AMD giảm sử dụng VRAM đến 600.000 lần nhờ “đồ thị công việc”

AMD đã tạo ra một bước tiến đáng kinh ngạc khi công bố một kỹ thuật mới có khả năng giảm mức sử dụng VRAM trong quá trình dựng cây 3D lên tới 600.000 lần. Phương pháp này dựa trên một cấu trúc xử lý mới mang tên “đồ thị công việc” (Work Graph) – mở ra khả năng render các thế giới rộng lớn, chi tiết mà không cần phần cứng đắt đỏ!

Những giới hạn hiện tại trong kết xuất cây 3D truyền thống

Trước khi tìm hiểu kỹ thuật mới của AMD, cần hiểu rõ vì sao việc dựng hình cây trong môi trường 3D lại ngốn tài nguyên VRAM đến như vậy. Trong kỹ thuật truyền thống, cây 3D được dựng thành mô hình lưới (mesh) sẵn, lưu trữ chi tiết từng cành cây, lá, vỏ… vào bộ nhớ GPU để sử dụng khi kết xuất. Khi người dùng di chuyển trong thế giới game hoặc môi trường ảo, các đối tượng này cần được truy xuất nhanh chóng để tránh hiện tượng giật lag.

Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất chính là:

• Mỗi cây 3D có thể chiếm hàng trăm MB bộ nhớ, nếu có độ chi tiết cao.
• Cảnh quan lớn chứa hàng ngàn cây có thể yêu cầu hàng chục đến hàng trăm GB VRAM.
• Khó tùy biến hình dáng động (cây đung đưa theo gió, bị phá vỡ, cháy rụi) do mô hình tĩnh không dễ thao tác.

Những điều này khiến các nhà phát triển game và mô phỏng thực tế ảo gặp nhiều giới hạn, đặc biệt với phần cứng phổ thông.

Xem thêm server cũ giá rẻ

Giải pháp mới từ AMD

Thay vì tải mô hình cây từ bộ nhớ, AMD đề xuất một hướng đi hoàn toàn khác: sinh hình cây ngay trên GPU bằng chương trình, và chỉ sinh khi cần thiết – tức là khi cây hiện diện trong khung hình người dùng nhìn thấy.

Kỹ thuật này vận hành dựa trên nền tảng Work Graph (đồ thị công việc) – một cơ chế xử lý song song mới được AMD phát triển dựa trên GPU kiến trúc RDNA thế hệ tiếp theo, cho phép từng nhánh tính toán có thể hoạt động độc lập và tuần tự như các node trong một đồ thị.

Bản chất công nghệ bao gồm:

• Lưu trữ cấu trúc mô tả cây dưới dạng thuật toán thay vì hình học – tức là không cần lưu từng polygon hay vertex.
• Khi cần dựng cây, GPU sẽ sử dụng Work Graph để tính toán hình dạng, vị trí cành, mật độ lá… dựa trên mô hình toán học.
• Dữ liệu chỉ được tạo khi đến gần hoặc xuất hiện trong khung hình, còn nếu xa thì bỏ qua hoặc tạo ở dạng đơn giản.
  

Cách tiếp cận này có thể coi như một dạng “procedural rendering”, tương tự như procedural generation trong game – giúp tiết kiệm bộ nhớ một cách cực kỳ ấn tượng.

Mức tiết kiệm VRAM từ hàng GB xuống chỉ vài KB

Điều làm cộng đồng nghiên cứu và phát triển đồ họa bất ngờ chính là mức độ giảm thiểu bộ nhớ mà AMD đạt được nhờ công nghệ này. Trong bài trình bày của họ, các nhà khoa học của AMD đã đưa ra ví dụ cụ thể:

• Mô hình một cây chi tiết dùng trong kết xuất truyền thống chiếm khoảng 34.2 GB VRAM nếu render bằng dữ liệu lưới đầy đủ.
• Với phương pháp dùng Work Graph, toàn bộ dữ liệu dựng cây chỉ cần 51 KB VRAM.

Như vậy, mức giảm là khoảng 600.000 lần – một con số gần như chưa từng có trong tối ưu đồ họa.

Không chỉ vậy, khả năng sinh cây theo thời gian thực còn mở ra các khả năng như:

• Tùy biến hình dáng từng cây trong môi trường mở (mỗi cây có thể khác nhau hoàn toàn).
• Phản ứng động theo các yếu tố vật lý như gió, thời tiết.
• Giảm tải khi có nhiều vật thể bị che khuất trong khung hình.

Thiết bị máy chủ fullbox dành cho doanh nghiệp

Sức mạnh của “work graph” và mesh shader

Một điểm cực kỳ thú vị trong phương pháp mới của AMD là cách họ biến GPU thành một mạng tính toán logic phi tuyến – tương tự như mạng nơron nhân tạo, nhưng phục vụ cho dựng hình.

Kỹ thuật Work Graphs tận dụng:

• Mesh Shaders – cho phép tạo ra hình học (geometry) động mà không cần nạp từ VRAM.
• Task Shaders – hoạt động như “node cha” trong đồ thị, điều phối các khối xử lý con.
• Các node có thể liên kết tuần tự hoặc song song, mang lại tính mở rộng cao.
• Cho phép dựng cây theo cấp độ chi tiết (LOD) phù hợp với khoảng cách và độ ưu tiên.
  

Đây là hệ thống lần đầu tiên được AMD thử nghiệm công khai với mục tiêu hướng đến thế giới game mở, nơi hàng triệu vật thể sống đồng thời.

Tính khả thi và ứng dụng thực tế trong ngành công nghiệp game

Một câu hỏi đặt ra là: “Liệu công nghệ này chỉ là ý tưởng phòng lab, hay sẽ sớm xuất hiện trong game thực tế?”

Câu trả lời là hoàn toàn khả thi, bởi các yếu tố sau:

• GPU RDNA 3 và RDNA 4 đã hỗ trợ mesh shader – nền tảng cần thiết cho work graph.
• Game engine như Unreal Engine 5 đang hỗ trợ pipeline tùy biến shader rất mạnh.
• Kỹ thuật này không yêu cầu phần cứng chuyên biệt, miễn GPU hỗ trợ mesh shader là có thể triển khai.

Một số engine hiện đại còn có thể tích hợp tính năng này để:

• Tạo môi trường sống động hơn mà không cần phải nén tài nguyên.
• Tự động hóa việc sinh rừng, cây, bụi, cỏ với kiểu dáng và phản ứng động.
• Giảm dung lượng tải game và tăng hiệu suất khung hình trên máy cấu hình trung bình.

So sánh với các kỹ thuật truyền thống và ưu điểm vượt trội

Nếu đặt kỹ thuật “Work Graph” của AMD cạnh các phương pháp hiện tại, ta sẽ thấy sự khác biệt cực kỳ rõ ràng:

Điều này cho thấy phương pháp mới của AMD không chỉ là tối ưu bộ nhớ, mà còn là bước tiến trong tự động hóa và sinh cảnh vật động học thông minh.

Những thách thức AMD còn phải vượt qua

Dù mang lại nhiều lợi ích, kỹ thuật Work Graph cũng đang trong quá trình nghiên cứu và vẫn còn vài điểm cần cải thiện:

• Cần đảm bảo độ chính xác hình học cao như mô hình được lưu sẵn – đây là bài toán về thuật toán dựng cây.
• Không tương thích với tất cả phần cứng hiện tại, do cần hỗ trợ mesh/task shader.
• Khó debug hơn do quy trình sinh hình phụ thuộc nhiều yếu tố ngẫu nhiên.
• Có thể tăng thời gian xử lý khung hình ban đầu nếu không tối ưu tốt.
  

Tuy vậy, đây là những vấn đề kỹ thuật hoàn toàn có thể giải quyết dần dần khi các game engine tích hợp kỹ thuật mới và GPU tiếp tục tiến hóa.

Tương lai nào cho đồ thị công việc và kết xuất động thời gian thực?

Với bước đột phá của AMD, chúng ta hoàn toàn có thể hình dung một tương lai nơi GPU không còn đóng vai trò “vẽ lại dữ liệu” mà trở thành bộ máy “sáng tạo nội dung theo thời gian thực”. Việc sinh cây từ cấu trúc logic thay vì mô hình cố định chỉ là bước khởi đầu cho các tiến bộ sau:

• Tự động sinh động vật, dòng nước, đám mây có hành vi phản ứng thời tiết.
• Tạo thành phố tự phát triển dựa trên hành vi người chơi trong game.
• Giảm tối đa kích thước game, khi dữ liệu không cần lưu ở dạng cụ thể mà có thể sinh ra theo seed.
  

Điều này cũng mở ra tương lai mới cho game nhập vai thế giới mở, mô phỏng sinh thái, và thực tế ảo tương tác thời gian thực – nơi mọi thứ có thể tùy biến, phản ứng, sinh sôi và tiêu biến theo thời gian, mà không cần tải từ ổ cứng hay server.

Kết luận

Kỹ thuật “đồ thị công việc” của AMD không chỉ là một tối ưu đơn thuần về bộ nhớ, mà là một cách tiếp cận hoàn toàn mới cho việc dựng hình trong đồ họa máy tính. Việc giảm VRAM từ hàng chục GB xuống chỉ vài KB khi dựng cây là minh chứng rõ ràng nhất cho tiềm năng to lớn của phương pháp này. Nếu được áp dụng rộng rãi, đây có thể là bước tiến thay đổi cách chúng ta phát triển game, dựng phim và tạo môi trường ảo trong nhiều năm tới.

Khoserver stock đa dạng máy chủ cũ cho khách thuê server cũ với giá cực ưu đãi