解剖学的限界に達するには、GPUを2000回オーバークロックする必要があります

DICEゲーム開発者向けの会議で、Epic GamesのTim Sweeneyがグラフィックカードのパフォーマンスに関する計算を提示し、人間の視覚で知覚される最高の品質を確保しました( ビデオ録画、30分スライド )。



ティム・スウィーニーは理由を挙げて数学を取り上げましたが、最近では視点が一般的になったため、おそらく現代のゲーム機の世代は「十分な」パフォーマンスを備えており、次世代が最後かもしれません。 スウィーニーによると、これは問題外です。 彼は、人間の目の解像度8000x4000で顕著な効果を計算するために、GPUのパフォーマンスが2000倍から約5000テラフロップスになると計算しています。



Epic Gamesの創設者でありUnrealエンジンの作成者であるTim Sweeneyは、John Carmackほどゲーム業界での権威を享受しています。



ティム・スウィーニーは、小さな女の子が光沢のある雑誌に目を通し、それを指で突くという有名なビデオを思い出してスピーチを始め、最終的にこれは壊れたiPadだと結論付けました。



彼は、現代のコンピューターグラフィックスシステムの特性を人間の視覚の特性(1億2000万個のモノクロ光受容体、500万色の光受容体、視神経の損失を伴う圧縮)と比較します。







人間の目の感受性の解剖学的限界は、約30メガピクセル、72 FPSのフレームです。 現在まで、この技術はフラットディスプレイ(視野角30°)で2560x1600ピクセル、パノラマシステム(90°)で8000x4000ピクセルのみを提供できます。 このパフォーマンスを実現するには、GPUは毎秒200〜400億のシェーダー、つまり現在の50倍のシェーダーを処理する必要があります。 GPUの2つの新しい世代で十分なように思えますが、実際には、すべてがそれほど単純ではありません。 実際、フォトリアリズムの達成には、視覚シーンの数学的計算の複雑さを高める必要があります:フォトリアリズムへの近似または照明、影、水の反射、マテリアルプロパティ、各オブジェクトの設計などの計算における近似を増やします。







同じ解像度で、さまざまな計算の複雑さのゲームを実行できます。第1レベルの近似(Doom、1993)、第2レベル(Unreal、1998)、第3レベル(Samaritan、2011)などです。 現在、シェーダーの99%は舞台裏に残っていますが、コンピューティングリソースを消費する必要があります。



たとえば、Doomでは10メガフロップ、Unrealでは1ギガフロップ、Samaritanでは2.5テラフロップで十分でした。 フォトリアリスティックなスキン、フォグ、煙などを追加することで、近似のレベルが上がると、必要なGPUパフォーマンスが指数関数的に増加します。 また、世界のすべてのコンピューターの計算能力を使用しても、現実の許容レベルの近似を達成できない計算問題があります。これには、とりわけ、キャラクターの特性、キャラクターの思考、動き、音声などの計算が含まれます。



結果として、真のフォトリアリズムのためには、5,000テラフロップスの領域が必要です。 参考までに、Xbox 360は0.25テラフロップのみを提供します。 そのため、ハードウェア開発者はまだやるべきことがあり、5000 TFLOPSに近づくまで、コンピューターグラフィックスに大きな進歩が見られます。



鉄の開発者は既にトランジスタの原子レベルに近づいていますが、ムーアの法則に準拠する方法はまだあります。たとえば、3次元マイクロ回路の設計、つまり、3Dプリンティングの最新の成果のおかげでプロセッサレイヤーを垂直に重ね合わせることができます、とティムスウィーニーは考えています。 おそらく、長らく期待されていた量子コンピューターが登場するでしょう。 超小型回路の計算能力の物理的限界について話すと、ベケンシュタインの境界線はまだ非常に遠く、現在のプロセッサパフォーマンスよりも10 27高いため、ムーアの法則は約180年間静かに観察できます。



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