3D-Grafik: 3D-Speicher hilft schneller Rendern

Berechnungen direkt in einzelnen Modulen bringen Speed-Boost. [...]

Forscher haben mithilfe der Games „Doom 3“ und „Half-Life 2“ einen neuen Ansatz demonstriert, um 3D-Grafiken schneller zu rendern. Sie führen dazu Berechnungen direkt in 3D-Speichermodulen aus. „Wir verschieben die Grenzen dessen, was Hardware kann“, meint Shuaiwen Leon Song, Informatiker am Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). Das bringt bis zu 65 Prozent mehr Speed für das 3D-Rendering.

Rechnen statt nur speichern
Moderne 3D-Speicherchips bieten viele Vorteile, wie höherer Bandbreiten und geringerer Signalwege, womit sie Grafikkarten an sich schon merklich leistungsfähiger machen. Doch Song ist noch einen Schritt weiter gegangen und hat sich angesehen, ob 3D-Speicher nicht auch zum Durchführen tatsächlicher Berechnungen herangezogen werden können. In Zusammenarbeit mit Forschern der University of Houston hat er eine Architektur für 3D-Speicher entwickelt, die 3D-Rendering um bis zu 65 Prozent beschleunigt.

Dabei macht sich das Team zunutze, dass 3D-Speicher auch einen Logik-Layer haben. Das ermöglicht es, mit den richtigen Tricks, gewisse Berechnungen direkt im Speichermodul vorzunehmen. Dadurch sinkt letztendlich die Datenmenge, die zwischen Speicher und den eigentlichen Grafikprozessor-Kernen ausgetauscht werden muss. Das wiederum bedeutet schnellere Verarbeitung. Das Team hat dabei festgestellt, dass speziell das anisotrope Filtern hohe Datentransfers erforderlich macht. Wenn also entsprechende Berechnungen zuerst direkt im Speicher erfolgen, bringt das besonders viel.

Gaming für die Wissenschaft
„Obwohl wir unsere Idee mit Videospielen getestet haben, wird diese Verbesserung letztlich der Wissenschaft nutzen“, betont Song. Denn aufwendige 3D-Grafik ist nicht nur für Games, sondern auch für diverse Visualisierungen, Modelle und auch virtuelle Welten wichtig, die zum wissenschaftlichen Fortschritt beitragen. Möglich machen das hochleistungsfähige Rechner im sogenannten High Performance Computing – Songs eigentliches Spezialgebiet, in dessen Dienst er die 3D-Grafik bekannter Shooter als Test für das Rechnen mit 3D-Speicher gestellt hat.