ถ้าคุณเป็นสายประกอบคอมพิวเตอร์ที่ชอบปรับกราฟิกสุดทุกตัวเลือก เวลาเข้าไปตั้งค่าในเกมแล้วเห็นตัวเลือกเรย์เทรซิง หลายคนคงมีจังหวะลังเลใจอยู่บ้าง เพราะแม้จะใช้การ์ดจอระดับหัวแถว แต่พอเปิดเอฟเฟกต์แสงเงาสะท้อนสมจริงขึ้นมาทีไร เฟรมเรตมักจะร่วงลงมาจนเล่นแทบไม่ไหว กลายเป็นระบบที่กินทรัพยากรเครื่องอย่างมหาศาลมาตลอดหลายปีที่ผ่านมา

แต่ล่าสุดมีเรื่องที่น่าตื่นเต้นมากสำหรับวงการกราฟิก เมื่อมีวิศวกรได้ลองของกับอัปเดตใหม่ของระบบ DXR หรือ DirectX Raytracing บนการ์ดจอตัวท็อปเจเนอเรชันใหม่อย่าง Nvidia GeForce RTX 5080 และผลการทดสอบที่ออกมาต้องบอกว่าน่าทึ่งมาก เพราะมันสามารถเร่งประสิทธิภาพการทำงานขึ้นมาได้มากกว่า 200 เท่าเลยทีเดียว

เมื่อการ์ดจอตัวท็อปเจอบททดสอบสุดโหด

เรื่องราวเริ่มต้นจากทางค่าย Microsoft ที่ได้ปล่อยอัปเดตใหญ่สำหรับชุดคำสั่ง DXR API ออกมาเมื่อช่วงปลายเดือนตุลาคมที่ผ่านมา โดยในตอนแรกทางค่ายได้นำฟีเจอร์นี้ไปสาธิตการทำงานร่วมกับการ์ดจอฝั่งคู่แข่งอย่าง Radeon RX 9070 ให้เห็นไปก่อนแล้ว แต่ความน่าสนใจกลับพุ่งขึ้นไปอีกขั้นเมื่อ Osvaldo Doederlein ซึ่งเป็นวิศวกรซอฟต์แวร์ระดับสูงจาก Google ได้หยิบเทคโนโลยีนี้มาทดสอบจริงบนการ์ดจอสถาปัตยกรรม Blackwell อย่าง GeForce RTX 5080

ในการทดสอบวัดประสิทธิภาพขั้นสูงสุด หากใช้เทคนิคการเรนเดอร์ระบบเรย์เทรซิงแบบดั้งเดิมที่ใช้กันอยู่ทั่วไป การ์ดจอตัวแรงอย่าง GeForce RTX 5080 กลับทำเฟรมเรตได้น่าเวทนาเพียงแค่ 1.4 เฟรมต่อวินาทีเท่านั้น เรียกได้ว่ากระตุกจนภาพแทบจะหยุดนิ่งนึกว่าคอมพิวเตอร์ค้าง แถมยังกินพื้นที่หน่วยความจำบนการ์ดจอหรือ VRAM ไปสูงถึง 4,716 เมกะไบต์

ตัวการสำคัญที่ทำให้ระบบเดิมช้าจนแทบไม่ขยับก็คือระยะเวลาในการสร้างโครงสร้างใหม่ หรือที่เรียกว่า Rebuild ซึ่งกินเวลาไปถึง 720 มิลลิวินาที โดยขั้นตอนนี้คือช่วงเวลาที่หน่วยประมวลผลกลางหรือ CPU และหน่วยประมวลผลกราฟิกหรือ GPU ต้องทำงานร่วมกันเพื่อสร้างโครงสร้างเร่งความเร็วรอบวัตถุต่าง ๆ ภายในฉาก เพื่อให้ลำแสงเรย์เทรซิงรู้ตำแหน่งที่ชัดเจนว่ามันกำลังวิ่งไปกระทบเข้ากับวัตถุชิ้นไหนบ้างในพื้นที่จำลอง

พลิกเกมด้วยเทคโนโลยี Clustered Geometry

ทันทีที่มีการเปิดใช้งานฟีเจอร์ใหม่ที่มีชื่อว่า Clustered Geometry ตัวเลขผลการทดสอบทั้งหมดก็เปลี่ยนไปแบบหน้ามือเป็นหลังมือ เฟรมเรตที่เคยตันอยู่แค่ 1.4 เฟรมต่อวินาที ได้พุ่งทะยานขึ้นไปแตะระดับ 310 เฟรมต่อวินาที ซึ่งคิดเป็นอัตราความเร็วที่เพิ่มขึ้นมากกว่า 221 เท่า ขณะที่การกินพื้นที่หน่วยความจำ VRAM ลดฮวบลงมาเหลือเพียงแค่ 267 เมกะไบต์เท่านั้น

ยิ่งไปกว่านั้น ระยะเวลาในการ Rebuild โครงสร้างวัตถุที่เคยใช้เวลานานถึง 720 มิลลิวินาที กลับลดลงเหลือเพียงแค่ 1 มิลลิวินาทีอย่างน่าอัศจรรย์ แม้ว่าเวลาในการส่งลำแสงเข้าสู่กระบวนการเรนเดอร์หรือค่า DispatchRays จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยจาก 1.8 มิลลิวินาที เป็น 2.0 มิลลิวินาที แต่ส่วนต่างเพียงเล็กน้อยตรงนี้ไม่ได้ส่งผลเสียใด ๆ ต่อความเร็วโดยรวมที่พุ่งทะลุเพดานไปแล้วเลยแม้แต่น้อย

กลไกเบื้องหลังและอนาคตในเกมจริง

สำหรับหลักการทำงานของ Clustered Geometry และระบบโครงสร้างเร่งความเร็วชั้นบนแบบแยกส่วน หรือ Partitioned Top-Level Acceleration Structures หรือ PTLAS ทั้งสองสิ่งนี้ถูกออกแบบมาเพื่อลดภาระการประมวลผลในการสร้างโครงสร้างเร่งความเร็วระดับล่าง หรือ Bottom-Level Acceleration Structures ที่เรียกกันว่า BLAS ซ้ำไปซ้ำมา โดยระบบจะทำการแบ่งการเรนเดอร์ออกเป็นกลุ่มรูปทรงเรขาคณิตสามเหลี่ยมขนาดเล็ก ทำให้ระบบสามารถนำข้อมูลโครงสร้างเดิมกลับมาหมุนเวียนใช้ซ้ำได้ทันทีเมื่อวัตถุในฉากมีการเคลื่อนไหวจากแอนิเมชันหรือตัวแปรอื่น ๆ

แม้ว่าเราจะยังไม่ได้เห็นเทคโนโลยี Clustered Geometry ของ Microsoft ถูกนำไปใช้อย่างเป็นทางการในโปรแกรมหรือเกมทั่วไป แต่ทางฝั่ง Nvidia เองก็เคยปล่อยเทคโนโลยีที่มีแนวคิดคล้ายคลึงกันออกมาแล้วในชื่อ RTX Mega Geometry ซึ่งถูกนำไปแสดงตัวอย่างในเกม Gears of War: E-Day โดยสามารถช่วยลดการใช้พื้นที่หน่วยความจำ VRAM ได้ถึง 2 กิกะไบต์ พร้อมกับดันเฟรมเรตเพิ่มขึ้น 6 เฟรมต่อวินาทีบนการ์ดจอรุ่นใหญ่อย่าง GeForce RTX 5090

ถึงแม้ว่าผลลัพธ์ในเกมระดับฟอร์มยักษ์อาจจะไม่ได้เห็นตัวเลขพุ่งกระฉูดถึง 200 เท่าเหมือนกับฉากจำลองที่มีความซับซ้อนทางเรขาคณิตน้อยกว่าในการทดสอบวัดประสิทธิภาพ แต่การพัฒนาใด ๆ ที่ช่วยลดภาระการคำนวณและลดการกินสเปกของระบบเรย์เทรซิงลงได้ ย่อมเป็นข่าวดีอย่างยิ่งสำหรับคนชอบเล่นเกมและคนทำงานสายกราฟิก คุณคิดว่าการปรับปรุงชุดคำสั่งซอฟต์แวร์ระดับโครงสร้างแบบนี้ จะช่วยยืดอายุการใช้งานของการ์ดจอรุ่นปัจจุบันโดยไม่ต้องคอยเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ใหม่บ่อย ๆ ได้จริงหรือไม่