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DirectX 12 und Multi-GPU-Setups


Möchten Nutzer auf Ihrem Windows-Computer ein Spiel installieren, taucht in den Systemanforderungen häufig der Begriff DirectX auf. Dabei handelt es sich um eine Programmierschnittstelle (API) von Microsoft, damit ein Spiel mit allen gängigen Grafikkarten verschiedenster Hersteller kompatibel ist und zusammenarbeitet.

Der Grafik-Standard ist neben Computerspielen auch für aufwändige Videotechnologien geeignet, welche Grafiken enthalten.

DirectX 12 unterstützt nun auch Multi-GPU-Setups

DirectX 12 gehört zu den aktuellsten Versionen von Microsoft und kommt bei den modernsten Spielen mit hochauflösenden Grafiken zum Einsatz. Ein neues Feature ist dabei die Unterstützung von herstellerunabhängigen Multi-GPU-Setups. Dieses sorgt dafür, dass ein virtuelles Speicherverwaltungs- und Zuordnungssystem die Arbeitsbelastung von Kernelmodustreibern verringert.

Was ist ein Multi-GPU?

GPU steht für „Graphics Processing Unit“, was nichts anderes als eine Grafikeinheit, also ein Grafikprozessor auf einer Grafikkarte ist. Bei Multi-GPU hingegen wird der Rechenaufwand, um beispielsweise ein Computerspiel auf einem Bildschirm anzuzeigen, auf mehrere Grafikprozessoren bzw. Chips aufgeteilt.

Ein Multi-GPU besteht also zum Beispiel aus zwei Grafikkarten, welche über eine Brücke miteinander verbunden sind. Sie liefern die doppelte Rechenleistung und sorgen gleichzeitig dafür, dass eine Entlastung der Grafikchips erfolgt.

DirectX 12 teilt die Prozesse intelligent auf

Wo alte DirectX-Versionen lediglich einen Grafikprozessor unterstützt haben, ist DirectX 12 dazu in der Lage, einzelne Prozesse auf mehrere Grafikchips aufzuteilen.

Während bei DirectX 11 sekundäre GPUs im Leerlauf blieben, erfolgt nun die Nutzung von mehreren Chips. Hierbei kommen Programmierer und Entwickler von Computerspielen und 3D-Videos ins Spiel. Diese sind dazu in der Lage, mit einem bestimmten Teil einer Spezifikation mehrere Grafikadapter anzusprechen.

Wie funktionieren Multiadapter für DirectX 12?

Erstellen Entwickler grafische Oberflächen und Anwendungen, muss er einzelne Aufgaben trennen und diese dem jeweiligen Grafikchip zuteilen. Nur so weiß der Grafiktreiber, welche Sequenz von welcher GPU genutzt werden soll. Dabei wird zwischen den Varianten „Implizit“ und „Explizit“ unterschieden.

Kommt ein implizierter Multiadapter zum Einsatz, erhält der Grafikadapter die Information, dass er sich nicht mit einem Lastenausgleich, bzw. der Aufteilung der Aufgaben befassen soll. Wie bei den bekannten Varianten CrossFire und SLI kommt also ein alternatives Frame-Rendering (AFR) zum Einsatz.

Microsoft rät Entwicklern dazu, nach wie vor mit Herstellern von Grafikkarten und den entsprechenden Treibern zusammenzuarbeiten. Nur so gelingt es reibungslos, einzelne Profile zu erstellen, welche mit den einzelnen Anwendungen funktionieren.

Alternative: Explicit Multiadapter

Ein weiteres vorteilhaftes Feature von DirectX 12 und Multi-GPU-Setups ist der Explicit Multiadapter. Dadurch sind Entwickler dazu in der Lage, einzelne GPUs anzusprechen und ihnen eine Aufgabe direkt zuzuteilen. Dabei handelt es sich um Befehle und ausführliche Daten/Informationen.

Bereits jetzt nutzen einige Engines die Möglichkeit der Explicit Adapter. Hierbei ist beispielsweise ein integrierter Grafikchip mit der Aufgabe beschäftigt, Nachbearbeitungseffekte zu zeichnen. Gleichzeitig sorgt die primäre GPU dafür, bereits am nächsten Frame zu arbeiten.

Engere Zusammenarbeit und gemeinsame Nutzung von Ressourcen

Darüber hinaus ermöglichen Multi-GPU-Setups die nähere Zusammenarbeit zwischen mehreren GPUs, also Grafikkarten-Paaren. Diese sind dazu in der Lage, Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Gleichzeitig erhält eine Engine mehrere Befehlsprozessoren.

Mithilfe einem derartigen Algorithmus erfolgt somit ein effektiver Lastenausgleich beider Grafikkarten und Prozessoren, welche miteinander gekoppelt sind.

Grafikprozessoren und CPUs arbeiten enger zusammen

Dank einem Multi-GPU-Setup mit DirectX 12 sind prozessorientierte GPUs dazu in der Lage, mitten im Systemspeicher betrieben zu werden. Dies bietet einen großen Vorteil, da weniger Zeit für das Kopieren und Überschreiben von einem Puffer zweier Elemente erforderlich ist. Der Workload arbeitet dadurch um einiges schneller, zu erledigende Aufgaben werden zwischen CPU und GPU zügiger ausgetauscht.

Fazit zu DirectX 12 und Multi-GPU-Setups

Dank DirectX 12 können Grafiken von Videospielen und 3D-Animationen ab sofort auf Multi-GPU-Setups aufgeteilt werden. Grafikkarten arbeiten enger zusammen und nehmen sich somit gegenseitig einzelne Lasten ab. Entwickler sind ab sofort sogar dazu in der Lage, bestimmte Aufgabenbereiche einem Grafikchip gezielt zuzuteilen.

Auch das Überschreiben und Kopieren zwischen GPU und CPU erfolgt schneller, was den Workload um einiges schneller macht.

Schon jetzt setzen einige Entwickler bei der Herstellung von Grafiken auf die Möglichkeit, einzelne Aufgaben und Sequenzen gezielt aufzuteilen. Und auch in Zukunft können sich begeisterte Computerspieler über noch lebendigere und atemberaubendere Szenen freuen, welche mit gestochen scharfem Bild überzeugen.

Hierbei spielt auch VR (Virtual Reality) eine wichtige Rolle, wobei Multi-GPU-Setups einen großen Mehrwert bieten können.