré tvorila dvojica super čipov EE+GS. Pri prijímacom pohovore v jeseni roku 1998 ho v kancelárii vítal sám Ken so širokým úsmevom. Sám chodil často na Yamazakiho sajtu, čo boli aj jeho prvé slová na uvítanie. Neskôr sa dozvedel, že Kutaragi a Suzuoki ho mali už dlhšie vytipovaného ako rodiaci sa talent ideálny pre ich budúce plány. Yamazaki a Suzuoki začali teda v tichosti pracovať na koncepte CELL procesora práve v deň, keď celá TGS žila predstavením PS2. Pri pravidelných pracovných brainstormingoch spolu s ďalšími 5-10 dobrovoľnikmi špekulovali ako definovať základy ďalšej konzoly. Ako asi bude vyzerať svet o 5 rokov, aký výkon bude potrebný, akú technológiu výroby použiť ?

Jednu hodinu cesty vlakom od nich sedela iná skupina rozmyšľajúci nad tým istým problémom. Technologickí ninjas firmy Toshiba na čele s Mitsuo Saito. Veľká časť pomáhala práve pri vývoji Emotion Enginu. Aj keď vedeli, že stvorili špičkové CPU v segmente spotrebnej elektroniky, trúfali sa na ďaleko odvážnejšie veci. Napriek dlhoročnej známosti Saito s Kutaragim nebolo nikde napísané, že Toshiba sa dostane aj ku vývoju na ďalšej SONY konzoly. Bola dobre známa neústupčivosť Kutaragiho, ak stála niečo v ceste naplneniu jeho predstáv. Práve preto chcel Saito príjsť na prvé "ohlášky" dobre pripravený s úplne novou filozofiou nazvanou Force System. More malých spolupracujúcich paralelných RISC procesorov, ktoré sa budú snažiť obísť limity nárastu pracovných frekvencií, tie už vtedy boli dobre známou budúcou hrozbou.

Do SCE teda napochodovali so simulovanou ukážkou renderingu na podobnom systéme. Problémom čislo dva, ak by tu zakázku získali, bolo dosť kvalifikovanej pracovnej sily. Už na PS2 tam Toshiba zamestnala 200 ich špičkových mozgov, na PS3 ich bude treba iste o čosi viac, a podobne kvalifikovaní ľudia, len tak na strome nerastú. Chceli preto vybudovať nový vývojový tím v mekke high technológií - Silicon Valley. Ostatne už Emotion Engine mal vysačku s adresou - Toshiba America Electronic Components, Inc. Silicon Valley. Takto vyzbrojení čakali na odpoveď zo SONY.

Jar roku 2000, štvrtý marec-březen. "Jeden milión predaných PS2 behom troch dní". Fenomenálny úspech po masívnej kampani, hystéria, bezprecendentný všetko prekonávajúci záujem o novú SONY konzolu. Kutaragi, Suzuoki, a Saito žiaria od radosti. O niečo neskôr zvoní v Toshibe telefón. Ken chce pozvať Saita na trilaterálne stretnutie ohľadom rozbehnutia prác na novom CPU pre budúcu PS3. Tým tretím do partie má byť IBM. Saito je dosť prekvapený. Na začiatku roku 1999 totiž po návšteve IBM HQ podal správu do SONY a nemyslel si, že Toshiba s jej komerčnými výrobkami a IBM so špičkovými CPU pre high end servery je tá správna kombinácia. Saito, Kutaragi a chlapík z IBM sa stretli v hotele Roppongi neďaleko od sídla IBM Japan. Kutaragi chcel mať IBM v tíme za každú cenu, Saito to nakoniec akceptoval. Medzi SONY a Toshibou totiž vládlo isté napätie a pachuť z vývoja Emotion Enginu, keď bol Saito vždy trochu pozadu s termínami a ohrozovalo to plánovaný štart PS2. Ken sa teda rozhodal staviť hlavne na profesionálov z IBM, aby tentokrát rozvrh prác sedel presne.

Nový hárdver = jediná záruka inovácie

Koncetrované zlo, číra demagógia, manipulácie, ovplyvňovanie svedkov, krivá výpoveď. Špinavá židovka Robin Kaminsky zakladateľ a riaditeľ firmy 1st Street Partners, Inc. poskytujúcej konzultačné služby, rady, a strategické plánovanie klientom ako - Take 2, THQ, Majesco Entertainment, Trion World, Gai Kai, DECA, Beam Global Wine and Spirits, Guthy-Renker a LAIKA. V rokoch 2005-2008 pracovala aj pre nenažratých židákov v Activision. Ešte viac v minulosti rozdávala rozumy pre Coca-Cola Company, Revlon, Johnson & Johnson a DMB&B.

Game Development Stagnating Without New Consoles

Tak táto určite veľa krát pretiahnutá kurvička zahlásila, že už toho bolo dosť a staručké konzoly zásadným spôsobom brzdia rast herného priemyslu, a hráči doslova vyžadujú nový a inovatívny hárdvér, hry. Kunda sa bojí o prémie a pokles predajov krabicových hier nedáva na vrub búrlivému rastu digitálneho sťahovania a enormne presýtenému trhu plného hier, ktoré by nestíhal hrať ani hráč na plný úvazok 24 hodín denne, 7 dní v týždni. Kdeže. Pravou príčinou je NEDOSTATOK inovácie, kreativity na príliš starých konzolách.

"Inovatívnou" silo dneška je pre ňu Apple a jeho iPAD. Aj to iba pre jeho rýchlo rastúce percentá. Inak ta píča nevie, nedokáže pomenovať, povedať ako si vlastne tu "inováciu" predstavuje. Je snaď iPAD niečím kreatívne herne prínosným. Tupá "obrazovka" bez adekvátneho ovládania, hry po 0.99 USD, ktoré iste ponúkajú developerom gigantické marže. Ona má tú drzosť ukazovať na vysokú cenu a neoriginalitu AAA hier /60USD/, ktoré len recyklujú to staré a neponúkajú dostatočnú motiváciu na ich kúpu, keď sama túto politiku rozpracovala pre Activision. Má obavy z rastu nákladov ná vývoj AAA hry, čo môže potopiť mnohé firmy. Vážne, spochybňuješ neviditeľnú ruku trhu, chceš regulovať koľko chce kto vraziť do vývoja hier. Minecraft mieri nezadržateľne ku 4 miliónom predaných kusov, náklady na vývoj sú 100 násobne nižšie ako pri sračkách od Activision. Pritom ide o najinovatívnejšiu hru za posledných 10 rokov a bez problémov si vystačí aj s PS3kou.

Stála piča, už asi piaty krát v tej svojej analýze, plačeš že chceš nový inovatívny hárdver /čo to doboha vlastne je ??/. 3Ds display je o hovne, Weemote+ podpora až pre 2 hry, Kinedryl ktorý Carmack nechce do svojho RAGE, MOVE sa predáva len aby sa nepovedalo. Píča povedz mi kde je ten tvoj inovatívný hárdver, inovatívna gameplay ktorý pritiahne ku hrám miliardy. Chceš ďalšie zkurvené "inovatívne" jednoúčelové gimmick bazmeky, ktoré dolujú prachy z naivných, tupých idiotov.

Už som to tu raz rozoberal. Vylízanec Shigeru Miyamoto zahlásil, že potenciál Weemote a Wee je na 110% vyčerpaný /boha!!/ a je čas vymyslieť niečo "nové". Wee Urinal. Tablet. Žijem asi v strašnom omyle, že hra je softvér, softvér je myšlienka, a myšlienka je človek, nie kus pokurveného plastu alebo periférie. Katamari je inovatívna hra, nepotrebuje tablet, alebo zalagované, vygumované ovládanie epileptickými pohybmi tela.

"Ďalšia generácia konzol a hier by si mala uvedomiť, že zákazník je mobilný, aktívny tvor, schopný hrať kedykoľvek, kdekoľvek. Optimalizovať hru na krátke a dlhšie dávky, dôraz na herné portfólio celého spektra hier od hardcore pre kazuálne pindoviny, podporovať nové typy ovládačov, hráčmi generovaný obsah, nové modely platby za hry, komunitn0 a sociálne sračky .. bla bla."

Panebože. Ta kunda opisuje presne to, čo posledné roky intenzívne robí SONY ako jediná na trhu. Je to future proof PS3 a symbióza s PSP/PSV. Remote play, transfarring, prenosné saves medzi PS3-PSV. Cloud saves. Nová jesenná "herne sociálna" HOME+. Bezplatná PSN-MP. MOVE. 3D zobrazenie. Ty piča všetko to na starej konzole. Je to tá SONY, ktorú máš v zuboch a ani raz si ju v tom pamflete nespomenula. A podobným kundám, s hubou plnou vzletných a všeobecných fráz platia firmy ťažke prachy za ich cenné rady. Chčijem ti na vagínu ty nula.

Tri esá

Japončíci z Tri-Ace často používa svoju JRPG sériu Star Ocean /SO/ ako platformu pre prezentáciu svojho the state of the art programátorského umenia. SO1 z roku 1996 pre SNES sa rozvaľoval na najväčšom hernom kártridži, ktorý bol pre tútu konzolu kedy použitý - rovných 48 Mbit /fotorealistický "CG" Donkey kong country - 32 Mbit, Final Fantasy 6 - 24 Mbit, Legend of ZeldaA Link To The Past - iba 8 Mbit !!/. Neostali však iba pri tom. Do vnútra kártridža vložili špeciálny čip S-DD1, ktorý v reálnom čase dekomprimoval herné dáta stlačené algoritmom firmy Ricoh s názvom - ABS Lossless Entropy. Star Ocean 1 a Street Fighter Alpha 2 boli jediné dve hry, ktoré ho svojho času použili. SO1 v porovnaní s konkurenčnými FF6 a Chronotrigger obsahoval ohromné množštvo grafiky a zvukov/viď aj digitalizovanú reč v intre/.

Neobmedzený bezhraničnou kapacitou herného CD pokračovali v spanilej jazde druhým dielom na Psone /v 1998/. Bombastické intro, zvuk a herná grafika. Na PS2 /DVD/ s hrou SO3 v roku 2003 prišli medzi prvými s grafickými finesami ako SHL /Sperical harmonics lighting/ pre jednoduchú implementáciu javov globálnej iluminácie, HDR /High dynamic range/, bloom, atmosferic scattering /rozptyl svetla v priestore na čiastočkách oprachu, alebo vodnej pary/ alebo viac úrovňový depth of field skutočne špičkovej kvality. Všetko dosiahli hlavne vďaka využitiu mocných VU jednotiek Emotion enginu.

Dnes nám svojou video ukážkou prezentujú možnosti svojho najnovšieho grafického "next gen" enginu. Ako inak na asetoch série Star Ocean. Video vzbudilo značnú pozornosť. Veď v 720p rozlíšení na 30Hz vlastne ukazuje grafiku na úrovni veľmi kvalitných CG animačiek. Moje školené oko tam však vidí "iba" roky skúseností nielen z práce na PS2ke. Technický rozbor video a ppt prednášku máte na ich stránke. Ušetrím vás však technologických žvástov. Ameriku nevymysleli, iba precízne a maximálne optimalizovane našili všetky známe grafické postupy na existujúci hárdvér konzol. A majú tam úplne všetko: globálnu ilumináciu, motion blur, inovatórsky korigované tieňovanie pre ambientnú a spekulárnu zložku svetla spolu s pravým HDR, depth of field plus dnes obľúbený bokeh efekt.

Vlastne ani nie je dôležité o nejakej grafike vôbec hovoriť. Pre Tri-Ace tento engine znamená úžasné zjednodušenie práce grafikov a masívne obmedzenie používania rôznych grafických hackov a fake techník pre dobrý vzhľad scény /citujem ich vlastné slová/. To jest úspora času sa rovná úspora peňazí, viac zrealizovaných hier v kratšom čase. Zvyšku sveta to isté video ukazuje, že sa japonci cirka s 5 ročným oneskorením dotiahli na západniarsku grafickú špičku. Či už spomenieme Naughty Dog, alebo Crytek, ktorý však na ten istý vizuál potrebuje raz tak dobrý hárdver.

Matt Swoboda - Phyre 3.0

Herný priemysel a doterajší biznis model tak ako ho poznáme posledných 30 rokov je nielen podľa mňa zakapatou hnilou rybou. Koncentrovať svoje úsilie iba na vývoj hardcore hier po 60 USD je dnes nedostatočné, dokocna riskantné a smrdí to v blízkej budúcnosti rýchlym odchodom mnohých malých firiem zo scény. Nebudem tu analyzovať čo sa bude diať o 5-15 rokov. Americké tlusté deti, ani hráčov COD/HALO/Gears sračiek to nezaujíma a tí čo do toho vidia, tak vedia. Pre nás ostatných v skratke - SONY a velkí herní vývojári vôbec musia masívne diverzifikovať zameranie svojich aktivít aj na všetky tie ostatné "platformy" mimo herných konzol. A pod hernou platformou myslím aj facebook, web browser hry /explozívna expanzia na obzore/, a segment mobilov, ktoré ako veríme by raz mali úplne eliminovať klasický handheld /zdorazňujem to klasicky, teda jednoúčelová krabička iba na hry/. Samozrejme najväčšia debata sa bude viesť na tému - predáme 100 miliónov hier po 0.99 USD, alebo 20 miliónov po päťdesiat. Ohavné dojenie naivných hráčov cez tzv. DLC - v skutočnosti vytrhnutá časť pôvodnej hry, ale predavaná osobitne a za extra cenu - to všetko bude veselo pokračovať ďalej.

SONY teda ďalej bude ako jediná z pomedzi veľkej trojky ponúkať tie najlepšie hry pre domáce konzoly, prenosné handheldy, a po novom aj pre mobily /aktivita PS Suite pod Androidom/. PSN jej umožňuje predávať aj lacné fláky od jedného po 20 USD /taktická RTS Under Siege s absolútnym editorom za 19.99 USD/. A jednou z oblastí, kde sa začína stavať na nohy je vývoj vlastného multiplatformového enginu pre PS3-PSP-PSP2 a PC s názvom Phyre engine. Je totiž prejavom zúfalstva a totálne nezvládnutého manažmentu tejto hernej generácie, že na trhu už roky žiadny iný, aspoň slušne fungujúci multiplatformový engine, okrem otrasnej Unreal 3.x - NIE JE. Pri PS4 a xcrap 720 bude situácia presne opačná. Už tu nebudú naivní blbečkovia žijúci v PC limbu "master class" snažiaci sa naportovať tie pre PC vyvinuté zastaralé Unreal, Gamebryo hnusy na konzoly. Dodnes sú tie Dx9.0c - single thread patvary plátané, a patchované pre multicore-multithread HW konzol na reálne možnosťami na úrovni DX 9-11 GPU triedy.

Flower - Phyre 2.x

Matt "Smash" Swoboda je dobre známa firma pre všetkých, čo podrobne sledujú PC demoscénu. Po nociach funguje ako špičkový programátor, člen veľmi známej demo grupy Fairlight. Viď aj demo, ktoré má z veľkej časti na svedomí on sám - Frameranger z 2009 /technologická rozborka/. Ako inak deferred rendering, a časticovo-fluidné efekty na ktoré je expert. Cez deň pracuje pre SONY /od roku 2006 / a konktrétne Phyre engine je jeho vypiplané dieťa. Časti starého kódu ešte pod názvom SONY PSSG /paralelizovaná tvorba grafiky, a riadenie toku dát na viac jadrových systémoch/ skončili aj v enginoch fy Codemasters /Neon, Ego/ v hrách Operation Flashpoint alebo Dirt. Phyre engine dnes vo verzi 3.0 a v oficiálnej distribúcii od budúceho mesiaca zadarmo pre licencovaných playstation vývojárov a je konečne dostatočne róbustným balíkom vo svojich dvoch hlavných zložkách. Za A - prepracované a špičkové grafické, animačné jadro s fyzikou podľa výberu /Bullet, Havoc, PhysX/ - deferred rendering, najmodernejší tile based DR, časticové systémy bežiace na SPE /napríklad rozpad predmetov, avatara na partikle, simulácia tekutín/, kľúčový SPE culling /ktorý Crytek "nestihol" pre Crysis 2 na PS3ke/, teselácia terénu, foliage systém /stromy, tráva/, SPE rasterizácia, riešenie transparencií, najnovší MLAA a rýchlejší algoritmus s minimalizovaným počtom nežiadúcich subpixel artefaktov, uber shader podpora /výšší komfort vývojára pri kompilácii shader kódu paralelne pre rôzne HW systémy/. Za B - druhou a prakticky aj tou dôležitejšou časťou, doteraz hrubo nedostatočnou, je samotná tvorba asetov, scriptov, konverzie dát, editory všetkého druhu atď.

Demon's Souls - Phyre 2.x

Dokážem vymenovať nejakých 50 hier, ktoré ho už používajú a didaktickým príklad je firma thatgamecompany, ktorej všetky tri hry bežia na jeho rôznych, stále novších a funkciami vylepšených verziach. FlOw v 2D, Flower v 3D so stovkami tisícoui stebiel trávy, a najnovší Journey /časticové hry s pieskom, cloth fyzika/. Napriek nesporným kvalitám enginu, hlavne vo verzii 3.0 išlo doteraz o platformu určenú pre dev tím, ktorý nemá dosť peňazí na to, aby sa jeho objektívne kvality naplno rozvinuli, preto aj hry na ňom vytvorené vyzerajú "lacno". Česť výnimkám, alebo viď video hore hry Demon's Souls. Faktom je, že umožňuje tvorbu technicky veľmi kvalitného projektu v plnom 720p rozlíšení + vysokokvalitný MLAA, veľmi pokročilý tile based DR /ako nový frostbite 2.0 pre BF3/, a metre SPE akcelerovaných efektov /DOF, motion blur, SSAO, fyzika tekutín/. Je to v ostrom kontraste s tureckým zasranom, ktorý po rokoch sľubovania zo seba na PS3ke vykydol ten sub HD Crysis 2 hnus bez AA na 15-25fps s tak agresívnym LOD biasom, že predmety, tieňe, detaily vám vyskakujú pod nohami ako žaby pred kosačkou na trávu. Mytický X-engine microsoftu ostáva naďalej iba zbožným prianím xbotov. Bill je rozmaznaný idiot bez vízie, a jediné čo dokáže, je za cenu obludných investícii /prachy z predaja WinOS, Office/ umelo udržiavať xcrap pri živote.

CELL - vyhodíš dverami, príde oknom

Po piatich rokoch a s veľkou slávou močom pachnúce PC - flexibilitou grafickej pipelajny dobehlo a mierne predbehlo konzoly. Vďačí za to DX 11 API. Malým problémikom je nepoužiteľnosť posledných asi 5 modelov od Nvidie a ATI z dôvodu nechutného príkonu ich GPU. Ztrátové teplo, nechutný príkon, idiotské dvoj a trojslotové riešenia, 80 dB, 300w+ kraviny. Opäť to teda dnes skúsim čo najzrozumitelnejšie /vysvetľovať SPE soft coarse oklúziu vám určite nebudem/. Chcem, aby ste pochopili, kde vlastne dnes vývoj grafického renderingu smeruje. Prečo je CELL požehnanie z nebies, a prečo sa "65 wattová" PS3 rehotá do zaprdeného ksichtu dnešného PC herného mainstreamu. Následuje nevyhnutné a stručné teoretické minimum.

Forward rendering /FR/ - vhodný pre jednoduché scény s veľmi nízkym počtom svetelných zdrojov /2-4-8/, geometriu je nutné spracovať opakovane pri každom novom svetle dopadajúcom na váš polygón, neefektívny light culling /"prestaň svietiť, aj tak tam práve teraz nevidím"/, vysoké nároky na pamäť /všetky render targets musia sedieť rezidentne v pamäti/, neefektívny rendering malých polygónov. Killzone 3 realizovaný touto technickou by vyžadoval brute force prístup v štýle NV 580 SLI. Deferred rendering /DR - lighing+shading/ - oddelenie svetla od geometrie. Počet svetiel /200-1000/ per frame v porovnaní s FR ovplyvňuje celkový výkon enginu neporovnateľne menej, vysoko efektívny light culling, nižšie nároky na pamäť prepočítane per polygón/svetlo, povinné vytvorenie G-bufferu s MRT - multiple render targets umožňujúce extrémne flexibilnú manipuláciu s obrazom a svetlom. Problémy - nároky na priepustnosť, inkompatiblita s HW MSAA /svetlá sú "oddelené" od geometrie/, malá materiálová variabilita, malá ale predsa výkonová penalizácia pri prekrývajúcich sa svetelných zdrojoch /daň za ich vysoký počet/. Čiastočne riešenia - deferred lighting, light pre pass. Definitívne riešenie v teréne dnešných vedomostí a dostupného hárdveru - TILE BASED DEFERRED RENDERING /TBDR/.

Povinná odbočka. Alfou a omegou celého tohto rozprávania nebude ospevovanie ako CELL blazeovane chrlí milióny pixelov /soft rasterizácia - fp16 HDR, teda rovnaký formát ako pri RSX/. Nie. Pôjde o pixely a polygóny, ktoré nikdy neuvidíte. Vysvetlenie. V štandardnom PS3 grafickom móde 720p /xcrap je doma v subHD/ obsahuje tienidlo vášho LCD monitor cca 1 milión pixelov. Ak teda aj zoberieme polygón o veľkosti jedneho pixla, viac ako 1 melón by naraz viditeľný nikdy nemal byť. RSX má udávaný triangle performance setup na úrovni 250mega polygónov za sekundu /cirka jedna miliarda vertexov/. Pri 30fps hre to teda robí 8Mpolys na frame. A obrazovka ma iba jeden milión pixelov. Problém vyriešený, výkon dostatočný. Bohužiaľ nie.

typická Battlefield 3 scéna, PS3 SPA /SPE pipelining assembler/ je jasný víťaz

Obludnú časť toho výkonu stratíte pri spracovaní geometrie za tými časťami obrazu, ktoré z pohľadu hráča nevidíte. Za múrom je iný múr, za ním ulica, na nej auta, v nich panduľáci. Cieľom dokonalého enginu je odstrániť ABSOLÚTNE všetko/polygóny a to aj vrátanie spracovania vyžiareného svetla/tieňov, ktoré vy ako hráč zo svojej perspektívy nevidíte. Engine teda musí zistiť ČO vlastne vidíte, a urobiť to s čo najnižšími nárokmi na systémové prostriedky. Je to celá veda. A práve to sa skrýva pod tými pojmami ako oklúzia, culling, clipping. Celá pointa totiž je naozaj iba v tom, aby ste ich /polygóny, svetlá, animáciu, čokoľvek/ vyradili z grafického pipelajnu čo naskôr. Aby ani malý zlomok práce RSX/CELL nepadol na niečo, čo sa do vášho zorného poľa v danej chvíli nedostane. Verte mi - je to alfa a omega dnešného skutočne výkonného konzoláckeho enginu. A CELL je v tomto "odtraňovaní", a riešení viditeľnosti neskutočne výkonný. Neuveriteľne a svinsky. Light culling urobí ďaleko lepšie ako špecializovaný grafický hárdvér - RSX, NV 8800GT. Pri odstraňovaní polygónov svojou efektivitou hravo zničí xcrap, alebo PC intel i7 a to o aj stovky percent.

quadtree klasika vs TBRD moderna, nad 128 svetiel je to jasné

TBDR - ide v tom ako toho urobiť čo najviac tým, že toho urobím "málo" ešte ďalej. Rozrezanie frejmu na tiles a subtiles, malé grafické entity - SPE kód teda beží riešiť iba naindexovanú "dlaždicu", kde jej nahlásia "nežiadúci objekt" alebo "oblasť záujmu" a nelieta po celom obraze ako splašený zajac /platí aj pre riešenie transparentných plôch, alebo rasterizácie/, vytvorenie svetelných skupín, špičkový light culling /odskok od klasického DR rastie s počtom svetiel/, masívna paralelizácia, ideálne pre SIMD monštrá ako CELL, vyriešená materiálova pestrosť, výrazne znížené nároky na priepustnosť, AA poriešený ako screen space postefekt /MLAA, SRAA - subpixel informácie z G-bufferu/, na PC všetko via DX11.

deferred rendering: štandardka vs tiled, pre forward renderer by graf na výšku nestačil

Ide o absolútne moderné a najnovšie riešenie tej pravej efektívnosti grafickej pipelajny. Iba vďaka tomu dnes graficky špičkové natívne PS3 hry vyzerajú, ako keby tam snáď ani nebolo to 5 rokov staré NV GPU. Čim sa konečne dostávame ku firme DICE, a enginu Frostbite 2 /bude použitý v kilometroch EA hier a hlavne v Battlefield 3ke/. Všetko o čom som pri TBDR a DR písal je vo FB2 implementované. Pri PS3 verzii ide BEZPRECEDENTNÉ využitie CELLu ako DRUHÉHO grafického čipu /deferred lighting aj shading, aj port DX11 Compute shader PC kódu/, na pomery third-party vývojára niečo nevídané. Dokonca som milo prekvapený, že z C++ zliezli až na najnižšiu úroveň programovania. Mega výkonné SPE ASM programovanie. Third party firmy, tie vyvolené, zarábajú viac prachov na multiplatformách, ako only tituly a zákonite si môžu zaplatiť aj viac človeko-hodín a vývoj enginu na úrovni /alebo za ňou / tých najlepších natívnych first party produktov. Je to niečo, čo som avizoval už pred rokom.

Ďalej. Zmena organizácie dát, tak aby ich SPE prežuli čo najrýchlejšie z klasického AoS /Array of Structs/ na SoA /Structs of Arrays/. Ide o efektívnejšie spracovanie vektorizovaného kódu pre SIMD hárdvér, ktorým SPE jednotky objektívne sú. Cieľom je zvládnutie 4 "vektorov" naraz namiesto klasiky tj. jeden, po druhom - sériovo /SPE zvládne v jednom takte práve 4 x 32 bit "slová"/. Keď pred dvoma rokmi Ready at Dawn /super špičkoví kóderi na PSP, God of War séria/ povedali, že im je fyzicky zle z tých prašivých PC centrických enginov/middleware násilne portovaných na konzoly. Ukazovali prstom hlavne na posrané Unreal 3.x, alebo Gamebryo /Fallout/. Frostbite 2 /PS3/ je určite splnením ich sna. Ready at Dawn mimochodom pracuje na vlastnom super engine pre domáce konzoly.

Ako to teda pri porovnaní hry Battlefield 3 medzi PS3 a xcrap verziou dopadne ? Bude mať PS3 podľa všetkých predpokladov jasne navrch ? Podľa šéfprogamátorky Frostbite 2 enginu celkom jasne áno, povedané jemne diplomaticky. Ja vás však upozorním na klasické fekálne odmedzenia zo strany xcrapu. Celá hra je ladená na posrate malú veľkosť jeho eDRAM /4xRT + Z buffer sa rovná 20 mega pre G-buffer, KZ 2-3 ho má okolo 30 mega+ /. Tých 20 mega, tá "malosť" je spôsobená snahou nemať na xcrape za žiadnu cenu viac ako dve framebuffer tiles /eDRAM má 10 mega, G-buffer teda potrebuje 2 tiles, furikovanie dát medzi eDRAM + UMA, navyše nutnosť spracovať zbytočne časť dát - dvakrát, aj trikrát/. Akýkoľvek iný/vyšší počet posiela ten bill šmejd výkonnostne do totálneho hajzlu /penalizácie za spracovanie prekrývajúcej sa geometrie a shaders/. Xcrap nikdy nebol navrhnutý so zreteľom na deferred rendering. Parita s PS3 sa však z komerčných dôvodom musí zachovať - takže počet svetiel, počet objektov, počet MRT, počet partiklov, množstvo textúr. Všetko je podriadené tomu zasratému bill šmejdu so slabým CPU, bez HDD, s debilným 6.8 giga DVD. Mimochodom špičkové TBDR je v PSP 2 GPU vpálené na HW úrovni ako dedičstvo Power VR architektúry /celé roky - model od modelu vylepšované/.

Počítam, teda som

Mini súboj dvoch hárdverových špecialít v PS3ke a xcrape vyhral hypervýkonný CELL. Prilepená pidi eDRAM xcrapu suplujúca neexistujúca video ram s vlastnou zbernicou a sľubujúca "antialialing zadarmo" sa dnes ukazuje ako jasná brzda pravých next gen enginov /eDRAM - nízke rozlišenie, žiadne AA, patetické výsledky pri deferred renderingu, penalizácia pri spracovaní geometrie ak je príliš rozšafne použitý tiling, nutnosť presunu dát z eDRAM do UMA pred ich zobrazením/. CELL nie je tiež žiadne neviniatko, ale každá minúta času doňho vrazeného sa dnes vracia desaťnásobne. Je to dar z nebies s takmer nevyčerpateľným potencionálom. V roku 2009 CELL zažiaril v hre Killzone 2 /deferred rendering/, o rok neskôr prevratný SPE-MLAA antialiasing. Medzitým banality ako SPE shaders, culling, deteselácia, skinning, particle systémy, záplava postefektov, fyzika, AI, matematika. Cieľ pre rok 2011 - dynamická radiosita, globálna iluminácia /GI/, indirektné nasvietenie a emulácia DX 11/Shader 5.0 modelu.

To čo bolo pre multiplat vývojárov mordovanie so CELL procesorom, bude pre PC vývojárov trápenie s Compute shaders, alebo presnejšie DirectX Compute shader. Ide po teoretickej stránke o značne komplikovanú tému. Takže vám budem pomáhať každým podobenstvom a metafórou, ktorú najdem. Začneme tým, čo všetci viete. Dnešné GPU obsahujú stovky nejakých ALU a desiatky ROPs. ROPs - rasterizéri su maliari a skrze fillrate nám určujú ten klasický oldschool hrubý výkon. ALU sú aritmeticko logické jednotky a ich úlohou je rýchle spracovanie malých/veľkých časti grafického kódu - shaders. Pixel, Vertex, Geometry a Compute. "Vynález" shaders techniky nám mal pomôcť prekonať obmedzenia staručkej rasterizačnej generácie. Ok, úloha splnená. Dnes však práve v najaktuálnejšej súčasnosti pre nás klasická "shaders" filozofia opäť začína narážať na svoje limity v krajne výkonovo superkritických situáciach. Proste pod koňom sa pri veľkom náklade zlomili nohy. Máme na to liek ? Jasné, že máme. CELL a DX 11 a hlavne Compute shader - CS /primarne určený pre vysokoefektívne spracovanie hlavne negrafických operácií/.

Dnešné priemerné GPU má teda 800 ALUs, a keď na ňom nedaj boh spustíte nejaký z hrobu vykopaný DX3 kód pre jednu ALU - bude vám v skutočnosti bežať na všetkých 800 !! Compute shader tieto pevne základy rozbije totálnou prestavbou pohybu dát v GPU jednotke. Od sdieľania dát/pamäte/registrov medzi jednotlivými grafickými threadmi, cez zápis/čitanie lokálnej památe, po organizáciu /thread, groups, dispatches/. Thready-vlákna v jednej skupine môžu vzájomne komunikovať, output jedného threadu, môže byť inputom ďalšieho /podobne pixel shader môže posunúť svoj produkt compute shaderu/. V rámci jedneho dispatchu môžu jednotlivé vlákna robiť svoju prácu asynchrónne !!. Je to obtiažne zvládnuteľný guláš, ale ide o pravé low end vysoko optimalizované programovanie /ako na konzolách/ a de fakto úplne obchádzate limity dané obmedzeniami DX API. Využívate skutočný výkon čipu. Aby som vám ešte viac zamotal hlavy. Pri DX CS môžte jednou inštrukciou spustiť kód na viacerých vláknach /SIMT - Single Instruction Multiple Thread/. Malý háčik. AMD-ATi a NVidia to robí každý po svojom a iný je aj počet vláken odštartovaný jednou inštrukciou. Pri AMD-ATi /Wavefront/ je to 64 a pri Nvidii /Warp/ 32 vláken. Kto povedal, že to bude jednoduché však !!

nárast výkonu zodpovedá SLI /2xGPU/ konfigurácii pri danom efekte - vysokokvalitný depth of field

Naprogramovanie grafického kódu pre Compute shader vyžaduje tú istú zručnosť ako pri programovaní CELLu. Výsledky sú však fascinujúce /viď obrázok vyššie/. Podobne ako pri forward /vhodný pre jednoduchú geometriu, veľmi málo svetelných zdrojov/ versus deferred rendering /veľmi komplexná geometria, záplava svetiel/ platí, že použitie daného Compute shadera pre "priliš jednoduchú" operáciu je pomalšie ako využitie štandardného pixel shadera. DICE tím vo svojej hre Battlefield 3 využíva iba DX 11 GPU technológiu a masívne aj DX CS kód. Ako však to isté zrealizovať na "DX9" konzolách /silné úvodzovku sú na mieste, verte mi/. Podobne ako PS3 aj DX11 tu s nami ešte nejakú dobu pobudne, treba sa s tým chlapsky vyrovnať. Ako nám pripomína história "párne" DX čisla dlho nepožili - DirectX 2,6,8,10. Tie nepárne sa stali/stanú klasikou DX 1,3,5,7,9, 11 /DX 4 chýba zámerne, túto verziu MS preskočilo/. DX 11 Compute shaders už z princípu /GP GPU kód/ nie je až tak ťažké napasovať na masívne paralelizované SIMD /Single instruction multiple data/ SPE monštrá na 3.2hz. A DICE to aj urobili.

Prečo je to pre PS3 veľká výhra ? Nuž DICE pre BF3 licencovalo a upravilo lighting GI modul Enlighten firmy Geomerics a ten podáva excelentné výsledky pri kalkulácii prirodzene vyzerajúceho nasvietenia s jednou malou zákernou hnidou pod chrastou. Obrovská časť výpočtov toho svetla beží na CPU /indirektná, tá najdoležitejšia ambientná zložka, bounce-odrazy svetla/, direktné nasvetenie /"slnko to reže do steny", stále beží na GPU/. Pri high end PC DX 11 GPU je iba na vás ako a kde to rozhodíte - CPU, GPU, ALUs, DX CS. Konzolácke GPU však už tretí rok melú z posledného a vyžaduju CPU asistenciu, niet tam voľnej kapacity. Teda voľné CPU thready.

Rátajte so mnou. PS3 - 8 jadier, 1xPPE /2xHW thread/ + 7xSPE /7x1 HW thread/ = 9 vláken na 3.2 Ghz krát 4x32bit "slovo" v SPE SIMD. Xcrap - 3 jadrá, každé po 2 x HW thread = 6 vláken na 3.2 Ghz. Xcrap CPU je na papieri o 50% pomalšie, prakticky o 100%. Dôsledky toho budeme hľadať v BF3 pri porovnaní verzií /hlavne nasvietenie, antialiasing, fyzika - deštrukcia/. Špeciálna DICE prednáška na GDC 2011 je venovaná PS3ke, a to konverzii DX11 kódu pre CELL a unikátnemu CELL rendereru - SPE tile based deferred shadingu. Táto bude na internete dostupná o týždeň a vychutnám si ju patrične. Jemne vám iba naznačím, že výstup a globálne možnosti tohto grafického enginu s ľahkosťou prekonajú ako snahu Cryteku na PS3, tak aj famóznu Killzone 3 /tu však GG riadením art designu hry prekonalo aj samu seba/. Hrozné je už "iba" to, že DICE nechce licencovať svoj Frostbite engine /a teda ani ten CELL renderer/ iným firmám !!

Pieskovisko, lopatka, vedierko

Nikto tak dnes neposúva herné žánre v medziach povinného zákonného minima a nevychádza vstriec hráčom ako PS3 platforma. Srať na degenerované nintendo a nenažratý billsoft. PS3 multiplayer je stále zadarmo a sama PS3 platforma sa stala objektívne veľmocou v hrách s podporou pre herný obsah generovaný uživateľmi. Internet je utopený v miliónoch leveloch vytvorených pre LBP 1 /2, a skvelé autíčka ModNation racers /pred vypustením aj RTS Under Siege s tzv. totálnym editorom, až po poslený stromček a kamem/. Včera Sucker Punch avizoval, že nás svojim vyhlásením na toho času bežiacej GDC 11 veľmi príjemne prekvapí. Tajilo túto bombu po dlhé dva roky. Dnes vieme, že sa týka hry Infamous 2 /grafika Uncharted v sandbox krajine/.

Hádali sme online kooperatívnu gameplay, dostali sme niečo rovnako dobré, ak nie oveľa lepšie. Unikátny sandbox editor pre ich hru Infamous 2. Koniec úbohému nariekaniu, že nám tam nedali HORDE mod, že chceme potoky stealth/platformer akcie, alebo viac enviromentálneho puzzle. Editor je tak vymazlený, že vám umožní nielen banálne porozmiestňovanie NPC /jednoduché programovanie ich správania/ a predmetov. Budete vytvárať celé misie, kompletné questy vrátane Exp bodovania. Obranné, eskortujúce, najdi a znič, survival, časovo - prekážkové, plošinkové, a posadnuto ničiteľské - vašimi vlastnými rukami designované levely. Hlboko sa teraz pred Sucker Punch pokloňte a žerte prach z podrážok ich topánok. Môžte si limitovať množstvo magických schopnosti, ktorými Cole disponuje a skúšať šťastie zoči voči 50ke policajných ťažkoodencov, alebo versus súboje s postavami, ktoré vám v hlavnom story móde naopak pomáhajú. Listovanie medzi vytvorenými mapami/módmi/misiami bude po vzore LBP / hviezdičky, rating, filtre a podobne/.

Aby toho nebolo dosť, implementovať vaše dielka môžete aj priamo do hry, do jej story módu. Napríklad po skončení kampane, keď hľadáte do čoho by ste ešte pichli /farebne budú oficiálne a custom misie odlíšené/. Verejná beta hry sa začne začiatkom apríla /o mesiac, bližšie detaily už 14.3.2011/. Best of levels hráčov z bety sa dostanú aj do oficiálnej predajnej verzie hry. Na taký golf s autami /Infamous Car Cup/ sa teším už teraz. GOTY 2011, 10/10 hodnotenie všade. Pokurvené recenzentské hovädá z "renomovaných" plátkoch na výplatnej listine Microsoftu tentokrát nedostanú šancu.

Brownov pohyb

Dnes je všeobecným faktom, že bez asistencie SPE jednotiek by sme sa kvalitnej grafiky /týka sa to hlavne natívnych hier/ na PS3ke nikdy nedočkali. Do očí bijúci progres v AI, simulácii, fyzike zametám pod koberec, trh to nepožaduje /stále "im" stačia desaťročia nemenné nintendo kraviny z roku nula-dva, niečo akčné - Doom klon, a Dance kraviny pre americké tlustoprdky/, a vývojári sa sami od seba nepretrhnú. Takže si ďalej leštia tie svoje hovienka. Grafika. CELL už dokázal, že nielen v tomto atribúte xcrap GPU bez slôv zosmiešni. Kedykoľvek. Nie náhodou sú všetky PS3 FPS hry /Killzone, Resistance, MAG/ v režime 720p + AA. Zatiaľ sa to nepodarilo ani jednej HALO hre /všetky subHD, a bez AA/. CELL exceluje v spracovaní polygónov, hlavne v ich odstraňovaní /skryté, prekryvajúce sa, mimo zorného poľa/ a ich následný presun na časti obrazu, ktoré vidíme my ako hráči. Práca s svetlom je kapitola sama o sebe /defered, inferred, prelighting postupy/. Extremne silný je však aj v skupine tzv. postefektov, alebo "filmových" vylepšení: depth of field, objektový a kamerový motion blur, efekty kamerovej čočky, pochopiteľne antialiasing. Každý z nich je možné pomocou CELLu urobiť o rád, alebo o niekoľko tried lepšie, než s pomocou GPU /RSX, Xenos/.

Killzone 2 - začíname s "filmovovou grafikou" v hrách

Príklad: motion blur v KZ2 je rátaný s presnosťou-jemnosťou 8 vzoriek-samples pomocou RSX, ale dosiahlo sa až 36 samplex, keď to šmarili na SPE. Identické výsledky dosiahol iný tím v hre Star Wars: Unleashed 2. Xenos nemal sebemenšej šance, CELL žiaril. V hre Blur od nebožtíkov z Bizarre zvládal ich engine výrazne vyšší počet svetelných zdrojov práve v CELL-PS3 verzii. Všetky tieto CELL vymoženosti však pri multiplatformových hrach ležia v prachu. Musí byť zachovaná parita medzi verziami, a PS3 musí byť zákonite horšia, lebo prachy treba šetriť. Ten PS3 port urobí B-tím a vedúcou verziou musí byť naďalej ďaleko menej výkonný xšmejd. Ako veľmi nevýkonný vám ukážem na tomto príklade.

Existuje isté pdfko s názvom "Ako dosiahnúť 60fps na Unreal engine". Týka sa hry Mortal kombat vs Dc universe. Aby to na tých 60 fps dotiahli bol engine takmer kompletne prepracovaný. Unreal 3.x je ako vieme impotentný čurák /presne v tomto zmysle slova, žiadne metafory/. Prekočím kopu blafov. Pasáž particle Fx z toho pdfka vám ale zaujímať bude. Maličká teória. Tí čo už niečo modelovali v 3D editoroch /3DS Max/ vedia čo bude následovať. Časticové systémy /správny nazov/ totiž zahŕňajú celú plejádu fenoménov - oheň, explózie, dym, dokonca aj pohybujúcu sa vodu /niekedy/, iskry, padajúce listy, tráva odskakujúca z pod kolies, mraky, hmla, sneh, dážď, srsť, vlasy, a všetky tie magické bludy a žiarivé stopy. Ak sa vám na frame natrepe viacero systémov naraz a vo variacerých kusov z jedného systému máte na stole zásadné výkonové problémy.

Štandardne beží spracovanie časticového systému asi takto : generovanie-emisia-emitor je bežne CPU, simulácia pohyb častíc, kalkulácie ich interakcií, určenie dĺžky života častice stále CPU, rendering GPU. Partikle prítomné vo veľkom počete sú teda extremne náročné na výkon CPU/GPU a spojenie medzi nimi. Predstavte si, že v FPS hre strelíte do steny, objavia sa iskry. Čo s nimi ?

Najprv nám celkový "časový budget" oreže ich počet, potom sa budete snažiť aby ich život netrval príliš dlho /každa vyradená-"zhasnutá" častica šetrí CPU-GPU/, ak sa jej podarí dopadnúť za zem môžme ju nechať zmiznúť, alebo rátame s jej odrazmi /CPU kričí preboha !!/. Čím viac tých častíc a ich odrazov /bounce/ si môžme dovoliť tým sme väčší frajeri. Je veľmi náročné pre systém sledovať každú z tých skakajúcich iskričiek, ráta sa doslova každý frejm. Malé porovnanie. V Killzone 2 ich starý a tvrdo neefektívny particle SPE engine zvládol sledovať 300 !! časticových systémov na frame a 200-300 kolízii častíc priamo na hracej ploche, nejde o umelý syntetický benchmark. Aby vás to lepšie udrelo do očí. HALo 3 engine zvládol 7 /slovom: sedem/ interakcií per frame. Obe kalkulácie boli riadené via CPU. CELL vs Xenon. Pripomínam toho vylízanca Carmack, ktorý povedal, že medzi PS3 a xcrapom - on po stránke výkonu nevidí rozdielu. Opakovane usvedčený klamár.

OK. Späť na trať. To Unreal pdf a Mortal Kombat na 60 fps. Úprimne bol dev tím zhrozený nad zastaralosťou enginu a veľké starosti im robila práve implementácia časticových systémov. Ako už teraz viete, nejde len o tie iskričky. Práve na tomto príklade vám ukážem, že tú hru /a iné/ proste musíte vyvíjať primárne pre xcrap. Ten šmejd sa im totiž v ich testoch pekne vyfarbil. Bez ohľadu na stupeň optimalizácie sa nevedel vyrovnať SPE verzii. Konkrétne. Keď na SPE particle engine hodili 20 !! násobok toho čo zvládol bill šmejd - stále nedochádzalo ku plnej satarácii a vyťaženiu SPE jednotiek. Hrubo orientačne vám poviem, že dnešná veľmi dobre napísaná hra pre xcrap /GPU emitor častic, GPU kalkulácie interakcií/ by mala zvládnuť okolo 3000 plne simulovaných častic s odrazmi na frame. SPE verzia ich zmákne 60 000. Ako bombasticky by asi potom tá hra vyzerala sa však nikdy nedozvieme.

Vychutnať si to môžte iba na herne hnusných 6/10 - 7/10 hrách ako Killzone 3, Motostorm 3, Infamous 2, Uncharted 3, ICO 3, GT5 a ďalšie. Tam dostanete kvantum tých efektov v najvyššej možnej kvalite a všetky naraz v 720p rozlíšení s antialiasingom. Video. Killzone 2 vs Gears of Joke 2 - všimnite si výrazne väčší počet iskier po zásahu steny, dĺžku života častice, a bounce-odrazy častíc, interakcia pri KZ2. Gears 2 padol na hubu /nekomentujem kvázi procedurarálne volumetrické particle smoke efekty po dopade guľky v KZ2/. Pri výbuchu granátu dokonca vidim 3 x bounce častice pri KZ2, veľká nula pri Gears 2 /extra náročné na CPU/. Na nadchádzajúcej GDC 2011 má mať GG a Bungie prednášky venovanému práve aj svojim novým "časticovým" algoritmom. Naše oči sa však nedajú oklamať. KZ3 je "časticové" peklo v pravom 720p + MLAA. SubHD/zero AA - HALO Reach túto technickú virtuozitu nikdy nedosiahlo. Video. HALo 3 vs HALO Reach /starý CPU vs nový GPU časticový kód/.