AMD公佈GPU晶片新專利，推動優化遊戲中的著色器

AMD最近公佈了一項專利，將渲染的負載分散到幾個GPU晶片組中。這樣一來一個遊戲場景將被劃分為單獨的塊，並分配給小晶片，以優化遊戲中著色器的利用率。AMD公司公佈的新專利為該公司計劃在未來幾年內利用下一代GPU和CPU技術做什麼打開了更多的視角。

在六月底AMD有五十四項專利申請被披露。目前還不知道在公佈的五十多項專利中，哪些將在AMD的計劃中得到利用。專利中討論的應用詳細說明了該公司在接下來幾年的做法。社區成員@ETI1120在ComputerBase網站上註意到的一項申請，專利號為US20220207827，討論了關鍵的影像數據分兩個階段，將來自GPU的渲染負載有效地傳遞到許多小晶片上。CPU最初是在去年年底向美國專利局申請的。

當GPU上的影像數據透過標準手段被光柵化時，著色器單元，也被稱為ALU會執行相同的任務，並為單個畫素分配一個顏色名稱。反過來在特定遊戲場景中的特定畫素處發現的紋理多邊形被直接映射到畫素上。最後制定的任務將保持非典型的原則，只透過位於不同畫素的其他紋理進行區別。這種方法被稱為SIMD，即單指令-多數據。

對於目前的大多數遊戲來說，著色並不是GPU所承擔的唯一任務。相反在最初的著色之後，還包括幾個後續的處理元素。例如GPU將添加的動作是抗鋸齒、陰影和遊戲環境的遮擋。然而光線追踪是與著色同時進行的，創造了一種新的計算方法。當談到GPU控制當前遊戲中的影像時，計算所產生的負載被成倍地增加到成千上萬的計算單元。

AMD在專利中解釋說分割和連接要求在GPU的所有元素之間進行徹底和完整的數據連接，這就帶來了一個問題。不位於晶片上的數據連結有較高的延遲水平，導致該過程較慢。CPU已經毫不費力地實現了向晶片的這種過渡，因為它能夠同時幾個核心上發送任務，使其可用於晶片。GPU沒有提供同樣的靈活性，將其調度器與一個入門的雙核處理器相提並論。

AMD認識到了這一需求，並試圖透過改變光柵化的管道，在幾個GPU小晶片之間發送任務，類似於CPU，來對這些問題做出回答。這需要先進的分層技術，該公司正在引入兩級分層，也被稱為混合分層。分選被處理成兩個獨立的階段，而不是直接處理成逐個畫素塊。第一步是計算方程，取一個三維環境，從原始影像中打造一個二維影像。這個階段被稱為頂點著色，在光柵化之前完成，這個過程在GPU的第一個晶片上是非常小的。一旦完成遊戲場景開始被分檔，發展成粗大的分檔，並處理成單一的GPU晶片小，然後柵格化和後期處理等常見任務就可以開始了。

目前還不知道AMD打算什麼時候開始利用這個新技術，或者它是否會被批准。然而它讓我們看到了更有效的GPU處理的未來。

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