この問題に詳しい情報筋から、「暗黙の API」に関する初期情報が得られましたが、私たちはそれが DirectX 12 であると強く推測しています。
DirectX 12 は2013年に初めて耳にしましたが、ついにリリースが間近に迫っているようです。Windows 10 オペレーティングシステムと同時にリリースされる予定です。
新しいAPIは従来のAPIとは大きく動作が異なり、AMDのMantleのように、従来のAPIよりも「ハードウェアに近い」ものになることは周知の事実です。これによりフレームレートとレイテンシが大幅に改善されますが、DirectX 12の目玉はそれだけではありません。
明示的な非同期マルチGPU機能
DirectX 12の大きな特徴の一つは、明示的非同期マルチGPU機能です。これは、APIがシステム内の様々なグラフィックリソースを統合し、1つの「バケット」にまとめることを意味します。ゲーム開発者は、ワークロードを適切に分割し、異なるハードウェアで異なるタスクを処理できるようになります。
マルチGPU構成を支援するこの新機能セットの一つは、フレームバッファ（GPUメモリ）を必ずしもミラーリングする必要がなくなることです。以前のAPIでは、マルチGPUのメリットを享受するには、2つのGPUを連携させ、それぞれが代替フレーム（AFR）をレンダリングする必要がありました。そのため、両方のGPUのフレームバッファにすべてのテクスチャデータとジオメトリデータを格納する必要がありました。つまり、4GBのメモリを搭載したカードを2枚搭載していても、フレームバッファは4GBしか確保できないのです。
DirectX 12では、「4 + 4 = 4」という概念が廃止され、SFR（Split Frame Rendering）と呼ばれる新しいフレームレンダリング方式が採用されます。開発者はテクスチャとジオメトリデータをGPU間で手動または自動で分割できるようになり、すべてのGPUが連携して各フレームを処理できるようになります。各GPUは画面の特定の部分を処理し、その処理領域の数は搭載されているGPUの数に等しくなります。
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情報筋によると、この技術によってレイテンシーが大幅に削減されるとのことです。その理由は単純です。AFRでは、スムーズな体験を実現するために一定数のフレームをキューに入れる必要がありますが、これは画面上の画像がユーザーの入力アクションから常に4～5フレーム遅れることを意味します。
これによりフレームレートは非常に高くなるかもしれませんが、遅延によりゲームのレスポンスは依然として低下します。しかし、SFRでは、各GPUが画面の異なる部分を処理するため、キュー深度は常に1、あるいはそれ以下になります。キュー深度が減少すると、解放されたリソースによりフレームレートも向上するはずです。
情報筋によると、複数のGPUを統合することで、DirectX 12はグラフィックスサブシステム全体を単一の、より強力なグラフィックカードとして扱うとのことです。これにより、ユーザーは複数のグラフィックカードを使いながらも、単一のGPUと同等の堅牢性を実現できます。
なお、新作の『Civilization: Beyond Earth』はMantle上で動作しますが、SFRオプションがあり、AMDのMantle APIがSFRをサポートしているため、Mantleと同様に動作します。ちなみに、SFRは決して新しい技術ではありません。多くの産業用映画、写真、3Dモデリングアプリケーションで使用されており、90年代には一部のゲームエンジンでもサポートされていました。
もちろん、上記のオプションをすべて同時に使用できる可能性は低いでしょう。例えば、分割フレームレンダリングでは、一部のテクスチャとジオメトリデータを複数のフレームバッファに配置する必要があり、他にも犠牲にしなければならない要素があるかもしれません。
AMDとNvidiaのカードを使ったマルチGPUシステムを構築する
DirectX 12は、これらすべてを複数のGPUアーキテクチャで同時にサポートするとも言われています。これはつまり、Nvidia GeForce GPUがAMD Radeon GPUと連携して、同じゲーム、さらには同じフレームをレンダリングできるようになることを意味します。
これは特に興味深い点です。両方のハードウェアプラットフォームの技術的メリットを、必要に応じて活用できるからです。NVIDIAのGeForce Experienceソフトウェアと3D Visionを気に入っているけれど、AMDのTrueAudioとFreeSyncも使いたいという場合、DirectX 12の登場でそれが可能になる可能性が高いでしょう。おそらく、片方のカードがマスターカードとして動作し、もう片方は補助的な電力供給に使用されるでしょう。
ここでわかるのは、DirectX 12 がコンピューティングリソースであろうとメモリであろうと、グラフィックリソースを可能な限り効率的に集約できるということです。ただし、これは複数の独立したデスクトップ GPU を搭載したシステムに限ったメリットではないことを忘れないでください。デュアルグラフィックソリューションを搭載したノート PC や、APU と GPU の両方を搭載したシステムも恩恵を受けることができます。DirectX 12 の集約機能により、現在では全く互換性のない GPU 同士が連携できるようになり、将来的には SLI や CrossFire などのテクノロジーが時代遅れになる可能性があります。
しかし、落とし穴があります。ワークロード分散のための最適化作業の多くは、開発者、つまりゲームスタジオに委ねられています。これは古いAPIでも同様であり、DirectX 12はより使いやすく設計されています。高度な用途では多少の難しさがあるかもしれませんが、情報筋によると、SFRの実装はほとんどの開発者にとって比較的シンプルで簡単なプロセスになるはずです。
フレームのキューイングは多くのスタジオにとって難題であり、一部のゲームではSLIやCrossFire構成が動作しないこともあります。SFRとアグリゲーションを組み合わせることで、この問題は解決されるはずです。
今のところ、私たちがクッキージャーに手を入れることができるのはここまでですが、GDC ではさらに多くの情報を見て学ぶことができると期待しています。
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Niels BroekhuijsenはTom's Hardware USの寄稿ライターです。ケース、水冷システム、PCの組み立てレビューを担当しています。
