Das Ende der Latenz-Probleme
Aktuelle Techniken wie DLSS 3 von Nvidia oder FSR 3 von AMD nutzen Interpolation, um künstliche Bilder zwischen existierende, gerenderte Frames zu schieben. Dieser Prozess erfordert das Vorhandensein von zwei echten Bildern, bevor ein künstlicher Frame berechnet werden kann.
Durch dieses zwingende Warten entsteht eine Verzögerung, die sich bei schnellen Titeln wie Counter-Strike 2 oder Valorant als Eingabe-Latenz bemerkbar macht. Nutzer spüren ein schwammiges Feedback bei Mausbewegungen, obwohl die angezeigte Bildrate (FPS) hoch erscheint.
Intels Forschungsabteilung im Bereich Graphics & Gaming arbeitet an einer Methode, die auf Extrapolation setzt. Anstatt auf den nächsten Frame zu warten, projiziert der Algorithmus den Bewegungsvektor in die Zukunft.
Warum Extrapolation den Unterschied macht
- Die bisherige Interpolation arbeitet rückwärts gerichtet, da sie die Zeitspanne zwischen zwei bereits fertig berechneten Frames füllt.
- Extrapolation berechnet den nächsten Frame basierend auf den Bewegungsdaten des aktuellen Bildes.
- Der Prozess entkoppelt die Bildrate von der Notwendigkeit, auf den Abschluss des nächsten GPU-Renderzyklus zu warten.
- Die Eingabeverzögerung verharrt auf dem Wert, den das Spiel nativ ohne Frame-Generierung erreichen würde.
Intel verfolgt mit diesem Ansatz das Ziel, die Grafikkarte von der Last zu befreien, jeden Pixel einzeln berechnen zu müssen, ohne die Reaktionszeit zu opfern. Die Technik nutzt hierfür die XMX-Einheiten der Arc-GPU-Architektur, die ursprünglich für KI-Workloads konzipiert wurden.
Intels Prognose für die Zukunft
Intel positioniert sich mit diesem Projekt gegen den aktuellen Standard der Branche, der durch die Deep Learning Super Sampling-Technologie von Nvidia dominiert wird. Während Nvidia mit Reflex ein separates Software-Tool zur Latenzreduzierung anbietet, integriert Intel die Latenz-Optimierung direkt in den Bildgenerierungsprozess.
Die Hardware-Sparte von Intel, welche 2021 mit der Arc A-Serie (Alchemist) den Einstieg in den dedizierten GPU-Markt für Consumer wagte, steht unter Druck. Mit den kommenden Battlemage-GPUs (B-Serie) will das Unternehmen Marktanteile von Nvidia und AMD gewinnen.
Die Architektur-Historie von Intel zeigt eine Evolution von integrierten Grafikeinheiten der Iris-Xe-Reihe hin zu den dezidierten DG2-Chips. Die Erfahrungen aus der XeSS-Entwicklung bilden dabei das Fundament für die neuen Extrapolations-Algorithmen.
Die technische Hürde bleibt
Extrapolation erzeugt bei schnellen Drehungen oft sogenannte Geisterbilder oder Bildartefakte. Wenn der Algorithmus die tatsächliche Position eines Objekts falsch vorhersagt, entstehen Fragmente, die vom menschlichen Auge als Bildfehler wahrgenommen werden.
Das Problem der Vorhersagegenauigkeit ist in der Informatik unter dem Begriff Temporal Instability bekannt. Aktuelle Ansätze wie Optical Flow Estimation versuchen, diese Fehler durch Vektoranalyse zu minimieren, benötigen jedoch enorme Rechenleistung.
- DLSS 3 nutzt Bewegungsvektoren aus den Engine-Daten, um Fehler bei der Interpolation zu verringern.
- Extrapolation muss diese Vektoren extrapolieren, was die Fehleranfälligkeit bei plötzlichen Richtungsänderungen der Kamera erhöht.
- Die Integration in die Arc A770 erfordert eine Optimierung der treiberseitigen Latenz-Pipeline.
Die Branche wartet auf eine Implementierung, die ohne merkliche Bildfehler auskommt. Bisherige Versuche in der Industrie, wie etwa Early Frame Generation in experimentellen Treibern, litten unter Instabilität.
Intel muss bei der Entwicklung beweisen, dass die Xe-Kerne in der Lage sind, die nötigen Vorhersage-Berechnungen innerhalb von weniger als einer Millisekunde durchzuführen. Aktuell liegen für diese Technologie noch keine Benchmarks vor, die den Vergleich zu FSR 3.1 oder DLSS 3.5 unter realen Gaming-Bedingungen zulassen. Die Hardware-Beschleunigung durch dedizierte Raytracing-Einheiten bei Intel-GPUs zeigt, dass die Architektur für komplexe Berechnungen ausgelegt ist. Es bleibt abzuwarten, ob die Algorithmen für die Extrapolation die nötige Reife für eine öffentliche Veröffentlichung erreichen.
