Advanced Shader Delivery của Microsoft hứa hẹn sẽ giảm đáng kể thời gian chờ ban đầu cho nhiều trò chơi trên Windows.Nếu bạn đã chơi game trên PC một thời gian, chắc hẳn bạn đã từng thấy màn hình cuộn chậm khi các shader đang được biên dịch. Ý tưởng của Redmond là hoàn tất quá trình này trước khi bạn nhấn nút phát lần đầu tiên, và nhờ đó, giảm mức tiêu thụ điện năng của máy tính trong suốt quá trình.
Điều quan trọng là di chuyển khối lượng lớn các shader lên đám mây và cung cấp cơ sở dữ liệu được biên dịch sẵn cùng với trò chơi.Với điều này, Microsoft đang theo đuổi hai mục tiêu rõ ràng: tăng tốc khởi động và giảm thiểu tình trạng giật lag khó chịu khi một tựa game biên dịch shader ngay lập tức. Ngoài ra, tính năng mới này ra mắt trên máy tính xách tay ROG Xbox Ally và ROG Xbox Ally X, nhưng phạm vi của nó sẽ được mở rộng cùng với Hệ sinh thái DirectX và Agility SDK của nó.
Advanced Shader Delivery là gì và tại sao nó lại quan trọng?
Advanced Shader Delivery, còn được gọi là DirectX Advanced Shader Delivery, là công nghệ được thiết kế để giảm thời gian khởi động và hiện tượng giật hình do biên dịch shader gây ra.Microsoft đã ra mắt sản phẩm này cùng với Xbox và AMD, và trọng tâm đầu tiên là các thiết bị cầm tay ROG Xbox Ally, nơi mà mỗi phút chờ đợi ban đầu đều đồng nghĩa với việc pin sẽ bị hao hụt nếu không chơi được.
Theo dữ liệu được Microsoft chia sẻ, một số trò chơi có thể khởi động nhanh hơn tới 10 lần và trong quá trình thử nghiệm nội bộ với Avowed, thời gian khởi động đã giảm tới 85%.Ngoài những con số, lợi ích thực tế cũng rất rõ ràng: bạn sẽ vào trò chơi sớm hơn và năng lượng của bạn sẽ được dành cho phiên chơi chứ không phải để tính toán trong đầu.
Cách thức hoạt động bên trong: SODB, SOBD, PSDB và PSBD
Hoạt động này xoay quanh một định dạng chuẩn hóa để lưu trữ thông tin về trình đổ bóng và trạng thái kết xuất mà Microsoft gọi là Cơ sở dữ liệu đối tượng trạng thái. Trong các tài liệu được chia sẻ, nó xuất hiện dưới dạng SODB và SOBD, và nó dùng để thu thập các đối tượng trạng thái và trình đổ bóng của từng trò chơi theo cách mạch lạc và di động.
Trụ cột thứ hai là tách trình biên dịch khỏi trình điều khiển đồ họa để công việc nặng nhọc được thực hiện trên đám mây chứ không phải trên máy tính của bạn.Với sự tách biệt này, dịch vụ đám mây sẽ lấy SODB hoặc SOBD của trò chơi, biên dịch các shader mà không phụ thuộc vào trình điều khiển cụ thể của người dùng và tạo ra một cơ sở sẵn sàng sử dụng.
Kết quả là một Cơ sở dữ liệu Shader được biên dịch trước mà bạn cũng sẽ thấy được viết dưới dạng PSDB hoặc PSBDCơ sở được biên dịch trước này được phân phối cùng với trò chơi thông qua Microsoft Store hoặc ứng dụng Xbox trên PC, được cài đặt và có thể truy cập trong bộ đệm đổ bóng của Windows, sẵn sàng để trò chơi sử dụng khi khởi động lần đầu.
Tóm lại, quy trình là đóng gói, biên dịch trên đám mây và cung cấp bộ nhớ đệm cùng với trò chơi.Điều này giúp GPU và CPU của bạn không phải mất nhiều thời gian để chuẩn bị shader lần đầu tiên, giúp bạn tiết kiệm thời gian và tuổi thọ pin, đặc biệt là trên máy tính xách tay.
- Biên soạn: Trò chơi tạo ra SODB hoặc SOBD với các đối tượng trạng thái và trình đổ bóng.
- Biên dịch đám mây: Trình biên dịch tách rời trình điều khiển sẽ chuyển đổi gói đó thành PSDB hoặc PSBD.
- Phân chia: Cơ sở được biên dịch sẵn sẽ được tải xuống cùng với trò chơi từ ứng dụng Xbox hoặc Microsoft Store.
- Sử dụng ngay lập tức: Windows phát hiện bộ nhớ đệm và trò chơi ngăn chặn quá trình biên dịch cục bộ khi khởi động lần đầu.
Những thay đổi so với quy trình truyền thống
Trong mô hình cổ điển, mỗi tựa game sẽ biên dịch các shader trên máy của bạn ngay lần đầu tiên bạn chạy hoặc thậm chí trong suốt quá trình chơi.Việc dịch từ ngôn ngữ cấp cao sang mã GPU chuyên dụng của bạn có thể gây ra độ trễ đáng kể nếu xảy ra sự cố. Đó là lý do tại sao nhiều studio bao gồm giai đoạn tiền biên dịch khi khởi động để giảm thiểu độ trễ sau này.
Vấn đề là các trò chơi hiện đại xử lý hàng nghìn vật liệu và tổ hợp, làm tăng số lượng Đối tượng trạng thái đường ống.Với các API như DirectX 12 hoặc Vulkan, PSO cho phép chuẩn bị trước các cấu hình phức tạp, nhưng tổng khối lượng có thể rất lớn và việc biên dịch mọi thứ hàng loạt khi tải ban đầu không phải lúc nào cũng khả thi mà không phải chịu hình phạt về trải nghiệm tiêu cực.
Với thực tế này, các danh sách tải trước có chọn lọc sẽ được lựa chọn, chẳng hạn như danh sách được sử dụng bởi các công cụ Unreal.Nếu shader không có trong danh sách, người chơi sẽ nhận thấy điều này với một chút trục trặc giữa chừng. Advanced Shader Delivery giải quyết vấn đề này bằng cách chuyển quá trình biên dịch khổng lồ lên đám mây và cung cấp kết quả trước lần khởi động đầu tiên, do đó, danh mục shader đã chuẩn bị sẽ lớn hơn nhiều ngay từ đầu.
Nói lắp, PSO và lý do tại sao nó lại gây hại nhiều như vậy trên PC
Hiện tượng giật hình là hiện tượng hình ảnh bị giật mà bạn gặp phải khi có những khoảng dừng nhỏ khi engine cần một shader chưa sẵn sàng.Điều này xảy ra vì trình điều khiển phải dịch chương trình đổ bóng ngay lập tức sang định dạng mà GPU cụ thể của bạn hiểu được, và cho đến khi hoàn tất, mọi thứ sẽ chậm lại trong giây lát. Khoảnh khắc đó, nếu lặp lại hàng chục lần, có thể làm hỏng cả phiên làm việc.
Với DirectX 12 và Vulkan, Pipeline State Objects cho phép bạn xác định các bộ shader và trạng thái GPU để giảm thiểu các sự cố bất ngờ trong thời gian chạy.. Mặc dù vậy, sự kết hợp giữa vật liệu, ánh sáng, bóng đổ và hiệu ứng có thể tạo ra một lượng lớn PSO không thể xử lý được trong quá trình biên dịch nhanh lúc đầu.
Hầu hết các động cơ phổ biến đều cố gắng giảm thiểu vấn đề bằng cách tải trước một phần, nhưng nếu người dùng kích hoạt cài đặt khác hoặc bước vào khu vực không mong muốn, trục trặc sẽ xuất hiện.Đây là một mô hình thường thấy ở các bản phát hành nổi tiếng sử dụng các công cụ như Unreal Engine 5; các trường hợp như Silent Hill 2 Remake cho thấy việc biên dịch quá nhanh dẫn đến độ trễ đáng chú ý.
Bằng cách chuyển phần lớn công việc lên đám mây và tận dụng kho lưu trữ được biên dịch sẵn, Advanced Shader Delivery hướng tới mục tiêu giảm thiểu các đợt biên dịch đột biến tại hiện trường.Nó không loại bỏ được sự phức tạp vốn có của cách dựng hình hiện đại, nhưng nó làm mượt phần quan trọng nhất: lần tiếp xúc đầu tiên và các trạng thái phổ biến nhất.
Số liệu cải tiến và tác động đến pin
Microsoft nói về những cải tiến từ việc giảm 85% thời gian khởi động đến hệ số nhân 10 lần trong những trường hợp cụ thể.Trò chơi nhập vai Avowed của Obsidian minh họa rõ tác động này: thời gian chơi từ vài phút xuống chỉ còn vài giây đã thay đổi hoàn toàn nhận thức của người dùng khi lần đầu chơi.
Trên các thiết bị di động như ROG Xbox Ally và ROG Xbox Ally X, thời gian giảm đó đồng nghĩa với việc không lãng phí năng lượng vào quá trình xử lý trước.Công ty khẳng định rõ ràng: thời lượng pin được dùng để chơi game, chứ không phải để biên dịch. Trên máy tính để bàn, thời gian chờ có vẻ ngắn hơn, nhưng khi di chuyển, mỗi phút CPU và GPU sử dụng hết công suất đều ảnh hưởng đến thời lượng pin.
Nơi nó có sẵn và những hạn chế hiện nay
Đợt ra mắt đầu tiên tập trung vào hệ sinh thái Xbox trên PC và cụ thể hơn là ứng dụng Xbox và Microsoft Store.Đây là nơi trò chơi được tải xuống cùng với PSDB hoặc PSBD, tích hợp mọi thứ với bộ nhớ đệm Windows cho lần khởi động đầu tiên.
Quá trình biên dịch và phân phối được phát triển với sự hợp tác của AMD và Xbox, do đó trọng tâm ban đầu là GPU AMD.Điều này tạm thời không áp dụng cho người dùng sử dụng card đồ họa NVIDIA hoặc chơi trên Steam Deck, mặc dù các máy chơi game khác sử dụng bộ xử lý AMD có thể được hưởng lợi trong tương lai. Bản thân Microsoft đã làm rõ rằng việc triển khai bắt đầu với AMD vì lý do kỹ thuật và tích hợp.
Microsoft đã chỉ ra rằng tính năng này sẽ ra mắt cùng với ROG Xbox Ally và Ally X và sẽ được tích hợp vào phiên bản tiếp theo của DirectX 12 Agility SDK.Việc mở Agility SDK sẽ cho phép nhiều nhà phát triển và cửa hàng như Steam, Epic Games Store và GOG áp dụng công nghệ này, mở rộng phạm vi tiếp cận ra ngoài ứng dụng Xbox.
Điều này có ý nghĩa gì đối với các studio phát triển
Trong giai đoạn đầu tiên này, Microsoft cho biết các hãng phim không cần phải làm thêm bất kỳ công việc nào để được hưởng lợi.Hệ thống thu thập dữ liệu cần thiết, xây dựng cơ sở dữ liệu được biên dịch trước và cung cấp cùng với trò chơi, đảm bảo trải nghiệm minh bạch cho cả nhà phát triển và người dùng cuối.
Về trung hạn, mục đích là tích hợp Advanced Shader Delivery vào các công cụ và engine để việc chuẩn bị shader có sẵn ngay từ ngày đầu tiên.Điều này sẽ mở rộng phạm vi bao phủ của các PSO và shader quan trọng hơn nữa và việc áp dụng sẽ không phụ thuộc vào kênh phân phối mà phụ thuộc vào chuỗi công cụ của nhóm.
Ngoài ra, hệ thống còn phát hiện những thay đổi trong trình điều khiển đồ họa và tự động cập nhật bộ nhớ đệm khi bạn cài đặt trình điều khiển mới.Điều này ngăn chặn bản cập nhật hệ điều hành hoặc GPU khiến bạn phải quay lại bước đầu với quá trình biên dịch lại hoàn toàn khi bạn khởi chạy trò chơi lần sau.
Lợi ích thiết thực cho người chơi
Lợi ích đầu tiên là ngay lập tức: ít thời gian chờ đợi trước khi chơiTrước đây bạn chỉ thấy thanh tiến trình có thể kéo dài vài phút, nhưng giờ đây trò chơi bắt đầu với hầu hết các trình đổ bóng đã có sẵn, giúp bạn dễ dàng bắt đầu trò chơi hơn.
Trải nghiệm thứ hai ổn định hơn ngay từ phút đầu tiên, ít gặp trục trặc do quá trình biên dịch nóng.Mặc dù không phải tất cả các điểm nghẽn tiềm ẩn đều được loại bỏ, nhưng khả năng gặp phải tình trạng đóng băng do một trình đổ bóng chung gây ra sẽ giảm đáng kể.
Và thứ ba, chìa khóa trong máy tính xách tay, là khả năng tiết kiệm năng lượng trong phiên đầu tiênTránh xây dựng các bản dựng sử dụng nhiều CPU và GPU ngay từ đầu có nghĩa là bạn có thể tập trung năng lượng vào những gì quan trọng: duy trì FPS ổn định và kéo dài thời lượng pin trong khi chơi.
- Bắt đầu nhanh hơnSố liệu nội bộ cho thấy mức cắt giảm lên tới 85% và mức cải thiện lên tới 10 lần.
- Ít nói lắp ban đầu hơn: : Số lượng shader sẵn sàng cao hơn sẽ giảm thiểu sự cố tại những thời điểm quan trọng.
- Tiết kiệm pin: Đặc biệt đáng chú ý trên ROG Xbox Ally và các thiết bị di động khác.
Những thách thức và nghi ngờ hợp lý
Sự đa dạng to lớn của phần cứng PC đặt ra câu hỏi lớn: một gói được biên dịch sẵn có thể phù hợp với tất cả đến mức nào?Một số phân tích cho thấy khả năng tùy chỉnh có thể bị ảnh hưởng do có quá nhiều sự kết hợp có thể xảy ra, Microsoft sẽ cần tinh chỉnh điều này bằng các bản cập nhật bộ nhớ đệm và hồ sơ.
Một thách thức khác là hạn chế ban đầu đối với GPU AMD và ứng dụng Xbox.Cho đến khi Agility SDK được phát hành trên nhiều cửa hàng và phần cứng hơn, một phần đáng kể thị trường PC sẽ bị bỏ lại phía sau. Việc hợp tác với AMD hoàn toàn hợp lý đối với các máy tính xách tay mục tiêu và hệ sinh thái Xbox, nhưng thành công thực sự sẽ đến từ việc mở rộng hỗ trợ.
Cuối cùng, Advanced Shader Delivery nên được hiểu là một giải pháp trung gian giúp tăng tốc quá trình hiện tại chứ không phải là một sự thay đổi mô hình trong quá trình kết xuất.Mục đích là tích hợp nó vào động cơ để nó trở thành một phần cố định của quy trình sản xuất trong tương lai, nhưng khái niệm hiện tại nằm giữa bao bì thông minh và phân phối bộ nhớ đệm hiệu quả.
Tại sao sự thay đổi lại đáng chú ý hơn ở máy tính xách tay
Trên một máy tính để bàn có cấu hình mạnh, quá trình biên dịch ban đầu có thể ít phiền toái hơn, nhưng trên máy tính xách tay, mỗi phút đều rất nặng nề.Không chỉ là thời gian chờ đợi; mà mức tiêu thụ điện năng cao nhất cũng làm giảm tuổi thọ pin và làm nóng thiết bị trước khi bạn bắt đầu chơi.
Với PSDB hoặc PSBD sẵn sàng ngay từ lần khởi động đầu tiên, Ally và các thiết bị tương lai khác sẽ tiết kiệm được khoảng thời gian tốn nhiều công sức đó.Kết quả là khả năng truy cập tức thời vào hành động và mức tiêu thụ điện năng thân thiện hơn với người dùng, điều này rất đáng trân trọng khi bạn chơi ở nơi xa ổ cắm điện.
Các trường hợp và ví dụ cụ thể được đề cập
RPG Avowed của Obsidian là ứng dụng đầu tiên được hưởng lợi lớn khi thời gian khởi động được giảm 85% trong quá trình thử nghiệm nội bộ.Đây là tài liệu tham khảo hữu ích để đánh giá tác động thực tế mà quá trình biên dịch trước hàng loạt trên đám mây có thể mang lại so với quá trình biên dịch cục bộ.
Tác động của hiện tượng giật hình lên các trò chơi chạy Unreal Engine 5 cũng đã được chỉ ra, với các ví dụ như Silent Hill 2 RemakeTrong những trường hợp này, quá trình biên dịch nóng là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng giật hình đáng chú ý và việc di chuyển quá trình biên dịch đó trước khi trò chơi khởi chạy trên thiết bị sẽ giúp giảm thiểu tình trạng này.
Tính khả dụng và lộ trình
Microsoft đã giới thiệu công nghệ này cùng với ROG Xbox Ally và ROG Xbox Ally X, đánh dấu lần đầu tiên ra mắt trong dòng thiết bị này.Công ty đã thông báo ngày ra mắt chính thức của những chiếc máy tính xách tay này và tuyên bố rằng tính năng này cũng sẽ có trên máy tính để bàn sau này.
Ngoài ra, phiên bản tiếp theo của DirectX 12 Agility SDK sẽ bao gồm hỗ trợ cho Advanced Shader Delivery.Con đường này sẽ cho phép các nhà phát triển và cửa hàng khác như Steam, Epic Games Store và GOG áp dụng biên dịch trước và phân phối bộ nhớ đệm, mở rộng khả năng tương thích vượt ra ngoài kênh Xbox trên PC.
Microsoft cũng đề cập rằng hệ thống sẽ phát hiện những thay đổi về trình điều khiển và tự động cập nhật bộ nhớ đệm.Điểm này rất quan trọng để đảm bảo người dùng không phải lặp lại các quy trình sau khi cập nhật trình điều khiển và duy trì nguyên vẹn trải nghiệm khởi động nhanh.
Nhìn chung, Advanced Shader Delivery giải quyết điểm yếu cố hữu của game PC bằng một chiến lược thực dụng.Đóng gói tốt, biên dịch khi cần thiết và cung cấp bộ nhớ đệm cùng với trò chơi. Giữa những cải tiến về khởi động, giảm thiểu sự cố và tiết kiệm pin trên máy tính xách tay, tác động có thể rất đáng kể, mặc dù bước nhảy vọt thực sự sẽ đến khi hỗ trợ mở rộng ra ngoài AMD và ứng dụng Xbox, và khi các engine tích hợp nó một cách tự nhiên. Chia sẻ hướng dẫn này để người dùng khác có thể tìm hiểu về công nghệ này..