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Intel nutzt AVX für das Entrauschen von Ray-Tracing-Szenen

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intelMehr und mehr scheint Intel in Märkte vordringen zu wollen, die aufgrund des Booms bei den GPU-Beschleunigern teilweise an die Konkurrenz verloren gingen. Ein großer Faktor spielt dabei die Softwareunterstützung sowie die Implementierung von Befehlserweiterungen für die aktuellen Xeon-Prozessoren, denn auch wenn GPUs mit ihren tausenden Shadern Aufgaben im Deep-Learning-Bereich gut parallelisieren können, moderne CPU-Architekturen besitzen extrem tiefe und effiziente Rechenpipelines, die ähnliches leisten können.

In Folge dieses Trends wurden Intels Math Kernel Libraries um Befehlssätze für Deep Neural Networks (MKL-DNN) erweitert. Die zukünftigen Cascade-Lake-Prozessoren werden diese neuen Befehlssätze unterstützen.

Nun hat Intel den Open Image Denoise als Teil des Intel Rendering Framework vorgestellt. Er soll dabei helfen, per Ray Tracing berechnete Bilder schneller berechnen zu können. Denn auch wenn die aktuelle Hardware immer leistungsfähiger wird, je nach Komplexität und Größe der zu berechnenden Bilder reicht die Rechenleistung noch immer nicht aus, um alle notwendigen Strahlen im gewünschten Zeitraum zu berechnen. NVIDIA verwendet zu diesem Zweck die Tensor Cores der Turing-Architektur und entrauscht das Bild – ersetzt die fehlenden Strahlen mit Näherungswerten.

Um die Berechnungen zu beschleunigen, verwendet Intel die Anfangs erwähnten Befehlssätze wie SSE4, AVX2, and AVX-512. SSE4.2 stellt die Mindestvoraussetzungen für den Einsatz des Open Image Denoise dar. Damit werden alle Intel-Prozessoren ab der Nehalem-Generation unterstützt.

Als Beispiel zeigt Intel eine per OSPRay berechnete Szene, bei der die Samples pro Pixel auf 16 reduziert wurden. Es tritt das typische Rauschen auf. Um das Bild vollständig und rauschfrei per Ray Tracing zu berechnen, würde sich die Zeit des Renderings deutlich verlängern. Stattdessen entfernt der Open Image Denoise das Rauschen über ein vortrainiertes Netzwerk, welches auf einer Vielzahl an Bildern angewendet werden kann.

Im Bereich der Intel-Hardware wird sich der Einsatz von Ray Tracing und das dazugehörige Entrauschen noch einige Zeit auf das professionelle Umfeld beschränken. Erst 2020 will Intel eine neue GPU-Architektur mit dazugehörigen dedizierten Grafikkarten vorstellen. Ob sich das Ray Tracing bis dahin bei den Spielen weiter durchgesetzt hat, wird sich noch zeigen müssen.

Intel hat den Open Image Denoise auf GitHub unter Apache-2.0-Lizenz in Version 0.8 veröffentlicht.