Microsoft tăng tốc độ ray tracing trong DirectX 12 lên 90 % nhờ vào quy trình xử lý tia mới

Microsoft đã giới thiệu tính năng mới DirectX – Định sắp lại Thứ tự Thực thi Shader (SER)

Tại Hội nghị Game Developers Conference 2025, công ty thông báo ra mắt phiên bản DXR 1.2, lần đầu tiên có cơ chế SER. Đây là công nghệ cho phép tối ưu hoá việc thực hiện các tác vụ ray tracing, chịu trách nhiệm về ánh sáng thực tế, phản chiếu và bóng trong trò chơi hiện đại.

Những gì đã thay đổi
Hiện tại Ray Tracing được thực thi “hoang dã” – mỗi tia được xử lý độc lập. Nhà phát triển có thể chỉ ra sự tương đồng của các phép tính trong shader, và card đồ họa sẽ tự động sắp xếp lại thứ tự thực hiện.
Trong chế độ thông thường GPU phải đối mặt với các tác vụ có độ phức tạp khác nhau: một số tia nhanh chóng tìm thấy vật thể, những tia khác xuyên sâu và tiêu tốn nhiều thời gian. Điều này dẫn đến việc trộn lẫn các “tác vụ nặng” và “nhẹ” trong cùng một luồng, làm giảm hiệu quả xử lý song song.

Với SER nhà phát triển có thể đặt thứ tự thực hiện của các luồng trong mã shader (HLSL). Card đồ họa sau đó tái tổ chức các tác vụ sao cho các phép tính tương đồng được thực thi liên tiếp, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể.

Chi tiết kỹ thuật
* Kiểm soát mới – trước đây chỉ driver phân phối tải; giờ nhà phát triển có thể ảnh hưởng đến quá trình này.
* HLSL‑primitives – ngôn ngữ đã thêm các cấu trúc mới để yêu cầu thứ tự xử lý luồng.
* Chuẩn Shader Model 6.9 – hỗ trợ SER trở thành bắt buộc, vì vậy tất cả driver hiện đại phải xử lý đúng mã như vậy. Hiệu suất phụ thuộc vào thiết bị cụ thể.

Kết quả thực tiễn
Microsoft đã trình bày hiệu quả của SER qua trò chơi *Alan Wake 2*, nơi nó được sử dụng cùng công nghệ micro‑maps trong suốt (Opacity Micromaps – OMM). Kết quả:
* Tăng hiệu suất ray tracing ≈ 30 %
→ cho người chơi – tần số khung hình cao hơn.
→ cho nhà phát triển – khả năng thêm các hiệu ứng đồ họa bổ sung.

Trong thử nghiệm trên card Nvidia GeForce RTX 4090, tăng trưởng đạt khoảng 40 %, còn trên một số mẫu Intel Arc B‑series lên tới 90 %.

Cách hoạt động
Thuật toán truyền thống của ray tracing bao gồm hai giai đoạn:
1. Tự thân việc ray tracing.
2. Thu thập và xử lý thông tin về các điểm va chạm bởi shader.

Với SER, nhà phát triển có thể đầu tiên thực hiện giai đoạn 1 cho toàn bộ cảnh, thu thập các kết quả va chạm tương đồng, nhóm chúng lại và chỉ sau đó tiến hành xử lý tiếp theo theo lô. Điều này giảm tiêu thụ tài nguyên hệ thống và nâng cao hiệu suất GPU.

Tóm lại:
Microsoft mở rộng DirectX bằng cách thêm vào DXR 1.2 khả năng quản lý thứ tự thực hiện các tác vụ ray tracing. Điều này mở ra những con đường tối ưu hoá mới và làm cho các hiệu ứng đồ họa hiện đại trở nên dễ tiếp cận hơn đối với nhà phát triển và người chơi.