- AMD và Sony đã công bố 'Project Amethyst', chipset dành cho máy chơi game PlayStation thế hệ tiếp theo, và đang phát triển một kiến trúc lấy phương pháp xử lý đồ họa dựa trên machine learning làm trung tâm nhằm vượt qua các giới hạn của cấu trúc GPU hiện tại
- Nhằm giải quyết tính kém hiệu quả của rasterization hiện nay (cách tính toán màn hình theo từng pixel), mục tiêu là tối ưu hiệu quả xử lý mạng nơ-ron
- Chipset này, thông qua cấu trúc Neural Array, cho phép các compute unit chia sẻ dữ liệu và hoạt động như một engine AI duy nhất, cung cấp một shader engine có khả năng mở rộng để xử lý và cải thiện nhiều vùng hơn của màn hình bằng ML
- Ngoài ra, với Radiance Core chuyên trách Ray Tracing và Universal Compression được áp dụng cho toàn bộ dữ liệu truyền tải, hệ thống hướng tới sử dụng băng thông hiệu quả
- Mục tiêu là đồng thời nâng cao chất lượng đồ họa và hiệu quả tính toán, và đây có thể trở thành một đột phá mới trong thời đại mà tốc độ phát triển phần cứng console đang chậm lại
Tổng quan về Project Amethyst
- Mark Cerny (kiến trúc sư phần cứng của Sony) và Jack Huynh (Phó chủ tịch cấp cao của AMD Computing and Graphics Group) đã công bố một video dài 9 phút giới thiệu Project Amethyst, dự án kỹ thuật hợp tác giữa hai công ty
- Ở thời điểm gần 5 năm sau khi PS5 ra mắt, họ báo trước công nghệ chip AMD mới dành cho “một hệ máy console tương lai sẽ ra mắt trong vài năm tới”
- Dự án lần đầu được hé lộ vào tháng 7/2025, hiện mới chỉ tồn tại dưới dạng mô phỏng, nhưng được đánh giá là cho kết quả rất hứa hẹn dù vẫn đang ở giai đoạn đầu
Kiến trúc lấy machine learning làm trung tâm
- Các GPU hiện nay đang hiện thực hóa độ phân giải 4K theo thời gian thực thông qua các công nghệ upscale như FSR (AMD FidelityFX Super Resolution) và Sony PSSR
- Tuy nhiên, Cerny chỉ ra sự kém hiệu quả của tính toán song song, khi nói rằng “cấu trúc bản chất của GPU buộc việc tính toán phải được chia nhỏ để xử lý”
- Project Amethyst giới thiệu phương thức ‘Neural Array’, được thiết kế để nhiều compute unit chia sẻ dữ liệu và hoạt động như một engine AI duy nhất
- Thay vì kết nối toàn bộ GPU, nó kết hợp theo các đơn vị nhỏ để tạo nên một Shader Engine có thể mở rộng
- Bằng cách xử lý các vùng lớn của màn hình cùng lúc, hệ thống mở rộng tỷ trọng xử lý đồ họa dựa trên ML
- Huynh cho biết “nhiều phần hơn của màn hình sẽ được ML cải thiện”
Cải thiện hiệu quả Ray Tracing
- Phương pháp hiện tại có cấu trúc kém hiệu quả vì cùng một shader phải thực hiện cả tính toán Ray Path và texture shading
- Dựa trên công nghệ bằng sáng chế mà Sony nộp đơn năm 2022, hệ thống đưa vào một khối phần cứng chuyên dụng có tên ‘Radiance Core’
- Phụ trách riêng Ray Traversal (tính toán đường đi của tia khi chạm vật thể)
- CPU và GPU có thể tập trung vào các phép tính shading dựa trên texture và vật liệu
- Qua đó hình thành một cấu trúc đồng thời cải thiện cả tốc độ xử lý lẫn chất lượng của tính toán ánh sáng
Tối ưu băng thông bộ nhớ
- Nút thắt cổ chai quan trọng nhất mà Sony và AMD muốn giải quyết là giới hạn băng thông bộ nhớ của GPU
- AMD trước đây cũng đã xử lý bằng cách nén dữ liệu texture với công nghệ Delta Color Compression (DCC)
- Trong Project Amethyst, điều này được mở rộng thành ‘Universal Compression’ để nén mọi dữ liệu đầu vào của GPU
- Qua đó hệ thống được thiết kế để băng thông cảm nhận thực tế vượt quá thông số danh nghĩa
- Cerny nói rằng “băng thông hiệu dụng sẽ vượt quá con số trên thông số kỹ thuật”
Triển vọng sắp tới
- Ngay cả khi chưa có cả demo ý tưởng, vẫn còn quá sớm để đánh giá kiến trúc mới có thể kéo thêm bao nhiêu hiệu năng
- Trong bối cảnh tốc độ cải tiến silicon nói chung đang chậm hơn trước, giới quan sát đang theo dõi cách tiếp cận mới này sẽ hiệu quả đến đâu
- Tuy vậy, sự chuyển dịch sang cấu trúc xử lý đồ họa lấy machine learning làm trung tâm được đánh giá là một xu hướng quan trọng của chu kỳ thay thế thế hệ console
- Tăng hiệu năng thông qua hiệu quả và đổi mới cấu trúc được dự báo sẽ trở thành trọng tâm của cuộc cạnh tranh console thế hệ tiếp theo
1 bình luận
Ý kiến Hacker News
Tò mò liệu PS6 có thể là thế hệ console cuối cùng cho thấy bước tiến đáng kể về tính toán và đồ họa hay không; lợi ích từ việc thu nhỏ tiến trình ngày càng giảm, giá thiết bị điện tử tăng lên và chi phí sản xuất chip đang chi phối tình hình; nhiều kỹ thuật để bù đắp sự thiếu hụt năng lực tính toán (post-processing AA, temporal hacks, AI upscaling, v.v.) đã liên tục được đưa vào; gần đây dự đoán rằng AI upscaling và frame generation sẽ ngày càng được nhấn mạnh hơn. Tuy nhiên, tôi bi quan về hướng tiến hóa của chúng. Ray tracing đã chiếm rất nhiều tài nguyên transistor, còn các giải pháp AI cao cấp lại thâu tóm thêm tài nguyên; non-generative AI upscaling và frame generation dường như gần chạm giới hạn, nên tới PS7 có lẽ sẽ phải dùng generative AI để tạo ra tính chân thực ảnh chụp đầy chi tiết từ những khung hình thô sơ mới khả thi. Tôi nghĩ điều đó sẽ vượt quá ngân sách transistor khả thi về mặt kinh tế lên nhiều lần. Cuối cùng liệu thời đại console có đi đến hồi kết, mọi thứ chuyển lên cloud để các máy chủ hiệu năng cao đảm nhận việc render game hay không; tôi chỉ hy vọng công nghệ thu nhỏ tiến trình sẽ cải thiện nhanh chóng để tạo ra một thế hệ console mới mang tính cách mạng như khi chuyển từ SNES sang N64.
Bọn trẻ nhà tôi vẫn chơi Fortnite rất vui trên PS4 và thấy hình ảnh render hoàn toàn ổn thỏa (tôi thì hơi có tuổi rồi). Thực tế, vấn đề lớn nhất khi chơi game lại là độ ổn định của kết nối internet. Chúng tôi cũng thường chơi các thiết kế game đơn giản như board game và card game, và ở đây cốt lõi của niềm vui là gameplay. Phần cứng tốt hơn có thể tăng thêm cảm giác chân thực, nhưng về dài hạn điều thực sự quan trọng là chất lượng gameplay, giống như khả năng kể chuyện trong một bộ phim hay.
Tôi nghĩ ngay cả PS6 cũng sẽ không có bước tiến rõ rệt, và thực chất PS5 đã là chiếc console sáng tạo cuối cùng. PS5 Pro cũng là console đầu tiên tập trung vào frame generation, và theo bài viết thì PS6 cũng sẽ tiếp tục xu hướng này.
Tôi nghĩ console là nền tảng phù hợp nhất cho cuộc cách mạng ray tracing. Ray tracing là con đường rõ ràng dẫn tới photorealism hoàn hảo, nhưng chi phí quá cao, và vấn đề là có thể nhét bao nhiêu phần cứng chuyên dụng vào một GPU vẫn phải chạy tốt cả game cũ. Vì vậy game gần đây buộc phải chọn cách hybrid (chỉ dùng ray tracing ở một phần). Full-scene ray tracing thực ra chủ yếu chỉ bị ảnh hưởng bởi độ phân giải và framerate, nên ngay cả nhà phát triển indie cũng có thể có đồ họa tầm AAA. Lúc đó sẽ không cần AI upscaling và frame generation nữa. Tối ưu nhất là GPU tập trung 100% vào ray tracing và bỏ hẳn pipeline tam giác truyền thống, nhưng tôi thấy điều đó khó xảy ra trên PC. Trên console thì không nhất thiết phải có backward compatibility hoàn hảo, nên có thể thử nghiệm.
Cuộc đổi mới lớn tiếp theo sau ray tracing có lẽ sẽ là path tracing. Console thường đưa công nghệ đồ họa mới vào chậm hơn, nhưng ray tracing và thậm chí cả path tracing rồi cũng sẽ được áp dụng cho đồ họa console. Điểm mạnh của console là mục tiêu phần cứng cố định, nên game có thể kiểm thử chính xác hiệu năng trên phần cứng đó và chất lượng trải nghiệm cũng dễ dự đoán hơn.
Tôi nghĩ non-generative AI upscaling có thể tạo ra thay đổi lớn. Dùng mô hình 3D truyền thống để dựng cấu trúc tổng thể, còn texture và lighting chi tiết thì tận dụng generative AI. Việc thêm polygon hay ánh sáng ngày càng chạm giới hạn; miễn là không cần đếm đúng số ngón tay, generative AI có thể tạo ra nhiều cải thiện hơn ở đây.
Thật khó tin là DirectX 12 đã ra mắt cách đây 10 năm; tôi cảm thấy thời gian trôi quá nhanh. Mục tiêu chính của nó là giúp tận dụng phần cứng tốt hơn khi phần cứng rời xa fixed pipeline. Các tính năng như frame generation, upscaling và frame interpolation có tiềm năng, nhưng tôi nghĩ để tạo hiệu quả thật sự thì cần một cách tích hợp hoàn toàn khác.
Theo tôi thì việc tái thiết kế đã bắt đầu với mesh shader và neural shader. Nhưng phần cứng vẫn chưa phổ biến đủ rộng để game áp dụng rộng rãi, và nhà phát triển cũng gặp khó trong việc tiếp nhận chúng để cải thiện trải nghiệm.
Đừng quên mantle.
Tôi còn nhớ lần đầu biết đến directx 1 qua tạp chí PC Gamer.
Tôi có cảm giác toàn bộ ngành game và cộng đồng giờ không còn quá quan tâm đến tiến bộ đồ họa tự thân nữa. AAA game quá phức tạp và đắt đỏ, và trải nghiệm game cứ ngày càng lớn hơn, phức tạp hơn thì rất khó mở rộng. Game thủ đã chia nhỏ theo vô số gu riêng (thập niên 80, 90, PS1, v.v.). Thời đại của các tập đoàn console lớn và các studio game khổng lồ đang dần khép lại.
Tôi không đồng ý. Mọi người muốn đồ họa high-end, nhưng cũng kỳ vọng mô phỏng tốt hơn tương xứng. GTA6 được mong đợi không chỉ vì đồ họa mà còn vì người ta tin mức độ mô phỏng của nó sẽ ở tầm chưa từng thấy trước đây. Hai thứ này phải đi cùng nhau.
Tôi thấy chỉ với console thế hệ hiện tại vẫn chưa đủ để mang lại đồ họa mượt mà thật sự nhập vai. Tôi chơi BG3 trên PS trước rồi mới chơi trên PC, và hai bên gần như không thể so sánh. Cyberpunk cũng vậy. Tôi sẵn sàng nâng cấp để có 120/4K và đồ họa độ phân giải cao ổn định, và cũng sẽ mua những game như thế. AAA game vẫn đang lấy đồ họa làm điểm nhấn hàng đầu và kiếm được doanh thu lớn.
Tiến bộ trong công nghệ chiếu sáng có thể giúp ích cho không chỉ AAA game mà cho mọi game. Ví dụ, Tiny Glade và Teardown trông rất tuyệt theo đúng art style riêng của chúng, không phải nhờ tính chân thực mà nhờ global illumination dựa trên ray tracing. Nhưng hiện tại việc này khó triển khai về mặt kỹ thuật và chỉ khả thi trong môi trường hạn chế. Nhà phát triển phải hỗ trợ nhiều thế hệ GPU, điều này tốt ở góc độ giảm rác thải điện tử và tăng khả năng tiếp cận, nhưng đồng thời tài sản và level vẫn phải được tạo theo kiểu ánh sáng dựa trên raster và bóng đổ thiếu chính xác. Nếu chỉ đơn giản bật hiệu ứng chiếu sáng vượt trội lên thì các thủ thuật cũ lại lộ rõ hơn, còn mức độ hoàn thiện phù hợp với hệ thống chiếu sáng mới lại chưa đủ, đó là lý do các tùy chọn ray tracing hiện nay thường không đạt kỳ vọng.
Nhìn vào việc Switch thành công áp đảo ở thế hệ trước thì thấy game phần lớn chỉ ở độ phân giải HD và 30fps, một số AAA game thậm chí còn không được port sang. Nhưng máy và game vẫn bán cực nhiều, và đa số người dùng không thấy bất tiện. Cuối cùng điều quan trọng ở game vẫn là niềm vui.
battlefield 6 phát hành hôm nay đang nhận được đánh giá rất tích cực, và đồ họa cũng rất xuất sắc.
Tôi nhớ hồi những năm 90 mình từng nói mãi rằng một ngày nào đó ray tracing sẽ thống trị toàn bộ rendering; giờ thì khác với những người bạn từng cười nhạo dự đoán đó, tôi vui vì nó đang trở thành hiện thực.
Nhìn thực tế thì việc dùng ray tracing (RT) trong game thường chỉ giới hạn ở các tia phụ trợ, còn phần render chính vẫn dùng rasterization. Dù vậy, đúng là đang dần chuyển thêm sang software rendering (dùng compute shader).
Gửi lời chào tới cậu của tuổi teen, dự đoán của cậu đã rất chính xác. Tôi cũng thấy ý tưởng radiance core thật ngầu.
Tôi tự hỏi liệu trong đời mình có được thấy các vật thể mặt cong thực thụ ở dạng nguyên bản hay không.
Có cảm giác SCE mỗi lần ra console mới đều mang theo một ý tưởng đổi mới nào đó, nhưng khoảng 2 năm sau thì nó lại chỉ trở thành một chiếc console bình thường.
Tôi thấy điều này tạo ra một hiện tượng kỳ lạ. Game độc quyền PlayStation thì tận dụng phần cứng tối đa nhưng lại không có đối tượng để so sánh; ngược lại, game đa nền tảng chỉ có động lực đáp ứng chuẩn chung của nhiều nền tảng. Thành ra động lực để bỏ công sửa ở cấp engine chỉ nhằm làm riêng bản PlayStation tốt hơn là khá hạn chế. Vì vậy thường phải đến cuối vòng đời console mới xuất hiện những game tuyệt vời thật sự khai thác hết tiềm năng phần cứng. Tôi cảm giác chu kỳ này đã lặp lại suốt hàng chục năm.
Có thể tôi bị marketing tác động nhiều, nhưng tôi thấy hỗ trợ SSD của PS5 đã nâng hẳn tiêu chuẩn tốc độ tải game, và điều đó có thể cảm nhận được trên toàn bộ hệ sinh thái đa nền tảng.
Đúng là cuối cùng nó thành ra như vậy, nhưng tôi không nghĩ đó là điều xấu. Ít nhất các console vẫn còn sẵn sàng chấp nhận những rủi ro có tính toán trong kiến trúc. Giờ thì console về cơ bản bên trong cũng là PC.
Tôi thấy từ thời Xbox 360 và Unity trở đi, console bắt đầu đi theo con đường hơi khác. Trước đó phải tự làm phần cứng hay ho, OS, 3D engine, GUI toolkit, nên rào cản phát triển game indie trên console rất cao. Một phần lý do console đẩy các đặc tính kỳ quặc là vì Moore's Law: chúng phải đi trước PC vài năm để đến cuối vòng đời vẫn còn đủ sức cạnh tranh với PC. Giờ thì tôi nghĩ ai cũng đã vượt qua giai đoạn đó, và tôi nhìn nhận hướng tiến hóa hiện tại theo chiều hướng tích cực.
Theo tôi, bước tiến lớn nhất của PS5 là thiết bị lưu trữ cực nhanh. Không còn màn hình loading thực sự là một bước ngoặt của trải nghiệm game. Tôi cũng muốn PlayStation có tính năng Xbox instant resume. Đồ họa thì đẹp đấy, nhưng không phải ưu tiên số một với tôi.
Tăng tốc âm thanh 3D bằng phần cứng (HRTF nâng cao) rất ấn tượng, nhưng tiếc là các game 3rd party gần như không dùng. Tôi cũng từng có trải nghiệm rằng Xbox instant resume không đủ ổn định vì các vấn đề như đồng bộ save file. Do timestamp của save trên cloud khác nhau nên nhiều lần tôi không dùng được đúng cách vì xung đột save file.
Tôi nghe nói bộ nhớ lưu trữ nhanh của PS5 là nhờ cấp phép codec nén từ RAD rồi triển khai bằng phần cứng. Có vẻ họ cũng đang đi theo hướng tương tự với tốc độ truyền sang GPU.
Video này là phần tiếp nối đúng từ video mà Cerny giải thích triết lý thiết kế của PlayStation 5 Pro và lộ trình sắp tới. Cách tiếp cận của họ gần như là tạo ra một hình ảnh độ phân giải thấp gần hoàn hảo rồi dùng mạng nơ-ron để upscale lên 4K. Mức độ hiệu quả đến đâu thì, nhìn vào việc các upscaler hiện nay còn chưa loại bỏ hoàn toàn artifact, noise và hiện tượng vỡ hình ngay cả trên ảnh được render hoàn hảo, mà đó còn chưa phải thời gian thực, tôi nghĩ cuối cùng vẫn sẽ phải che bớt những lỗi này ở bước post-processing và đánh đổi bằng độ sắc nét hình ảnh.
Tôi tin chỉ cần một câu slogan marketing là có thể thay đổi hoàn toàn nhận thức người dùng. Kiểu như: "Bạn đã chán sự chính xác của pixel? Bị tổn thương bởi độ sắc nét? Hãy cho trí tưởng tượng của bạn tự do và đón nhận tương lai của sự mờ ảo. Artifact chính là nghệ thuật!"
Tôi nghĩ nếu làm upscale tùy biến theo từng game thì có thể cho kết quả tốt hơn nhiều. Không chỉ dùng một frame độ phân giải thấp đơn lẻ, mà còn có thể cung cấp thêm motion vector, scene depth, scene normal, màu unlit, upscale riêng cho phần trong suốt và không trong suốt, v.v. Làm vậy thì có rất nhiều thứ có thể làm được. Và các upscaler trên camera điện thoại hiện nay gần như đã là thời gian thực. So sánh image generation với upscaling đơn thuần là một cách tiếp cận sai.
Tôi cho rằng hardware ray tracing và AI upscaling là hai xu hướng tệ nhất của đồ họa hiện nay, và tôi thực sự không muốn một tương lai phải phụ thuộc hoàn toàn vào cả hai thứ đó.
Tôi nghĩ cuộc tranh cãi quanh AI upscaling đang bị đẩy quá mức. Cách đóng khung kiểu AI và pixel ảo có thể nghe gượng gạo, nhưng thực ra rendering đồ họa vốn dĩ luôn vận hành bằng đủ loại mẹo và xấp xỉ. Ngay cả khi không có deep learning AI thì pixel trong pipeline render truyền thống cũng không phải toàn bộ đều là tác phẩm thủ công hoàn hảo.
Cá nhân tôi thấy hai công nghệ này hoàn toàn vô nghĩa với những game tôi muốn chơi. Tôi ước AMD ra một card đồ họa loại bỏ cả hai, nhưng thực tế thì có lẽ khó mà mong đợi.
Tôi tò mò không biết bạn thấy vấn đề cụ thể ở hardware ray tracing là gì.
Trên thực tế, sản phẩm ứng dụng công nghệ tiên tiến không phải lúc nào cũng hơn một màn trình diễn gây ngạc nhiên hay một ý tưởng ăn theo xu hướng, và khách hàng thực sự của công nghệ tuyến đầu trong ngành không phải người tiêu dùng phổ thông. Nhóm người dùng trung thành hay early adopter thực chất giống như đội QA. Các lĩnh vực tăng trưởng tương lai của công nghệ tăng tốc tính toán là simulation, modeling, training và inference. Vì thế nhiều người có thể không đồng cảm với xu hướng này, nhưng Sony và AMD không đơn giản chỉ kéo dài xu hướng hiện tại mà đang tận dụng danh mục công nghệ của mình để dẫn dắt thị trường tương lai trong 20~40 năm tới. Tôi nghĩ đó là một bước đi cực kỳ táo bạo.
Theo những gì tôi đọc được, dùng RT trong game giúp artist tiết kiệm rất nhiều thời gian lặp đi lặp lại ở khâu thiết kế level. Trước đây phải đặt từng nguồn sáng một, và chỉ cần sửa level một chút là phải làm lại gần như toàn bộ. Sau khi có RT thì cũng không cần precompute rồi lưu shadow map nữa, nên còn có lợi về mặt lưu trữ.
Lần này có vẻ AMD đang theo đuổi để bắt kịp Nvidia ở các mảng RT/AI upscaling·frame generation mà trước giờ họ còn thua. Cá nhân tôi là người dùng GPU AMD và cũng dùng Linux nên thấy vui. Tuy vậy, tôi thấy cách mô tả lần triển khai này như thể nó mang tính cách mạng hoặc là thành quả chỉ nhờ hợp tác với Sony thì có phần cường điệu. AMD hoàn toàn có đủ năng lực tự làm được, và rồi cũng sẽ sớm mang nó sang PC hay Xbox.
Tôi không thích bầu không khí thảo luận cứ tập trung vào đồ họa, và tôi nghĩ nhiều người đang bỏ qua phần hiệu quả mà bài viết nhấn mạnh. Nếu texture chất lượng cao và hiệu quả băng thông có thể cung cấp 4K dual-stream với mức băng thông của 1080p thì có thể giải quyết sự thiếu ổn định của VR. Giảm điện năng tiêu thụ cũng đồng nghĩa giảm kích thước và nhiệt lượng, và nhờ các lợi thế đó, trong tương lai Playstation Portal có thể tự nó trở thành console. Tôi sắp bay sang Thụy Điển, nên thực sự mong có một thiết bị kiểu như Steam Deck vừa gọn, chạy mát, vừa ít lỗi render hơn. Sony có xu hướng tập trung vào đồ họa từ những năm 90, nhưng nếu một thay đổi form factor thật sự đột phá cùng hỗ trợ VR nghiêm túc trở nên gần hiện thực hơn, thì tôi nghĩ cục diện có thể thay đổi hoàn toàn.