Microsofts DirectX 12 SDK: Raytracing-Aufbau sinkt von 788 auf 3,11 ms

Agility SDK 1.722 ergänzt Raytracing-Funktionen; Version 1.620 bringt GPU-Absturzberichte und neue Entwicklerwerkzeuge.

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Microsoft hat das DirectX 12 Agility SDK in der finalen Version 1.620 sowie in der Vorabversion 1.722 bereitgestellt. Die Aktualisierung für die Programmierschnittstelle DirectX Raytracing (DXR) gilt als der bedeutendste Entwicklungsschritt seit dem Jahr 2018. Entwickler erhalten damit weitreichende Werkzeuge zur Optimierung von Strahlenberechnungen sowie neue Diagnosefunktionen für Fehleranalysen auf Endgeräten.

Clustered Geometry und optimierte Beschleunigungsstrukturen

Im Mittelpunkt der Vorabversion Agility SDK 1.722 stehen Neuerungen für Raytracing-Pipelines. Dazu zählt die Einführung von Clustered Geometry, wodurch Geometrien in Einheiten von bis zu 256 Dreiecken oder Vertices unterteilt werden können. Statt kompletter Neuberechnungen lassen sich wiederverwendbare Dreiecks-Cluster nutzen.

Ergänzt wird dies durch Partitioned Top-Level Acceleration Structures (PTLAS), mit denen Entwickler gezielt nur geänderte Szenenbereiche aktualisieren können, sowie durch Programmierschnittstellen für Beschleunigungsstrukturen, die direkt über den Grafikprozessor aufgebaut werden.

In einem von Microsoft bereitgestellten Musterszenario auf einer AMD Radeon RX 9070 zeigte der Einsatz von Clustered Geometry gegenüber klassischen Bottom-Level Acceleration Structures (BLAS) eine Steigerung der Bildwiederholrate von 1,2 FPS auf 79 FPS, was etwa dem 66-fachen Wert entspricht.

Die Aufbauzeit für die Beschleunigungsstruktur sank von 788 ms auf 3,11 ms (rund das 254-Fache). Die Zeit für das eigentliche Raytracing verkürzte sich von 72,6 ms auf 9,27 ms (rund das 7,8-Fache), während der Speicherbedarf für die Gesamtdatenstruktur von 7.519 MiB auf 774 MiB um 89,7 Prozent reduziert wurde.

In einem weiteren Beispiel mit fallenden Dominosteinen verringerte sich die Zeit für den Top-Level-Rebuild von 2,88 ms auf 0,79 ms mittels lokalisierter PTLAS-Schreibvorgänge. Das Unternehmen wies darauf hin, dass diese Werte nicht universell seien und Trace-Leistungskompromisse bestehen können.

Die Vorabunterstützung für diese Funktionen umfasst alle Nvidia GeForce RTX, Grafikkarten der Serie AMD Radeon RX 9000 sowie Intel Arc B-Series und Intel Core Ultra. Die Unterstützung älterer Raytracing-Grafikkarten bezeichnete Microsoft als unklar.

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Neue Fehleranalyse und Funktionen im Release-Zweig

Das fertige Agility SDK 1.620 bringt zudem Neuerungen für veröffentlichte Spieletitel. Erstmals stehen DirectX-Dump-Dateien zur Verfügung, um GPU-Abstürze direkt auf Spieler-PCs herstellerübergreifend zu erfassen. Die Absturzberichte nutzen die Dateiendung final.dxdmp, während die Vorabversion auf .dxdmp_preview setzt.

Eine Treiberoption namens NO_OVERHEAD ist standardmäßig ohne Leistungseinbußen aktiv. Absturzdateien verbleiben nicht auf den Systemen der Spieler, sofern das Spiel diese nicht gezielt speichert oder hochlädt; über AddBlobToDumpFile können Entwickler bis zu 2 MB an eigenen Daten anfügen.

Voraussetzung für die Nutzung sind Windows 11 Version 24H2 oder 25H2 ab Build 26100.8524 beziehungsweise 26200.8524 (KB5089573). Hardwareseitig werden Radeon RX 9000 und RX 7000 mit mittlerem und hohem Profil sowie Nvidia-Chips ab der Turing-Architektur mit Treiber R620 und höher unterstützt. Unterstützung für Intel und Qualcomm Snapdragon X2 ist angekündigt.

SDK 1.620 führt ferner Partial Graphics Programs (exklusiv für Radeon RX 7000 und 9000), Fence Barriers Tier 1 sowie Batched Async Command Lists ein. Die finale Fassung von Shader Model 6.10 plant Microsoft für Agility SDK 1.621 Anfang Dezember.

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Treiber und Entwicklerwerkzeuge

Passend zur Veröffentlichung hat AMD den Treiber Agility SDK Developer Preview Edition 26.20.12.01 vorgelegt, der das SDK 1.722 unterstützt. Für die Radeon RX 9000 schaltet die Software Clustered Geometry, PTLAS, indirekte Builds sowie lineare Algebramatrizen für Shader Model 6.10 frei.

Radeon RX 7000 und RX 9000 erhalten Funktionen wie GPU Timeline CopyDescriptors, Tiefen-UAVs, Neuerungen in Shader Model 6.10 sowie Dreiecksobjektpositionen und Cluster-Kennungen. Der Treiber ist kompatibel mit Windows 10 (ab 64-Bit 1809) und Windows 11 (ab 21H2).

Zur Untersuchung der neuen Schnittstellen aktualisierte Microsoft das Entwicklerwerkzeug PIX auf Version 2610.28. Die Software kann die neuen Dump-Dateien über die Benutzeroberfläche, Programmierschnittstellen oder Befehlszeilenwerkzeuge analysieren. PIX 2610.28 enthält zudem einen Shader Explorer mit Live-Instruktionsprofiling für unterstützte AMD- und Intel-Hardware, eine Inspektionsmöglichkeit für Clustered-Raytracing-Geometrien sowie ein überarbeitetes Aufnahmeformat mit aufgelösten Debug-Symbolen.