Công nghệ đồ họa RTX Neural Rendering của NVIDIA là gì?

<!—->Ở các phần trước, chúng ta đã nói sơ nét về khởi nguồn của Neural Rendering (NR) cũng như các công nghệ render raster lẫn ray tracing/path tracing. Tới đây mình sẽ đi vào chủ điểm chính – NR là gì và ý nghĩa của nó tới ngành công nghiệp game như thế nào.

Khi buồm căng gió

Dù vậy, mình cần “tâm sự” thêm rằng mình không “phát cuồng” vì NR hay NVIDIA. NR nói riêng hay tất cả những công nghệ đồ hoạ khác đều được sinh ra để giúp việc thể hiện hình ảnh ngày càng sống động và chân thực hơn. Song không phải công nghệ nào cũng dành cho số đông, không phải công nghệ nào cũng có tầm ảnh hưởng sâu rộng.

Riêng như NVIDIA mà nói, họ đã từng có những công nghệ rất “hot” như PhysX hay G-Sync, nhưng lại không phổ thông với tất cả mọi người. Những công nghệ không phổ biến thì mình không mấy chú trọng vì có bao nhiêu người sẽ trải nghiệm được nó? Dù vậy NR có thể là trường hợp đặc biệt khi NVIDIA là người lập ra và giới công nghệ có thể sẽ phải chạy theo họ. Tại sao? Câu trả lời là vì Microsoft.

Cooperative Vector trở thành một tiêu chuẩn mới trên DirectX 12

Dù bạn “like” hay “dislike”, vai trò của Microsoft đối với game PC là không thể phủ nhận. Bộ DirectX (DX) API của công ty này đã là tiêu chuẩn công nghiệp với game PC. Tuy hôm nay chúng ta có thêm một vài lựa chọn khác như Vulkan, OpenGL hay SteamOS/Linux, thì DX API vẫn cái tên đầu tiên khi bạn muốn làm game trên PC. Vậy nên những gì Microsoft đưa lên DX API, thì chúng chính là thứ bạn cần nắm bắt để cho game của mình hoàn thiện hơn.

Tại sự kiện GDC 2025 mới diễn ra gần đây, NR đã trở thành một phần cơ bản của bộ DX 12 mới. Nó còn được biết đến với cái tên Cooperative Vector (CoVec). Kể từ đây, các đối tác còn lại của Microsoft gồm AMD, Intel và Qualcomm dù muốn dù không, buộc phải đón nhận NR nếu không muốn GPU của mình trở thành “kẻ lạc loài”. Nghĩ có cay không?

Neural Rendering hay Cooperative Vector là gì?

Ở đây, chúng ta cần phân biệt một chút định nghĩa NR của NVIDIA và Microsoft.

Dù cả 2 đều cùng dùng chung thuật ngữ trên song mỗi công ty lại có quan điểm riêng. NVIDIA vì là đơn vị đầu tiên triển khai NR cũng như là hoàn thiện mọi thứ nên NR của NVIDIA sẽ có nhiều thành phần và tính chuyên môn hoá cao hơn. Microsoft ngược lại, do bản chất làm phần mềm và quan hệ với nhiều hãng, nên Microsoft không thể đem tất cả những gì của NVIDIA đặt ra và “ép” những công ty còn lại phải làm “y chang” như vậy. Việc đó không chỉ “làm khó” AMD, Intel và Qualcomm mà còn đặt ra những rắc rối về bản quyền trí tuệ.

Intel cho biết họ sẽ hỗ trợ Cooperative Vector của Microsoft

Do đó, NR của Microsoft có tính giản đơn và dễ triển khai hơn. Tiêu chuẩn công nghiệp nhìn chung, cũng không quá khắt khe so với các công nghệ độc quyền. Vì khắt khe quá thì khó mà áp dụng phổ biến cho được. So với NVIDIA, NR của Microsoft chỉ thuần tuý là tận dụng các nhân xử lý AI để phục vụ render hình ảnh, thông qua các phép toán nhân ma trận (CoVec). Với NVIDIA, đó là Tensor core; với Intel, đó là XMX; với AMD, đó là AI Accelerator.

Còn lý do tại sao Microsoft cho ra đời CoVec thì như mình đã nêu ở phần trước. Mục đích là tận dụng lượng silicon “thừa thãi” để render đồ hoạ. Vì DX 11 trở về trước hoàn toàn không dùng được các nhân AI này. Khi GPU được tối ưu cho AI nhiều hơn thì đồng nghĩa lượng silicon bỏ ra để sản xuất chúng cũng cao hơn, nếu cứ bỏ không thì thật lãng phí.

Neural Rendering trên Blackwell

Nếu dựa vô định nghĩa của Microsoft, thì NR thực tế tồn tại trên rất nhiều thế hệ GPU đang có trên thị trường chứ không riêng Blackwell (RTX 50), miễn là chúng có các nhân tăng tốc AI. Nhưng như đã nói, NVIDIA là hãng đầu tiên triển khai NR và cơ bản, họ đã tiến khá xa so với các công ty khác. Vì vậy, NR của NVIDIA mà cụ thể là trên Blackwell, đã có nhiều điểm tiến bộ hơn Pascal, Turing, Ada.

Cấu tạo Neural Shader về cơ bản là sự kết hợp của Shader và Tensor làm một

Cách thức làm việc của Neural Shader trên Blackwell

Khác biệt đầu tiên mà cơ bản nhất của Blackwell chính là Neural Shader. Nó là sự kết hợp giữa các nhân Shader (đồ hoạ) truyền thống và nhân Tensor (ma trận). Nếu như ở các thế hệ trước, Shader và Tensor tồn tại độc lập thì nay, chúng là một thể thống nhất. Sự kết hợp này đồng thời tạo bước ngoặt mới – các nhân shader giờ đây có thể thực hiện các phép toán dựa trên các toán tử FP16/FP8/FP4 vốn có kích thước nhỏ hơn trước. Khi dữ liệu game có kích thước nhỏ hơn đồng nghĩa với lượng bộ nhớ mà chúng chiếm dụng sẽ ít hơn.

Neural Shader và “hệ sinh thái” Neural Rendering của NVIDIA

Về cơ bản, dữ liệu Neural chiếm dung lượng nhỏ hơn dữ liệu “truyền thống”

Và nếu có gì để phân biệt NR của NVIDIA với các hãng khác thì bạn chỉ cần nhớ cụm “neural”. Vầng, mọi thứ đều là “neural” gồm Neural Textures, Neural Materials, Neural Volumes, Neural Radiance Fields (NRF), Neural Radiance Cache (NRC). Nhìn chung, chúng đều là việc chuyển đổi dữ liệu đồ hoạ “truyền thống” thành dạng toán tử ma trận mà nhân Tensor có thể xử lý được (ở dạng CoVec). Dĩ nhiên, để có thể tận dụng được NR thì nhà phát triển game cũng phải tiến hành “train” lại game engine của họ. Nói cách khác những game DX 11 trở về trước sẽ không nhận được lợi ích từ NR – sự tăng trưởng hiệu năng chủ yếu vẫn dựa vô các nhân shader “truyền thống”.