RTX 5080 開啟 DirectX Clustered Geometry 後，幀率從 1.4 FPS 衝到 310 FPS，加速結構記憶體省 94%，但實測採合成場景，遊戲內成果仍待驗證。
微軟 DirectX 八年來最大更新
微軟日前在 DirectX 12 Agility SDK 1.722 Preview 中，推出 DirectX Raytracing (DXR) 的 Clustered Geometry 與 Partitioned Top-Level Acceleration Structures (PTLAS) 兩項新功能，官方形容這是 DXR 自 2018 年問世以來最重要的一次更新。繼 AMD Radeon RX 9070 XT 的測試出爐之後，圖形技術愛好者 Osvaldo Pinali Doederlein 又把同一套測試搬上 NVIDIA GeForce RTX 5080，結果是幀率提升超過 220 倍，加速結構記憶體用量也大幅縮減。
要理解這組數字從何而來，得先看光線追蹤的運作方式。GPU 為了快速判斷光線打到哪個物件，會先把場景幾何整理成「加速結構」，只要角色動畫、場景串流或程序化生成的模型讓幾何形狀改變，傳統做法就得把龐大的底層加速結構 (BLAS) 重新建一遍，在高精細度的場景裡，這個重建動作既耗時也吃記憶體。
Clustered Geometry 的思路是把模型切成一個個最多包含 256 個三角形與 256 個頂點的小型叢集 (CLAS)，需要更新時只重組或重建變動的部分，不必整個推倒重來。PTLAS 則把同樣的概念放大到整個場景層級，讓開發者只更新有變化的區塊，而不是每一幀都重建整張頂層加速結構 (TLAS)。微軟自家的範例中，RX 9070 在 Clustered Geometry 下從 1.2 FPS 提升到 79 FPS，每幀 GPU 建構時間由 788 毫秒降到 3.11 毫秒；另一個骨牌範例裡，PTLAS 也把頂層結構的更新時間從 2.88 毫秒壓到 0.79 毫秒。
然而這套技術並非沒有代價，Notebookcheck 指出，Clustered Geometry 在建構時需要更多暫存記憶體，範例中的靜態建構暫存空間從 1.83 MiB 增加到 526 MiB，同時也不支援傳統的 refit 做法，而是靠叢集範本保留拓樸等與位置無關的資訊，來處理形狀會變動的幾何。
Osvaldo 使用的是微軟官方的 D3D12RaytracingClusteredGeometry 範例，也就是先前測試 AMD 顯示卡時的同一套程式。他把傳統 BLAS 重建與 Clustered Geometry 兩種做法拿來對照，並刻意將動畫暫停在完全相同的畫格，確保比較基準一致。
在 RTX 5080 上，傳統 BLAS 重建只有 1.4 FPS，改用 Clustered Geometry 後飆升到 310 FPS。加速結構的重建時間由 720 毫秒縮短為 1.0 毫秒，記憶體用量則從 4,716 MB 降到 267 MB。換算下來，幀率提升約 221 倍，重建速度快了 720 倍，記憶體消耗減少 94.3%。
有趣的是，光線調度時間反而從 1.8 毫秒小幅增加到 2.0 毫秒。這顯示巨幅的效能躍進主要來自省下加速結構的建構負擔，而不是光線遍歷本身變快了。德國 PC Games Hardware 在報導微軟官方範例時也提到，實際的光線追蹤運算會稍微變慢，但被更快的結構建構遠遠抵銷。
先前同一位測試者在 RX 9070 XT 上開啟 Clustered Geometry，得到 91 FPS，因此 RTX 5080 的 310 FPS 約為對手的 3.4 倍。RTX 5080 在加速結構記憶體上的表現也更節省，不論功能開或關都用得比較少。Osvaldo 認為，這有一部分要歸功於 NVIDIA 自 Turing 架構起就持續累積的 BVH 壓縮技術，成熟度較高。
不過，在 Clustered Geometry 關閉時，狀況恰好相反：RX 9070 XT 是 1.7 FPS，RTX 5080 則是 1.4 FPS，AMD 小幅領先。這組數字再次說明，當加速結構重建成本壓過一切時，幀率高低和 GPU 本身的光追吞吐量未必有直接關係。
Osvaldo 本人也提醒，不宜把這些數字直接外推到實際遊戲。這個範例沒有細節層級 (LOD) 系統，即使是遠處也會保留過於複雜的幾何；真正採用路徑追蹤的遊戲通常有更精細的最佳化，要出現這麼誇張的差距相當不容易。換句話說，221 倍這個數字比較適合當作「重建成本可以被壓縮到什麼程度」的展示，而不是玩家未來能期待的實際幀率增幅。
另一方面，NVIDIA 也公開了一份技術白皮書，說明微軟的 Clustered Geometry 與 PTLAS，基本上就是把自家 RTX Mega Geometry 的關鍵能力標準化。Clustered Geometry 把三角形整理成可重複使用的加速結構，在精細模型被動畫驅動或修改時，不必再負擔昂貴的重建；PTLAS 則處理場景層級的問題，只重建有變動的部分。
NVIDIA 並展示一個即將推出的 DirectX 12 範例：面積 25 平方公里的森林中，有 6,000 萬株可獨立擺動的植物，全程以即時路徑追蹤呈現。地形幾何靠 636 組可重複使用的曲面細分樣板管理，分區會依照鏡頭位置與風向等環境條件動態調整。這類技術對未來的開放世界遊戲特別有價值，《巫師 4》先前展示過的 RTX Mega Geometry 植被技術就是一例。Remedy 的《CONTROL Resonant》與《Gears of War: E-Day》也已經透過 NVIDIA 的 RTX Mega Geometry 介面採用 Clustered Geometry，微軟把它納入 DirectX 之後，AMD、Intel 與 NVIDIA 硬體都能用同一套 API 來實作。
就支援現況來看，NVIDIA Game Ready 驅動程式 621.01 已經支援全系列 GeForce RTX 顯示卡 (RTX 20 到 RTX 50) 的 Clustered Geometry 與 PTLAS，不需要另外安裝預覽版驅動。AMD 這邊仍須使用獨立的開發者預覽驅動，目前支援 Radeon RX 9000 系列；微軟也列出 Intel Arc B 系列與部分 Core Ultra 處理器為支援對象，Qualcomm 則預計在 2027 年上半年於 Snapdragon X2 導入。這些功能都不需要額外的新硬體，只要 GPU 已支援光線追蹤即可。
但這離玩家實際體驗還有一段距離。相關功能目前仍屬於 Agility SDK 1.722 Preview，開發者還需要預覽版執行階段、Shader Model 6.10 預覽版編譯器、支援的驅動程式，以及開啟 Windows 開發人員模式。微軟預計在 12 月初隨 Agility SDK 1.621 推出 Shader Model 6.10 正式版，但這些光追新功能屆時是否一併轉為正式版，PC Games Hardware 指出目前尚未明朗。
整體而言，這次測試證明了降低加速結構的管理成本，確實有機會讓未來遊戲在不按比例增加效能負擔的前提下，呈現更細緻的光追場景；至於實際遊戲能拿到多少好處，要等引擎開發者導入並釋出實測後才能確定。
延伸閱讀
