Wie Intel Xe GPU Raytracing durch Hardware unterstützt.

Intel hat gerade auf der FMX in Deutschland etwas ziemlich Großes angekündigt: dass ihre Xe-GPU-Architektur die Hardware-Beschleunigung des Raytracing unterstützen wird. Das ist eine ziemlich große Sache, weil sie diese Architektur auf eine Stufe mit Turing stellt, was DXR betrifft. Zudem macht sie Lösungen, die auf Software oder GPGPU-Beschleunigung beruhen (wie die Pascal-Serie), weit überlegen macht. Raytracing ist eine Spitzentechnologie, die derzeit noch in den Kinderschuhen steckt, aber im Rechenzentrums-Segment jetzt schon für ziemlich viel Aufmerksamkeit sorgt.

Intel Xe unterstützt Raytracing.

Das Raytracing hat tief greifende Auswirkungen auf den Rechenzentrumsmarkt. Das Raytracing für Filme mit großem Budget wie Pixar-Filme wird traditionell auf GPUs durchgeführt, weil sie 100% genau sind. Leider sind sie aber auch um Größenordnungen langsamer. Wenn es eine GPU-Lösung gibt, die einen hohen Grad an Genauigkeit (vorzugsweise 100%) bei einer GPU-Geschwindigkeit bieten kann, dann würde dies schnell eine Revolution auslösen, wie aus der Ankündigung aufd er FMX hervorgeht:

Auf der FMX werden Neuigkeiten im Zusammenhang mit der Intel-Grafik bekannt gegeben, dass Intel:

1. Die Xe-Architektur-Roadmap für das optimierte Rendering im Rechenzentrum umfasst den Support der Raytracing-Hardwarebeschleunigung für die APIs und Bibliotheken der Intel Rendering Framework-Familie.
2. Gründung der Intel Graphics und Visualization Institutes of XeLLENCE (Intel GVI) und hat drei Gründungsinstitutionen (University of Utah, University of Texas, Austin und die Universität Stuttgart) ausgewählt, die sich aufgrund ihrer bedeutenden offenen Forschung und Open-Source-Beiträge in Bezug auf das Intel Rendering Framework, Large Scale Grafiken und Visualisierung beteiligen.
3. Aufbauend auf dem Intel Rendering Framework mit der Einführung der Intel Open Volume Kernel Library (die im 3. Quartal 2019 veröffentlicht werden soll), um den Support für das Volume-Rendering zu verbessern – eine entscheidende Fähigkeit für die wissenschaftliche Visualisierung und die Erstellung von digitalen High-End-Grafiken.

Intel sprach auch über die Rendering-Leistung seiner Prozessoren auf der FMX, aber das ist nur eine iterative Verbesserung und nicht etwas so Revolutionäres wie ein Xe-Rechenzentrumsgrafikprozessor mit Hardwarebeschleunigung für das Raytracing. Wenn man nun bedenkt, dass das Unternehmen über Pixar und Ähnliches sprach, gehen wir davon aus, dass die Raytracing-Implementierung eine sehr hohe und nahezu 100%ige Genauigkeit aufweist. Es ist kaum vorstellbar, dass sie 100% beträgt, denn wenn das der Fall wäre, würde die CPU-Rendering-Industrie vollständig und unwiderruflich unterbrochen, sobald die erste Xe-GPU gelandet ist.

Eine nahezu 100%ige Raytracing-Genauigkeit würde es Filmemachern ermöglichen, ihre Budgets einzuhalten und die Schwelle für qualitativ hochwertige Animationen in der Filmindustrie deutlich zu senken. Tatsächlich wäre es für den durchschnittlichen Laien wahrscheinlich unmöglich, den Unterschied zwischen einem CPU- und einem GPU-Raytracing-Bild zu erkennen. Natürlich ist dies eine sehr aufregende Sache und wir können definitiv erwarten, dass diese Technologie auch Teil einer Verbrauchergruppe von GPUs sein wird – wann immer sie landen.

Im Folgenden können Sie sich die vollständige Pressemitteilung durchlesen:

Exponentielles Denken mit Rechen- und Grafikprozessoren mit Intel® Xe-Architektur.

Prozessoren mit Intel-Architekturen sind die flexiblen, speicherfähigen und leistungsstarken Motoren, die den gesamten kreativen Prozess für visuelle Effekte und animierte Spielfilme vorantreiben. Die heute verfügbaren Grafikprozessoren haben architektonische Herausforderungen wie begrenzte Speichergröße und Leistung, die sich aus jahrelanger Arbeit an weniger anspruchsvollen, „peinlich parallel“ gerasterten Grafiknutzungsmodellen ergeben. Die Studios streben weiterhin nach maximalem Realismus mit komplexer Physikverarbeitung für Stoffe, Flüssigkeiten, Haare und mehr sowie die Modellierung der Physik des Lichts mit Raytracing. Diese Algorithmen profitieren von gemischten parallelen und skalaren Berechnungen und benötigten gleichzeitig immer mehr Speicherplatz. Zu den besten Lösungen gehört ein ganzheitliches Plattformdesign, bei dem die Berechnungsaufgaben auf die am besten geeigneten Verarbeitungsressourcen verteilt werden.

David Blythes kürzlich erschienener Blog gab erste Einblicke in unsere aufregende neue Intel® Xe-Architektur, die derzeit entwickelt wird. Wir entwerfen die Intel® Xe-Architektur als kohäsive Beschleunigungsbegleitung zu unserer fortlaufenden Roadmap der Intel® Xeon® Prozessoren. Als David seinen Blog einstellte, erwähnte er: „Wir freuen uns darauf, in den kommenden Monaten weitere Einzelheiten über die Intel® Xe-Architektur zu veröffentlichen. Ich freue mich, Ihnen heute mitteilen zu können, dass die Intel® Xe-Architektur-Roadmap für das optimierte Rendering im Rechenzentrum den Support der Raytracing-Hardwarebeschleunigung für die Intel® Rendering Framework-Familie von APIs und Bibliotheken umfasst.

Ihre bestehenden Investitionen in Grafik- und Rendering-Lösungen, die auf den Open-Source-Produkten des Intel® Rendering Framework basieren, werden nahtlos auf die exponentiellen Leistungsvorteile dieser flexiblen, beschleunigten Plattformen abgebildet. Darüber hinaus nimmt das Raytracing als allgemeine Berechnungstechnik für eine Vielzahl von Simulationsberechnungen über das Rendering hinaus rasch zu. Um es kurz und bündig in meine eigenen Worten zu fassen: „Lassen Sie keinen Transistor zurück“, indem Sie eine ganzheitliche Software- und Berechnungsumgebung schaffen, die bereit ist, Ihren Arbeitsablauf zu maximieren, um exponentielle Vorteile zu erzielen.

Partnerschaft und Community: Ankündigung der Intel Graphics and Visualization Institutes of XeLLENCE.

Um sicherzustellen, dass fortschrittliche Grafik- und Visualisierungsfunktionen für professionelle Rendering-, wissenschaftliche Visualisierungs- und virtuelle Design-Communities auf breiter Basis verfügbar sind, freue ich mich, bekannt zu geben, dass Intel® die Gründung von Intel® Graphics and Visualization Institutes of XeLLENCE (Intel® GVI) unterstützt. Es wurden drei Gründungsinstitute auf Weltklasse-Niveau ausgewählt:

• Wissenschaftliches Computer- und Bildgebungsinstitut (SCI) an der Universität von Utah, unterstützt von Dr. Chris Johnson.
• Texas Advanced Computing Center (TACC) an der University of Texas, Austin mit Kitware, Inc., unterstützt von Dr. Paul Navratil und Dr. Berk Geveci.
• Visualisierungsinstitut der Universität Stuttgart (VISUS), unterstützt von Dr. Ing. E. h. Thomas Ertl und Dr. rer. nat. Guido Reina.

Diese Institutionen haben bereits bedeutende Beiträge zu Open Research und Open Source im Zusammenhang mit dem Intel Rendering Framework, der Large Scale Graphics und der Visualisierung geleistet und wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit ihnen, um ihre Energie und ihr Fachwissen einzubringen, damit alle kreativen und wissenschaftlichen Communities die Plattformen mit Intel® Xe-Architektur besser nutzen können. Ich empfehle Ihnen dringend, die Ergebnisse dieser Institute zu verfolgen, denn sie haben revolutionäre Ideen und Lösungen, die sie individuell, kollektiv und offen für alle nutzen und von denen sie profitieren können und werden diese auch weiterhin liefern.

„Das Scientific Computing and Imaging (SCI) Institute, ein international führendes Unternehmen in den Bereichen Visualisierung, Bildgebung und wissenschaftliches Rechnen, ist begeistert, als Mitglied dieser elitären Gründungsgruppe der Intel Graphics and Visualization Institute of Xellence ausgewählt worden zu sein. Da zukünftige Projekte der Intel Xe-Architektur zur weiteren Verbesserung der visuellen Datenverarbeitung eingesetzt werden, freuen wir uns auf die laufende Forschung und auf Open-Source-Beiträge im Zusammenhang mit Intel und den Intel GVI-Zentren.“

Dr. Chris Johnson, Gründungsdirektor des Instituts für Wissenschaftliches Rechnen und Bildgebung, University of Utah.

„Bei VISUS an der Universität Stuttgart suchen wir ständig nach neuen Wegen, moderne Hardware zu nutzen, um die interaktive Visualisierung der ständig wachsenden Daten zu ermöglichen. Mit dem Intel Rendering Framework, das eine softwaredefinierte Visualisierung verwendet, konnten wir unsere Ansätze auf HPC-Systeme übertragen und die interaktive Leistung beibehalten, während wir gleichzeitig die visuelle Genauigkeit durch OSPRay Raytracing drastisch erhöht haben. Mit unserem Status als Intel Graphics und Visualization Institute of Xellence und der Fähigkeit, die Intel Xe-Architektur über eine Vielzahl von Computerplattformen skaliert zu nutzen, werden wir noch umfassendere Ansätze ermöglichen, die unser übergreifendes Ziel am besten widerspiegeln: die Verteilung von Rechenlasten auf verschiedene Ressourcen, die die jeweiligen Stärken maximieren. Die Ermöglichung von Entdeckung und Benutzereinbindung durch nahtlose Interaktivität und visuelle Qualität für die schnell wachsenden Datensätze von morgen. Wir freuen uns sehr und fühlen uns geehrt, zu den wenigen ausgewählten, grundlegenden Intel® GVI-Institutionen zu gehören, die bereit sind, wirkungsvolle Forschungsbeiträge zu Grafik und Visualisierung zu liefern.“

Dr.-Ing. E. h. Thomas Ertl, Leiter des Forschungszentrums Visualisierung der Universität Stuttgart (VISUS), Prorektor für Forschung und Weiterbildung.

„TACC fühlt sich geehrt, unsere Partnerschaft mit Kitware und Intel fortzusetzen, um Wissenschaftlern hochleistungsfähige, visuelle Analysewerkzeuge mit hoher Genauigkeit zur Verfügung zu stellen, die ihnen helfen, ihre Ergebnisse besser zu verstehen und besser zu kommunizieren. Die Unterstützung von Intel für bahnbrechende visuelle Analysearbeiten durch die Intel Graphics and Visualization Institutes of Xellence Institute wird Forschern eine leistungsfähigere Analyse schon früher im Entdeckungs-Workflow ermöglichen. Durch den Einsatz des Intel Rendering Framework und zukünftiger Produkte der Intel Xe-Architektur werden die Intel GVI-Zentren zeigen, dass eine leistungsstarke interaktive Analyse unabhängig von der zugrunde liegenden Rendering-Architektur erreicht werden kann.“

Dr. Paul Navratil, Direktor für Visualisierung, Texas Advanced Computing Center.

„Kitware freut sich, ein Partner des Intel Graphics and Visualization Institute of Xellence zu sein und unsere langjährige Zusammenarbeit mit dem TACC und Intel fortzusetzen, um überzeugende, hochmoderne Open-Source-Lösungen für großformatige, hochauflösende Grafik und Visualisierung zu liefern. Durch die gemeinsamen Bemühungen mit dem Intel IGVI freuen wir uns darauf, die Erfahrungen unserer Partner und Anwender mit Anwendungen wie ParaView und dem Visualization Toolkit (VTK) durch die Einbeziehung der Fähigkeiten zukünftiger Produkte mit Intel Xe-Architektur zu verbessern.“

Berk Geveci, Sr. Direktor für wissenschaftliches Rechnen.

„Durch die Zusammenarbeit mit den Intel® Graphics and Visualization Institutes of XeLLENCE und unseren Industriepartnern, die das Intel® Rendering Framework, die skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren und in Zukunft die Intel® Xe Architektur nutzen, wird Intel auch weiterhin führende Lösungen für die Erstellung von High-Fidelity-Studio-Assets anbieten.“

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