- AMDとSonyは、次世代PlayStationコンソール向けチップセット 「Project Amethyst」 を公開し、既存GPU構造の限界を超えるため、機械学習ベースのグラフィックス処理方式を中核に据えたアーキテクチャを開発中
- 従来の ラスタライゼーション（画面をピクセル単位で計算する方式）の非効率性を解消するため、ニューラルネットワーク処理の効率化を目標としている
- チップセットは Neural Array 構造により、コンピュートユニットがデータを共有しながら単一のAIエンジンのように動作し、画面のより多くの領域をMLで処理・強化できる拡張可能なシェーダーエンジンを提供
- さらに Ray Tracing を専任で処理する Radiance Core と、転送データ全体に適用される Universal Compression によって、効率的な帯域幅活用を実現
- これは グラフィックス品質と演算効率の同時向上を目標とするもので、コンソールハードウェアの進化が鈍化した時代における新たな突破口となる可能性がある
Project Amethyst 概要
- Mark Cerny（Sonyハードウェアアーキテクト）とJack Huynh（AMD Computing and Graphics Group上級副社長）が、Project Amethyst という両社の共同エンジニアリングプロジェクトを紹介する9分間の動画を公開
- PS5発売からほぼ5年が経過した時点で、「数年後に発売される未来のコンソール」向けの新しいAMDチップ技術を予告
- 2025年7月に初めて予告され、現時点ではシミュレーションとしてのみ存在するが、初期段階にもかかわらず結果は非常に有望と評価されている
機械学習中心アーキテクチャ
- 既存のGPUは、FSR（AMD FidelityFX Super Resolution） や Sony PSSR のようなアップスケーリング技術を通じて、4K解像度をリアルタイムで実現している
- しかしCernyは「GPUの本質的な構造は計算を分割処理することを強いる」として、並列演算の非効率性を指摘
- Project Amethystは、複数のコンピュートユニットが データを共有しながら1つのAIエンジンのように動作するよう設計された 「Neural Array」 方式を導入
- GPU全体を接続するのではなく、小規模ユニット単位で結合して、拡張可能な Shader Engine を構成
- 画面の大きな領域を一度に処理することで、MLベースのグラフィックス処理比率を拡大
- Huynhは「画面のより多くの部分がMLで強化されるだろう」と述べている
Ray Tracing効率の改善
- 従来方式では、Ray Path計算とテクスチャシェーディングを同じシェーダーが実行しており、非効率な構造だった
- Sonyが2022年に出願した 特許技術 を基に、「Radiance Core」 と呼ばれる専用ハードウェアブロックを導入
- Ray Traversal（光線が物体に到達する経路計算）を専任で処理
- CPUとGPUはテクスチャおよび材質ベースのシェーディング計算に集中できる
- これにより、光源計算の処理速度と品質を同時に向上させる構造となる
メモリ帯域幅の最適化
- SonyとAMDが解決しようとしている最も重要なボトルネックは、GPUのメモリ帯域幅制限
- AMDは従来から Delta Color Compression（DCC） 技術でテクスチャデータを圧縮して処理してきた
- Project Amethystでは、これを拡張した 「Universal Compression」 により、すべてのGPU入力データを圧縮
- これにより、実効帯域幅が公称仕様を上回るよう設計されている
- Cernyは「有効帯域幅は仕様上の数値を超えるだろう」と述べている
今後の見通し
- コンセプトデモすらない段階で、新アーキテクチャがどれだけ追加性能を引き出せるかを判断するには、まだ早すぎる
- 一般に シリコン改善の速度が過去より鈍化している状況の中で、この新しいアプローチがどれほど効果的かに注目が集まる
- しかし、機械学習中心のグラフィックス処理構造への移行は、コンソール世代交代における重要な流れと評価されている
- 効率性と構造的革新を通じた性能向上が、次世代コンソール競争の中核になる見通し
1件のコメント
Hacker Newsのコメント
PS6が、計算性能とグラフィックスの目に見える進歩を示す最後のコンソール世代になるのではないかと気になる。微細化による利得はますます小さくなり、電子機器の価格は上がり、チップ生産コストが主導する状況になっている。計算力不足を補うためのさまざまな技術（ポストプロセスAA、テンポラルハック、AIアップスケーリングなど）が継続的に導入されてきた。最近はAIアップスケーリングとフレーム生成がますます強調されていくと予想していた。ただ、その進化の方向には悲観的だ。レイトレーシングはすでに多くのトランジスタ資源を占有しており、高度なAIソリューションが追加資源を独占する。非生成AIのアップスケーリングとフレーム生成はほぼ限界に達しており、PS7では生成AIが粗いフレームから精細なフォトリアリズムを作り出さなければならないように思える。それは経済的に実現可能なトランジスタ予算を何倍も超えると考える。結局、コンソール時代の終わりが来るのか、すべてがクラウドへ移って高性能サーバーがゲームレンダリングを担うのか、あるいは微細化技術の改善が早く進んで、SNESからN64へ移ったときのような革新を新しいコンソール世代にもたらしてほしいと思っている
うちの子どもたちはPS4でFortniteを十分楽しんでいて、レンダリングにもかなり満足しているようだ（自分はもう少し年齢が上だが）。実際、ゲーム中の最大の問題はインターネット接続の安定性だ。ボードゲームのようなシンプルなゲームデザインやカードゲームもよく遊ぶが、そこで面白さの核心になるのはゲームプレイだ。ハードウェアが良くなれば現実感は増すかもしれないが、長期的に本当に重要なのはゲームプレイの質だと思う。良い映画におけるストーリーテリングのようなものだ
PS6でさえ明確な進歩がなく、実質的にPS5が最後の革新的なコンソールだったのではないかと思う。PS5 Proもフレーム生成に焦点を当てた最初のコンソールで、記事によればPS6もこの流れを引き継ぐのだろう
コンソールはレイトレーシング革命に最も適したプラットフォームだと思う。レイトレーシングは完全なフォトリアリズムへ向かう明確な道だが、コストが高すぎるし、古いゲームもきちんと動かすGPUにどれだけ専用ハードウェアを載せられるかが問題だ。だから最近のゲームはハイブリッド方式（一部だけレイトレーシングを使う）を取らざるを得ない。シーン全体のレイトレーシングは実際には主に解像度とフレームレートにだけ影響するので、この段階に来ればインディー開発者でさえAAA級のグラフィックスを持てる。そのときにはAIアップスケーリングやフレーム生成は不要になる。最適なのは100%レイトレーシングに集中し、従来の三角形パイプラインを捨てたGPUだが、PCでは難しいと思う。コンソールでは完全な下位互換が必須というわけではないので、実験できる
レイトレーシングの次の大きな革新はパストレーシングになるだろう。コンソールは一般に最新のグラフィックス技術の導入が遅いが、レイトレーシング、さらにはパストレーシングも、いずれはコンソールグラフィックスに適用されるはずだ。コンソールの利点はハードウェアターゲットが固定されているので、ゲームがそのハードウェアでの正確な性能を検証でき、体験の品質も予測しやすいことだ
非生成AIアップスケーリングが大きな変化をもたらすのではないかと思う。従来の3Dモデルで全体構造を作り、精細なテクスチャやライティングには生成AIを使う方式だ。ポリゴンや照明の追加はますます限界に近づいており、指の本数を正確に合わせる必要さえなければ、生成AIのほうがここでより大きな改善を生み出せる
DirectX 12が10年前に登場したと知ると、時の流れの速さを感じる。主な目標は、ハードウェアが固定パイプラインから離れていく中で、それをよりうまく活用できるようにすることだった。フレーム生成、アップスケーリング、フレーム補間のような機能には可能性があるが、実際に効果を出すにはまったく異なる統合方法が必要だと思う
すでにmesh shaderとneural shaderによる再設計は始まっていると思う。ただ、まだハードウェアの普及が足りず、ゲーム側が広く使えないし、開発者がそれを受け入れて体験改善に生かすのも難しい
mantleも忘れてはいけない
自分はPC Gamer誌でdirectx 1を初めて見た記憶がある
ゲーム業界とコミュニティ全体が、もはやグラフィックスの進歩そのものにはあまり大きな関心を持っていないように感じる。AAAゲームは複雑すぎて高価で、さらに巨大で複雑なゲーム体験を追求し続けても拡張性が低い。ゲーマーは80年代、90年代、PS1など、数多くの細かな嗜好に分かれている。コンソール大手企業と巨大ゲームスタジオの時代は終わりつつある
自分は反対だ。人々はハイエンドなグラフィックスを求めているし、それに見合うさらに優れたシミュレーションも期待している。GTA6が期待されているのはグラフィックスだけでなく、これまで見たことのないレベルのシミュレーションになると信じられているからだ。両方が一緒に進まなければならない
現行世代のコンソールだけでは、没入感のある滑らかなグラフィックスを提供するには不十分だと感じる。BG3を先にPSでやって後からPCで遊んだが、比べものにならない。Cyberpunkも同じだ。120/4Kのような一貫した高解像度とグラフィックスのためなら喜んでアップグレードするし、そういうゲームも買う。AAAゲームはいまでもグラフィックスを前面に押し出して大きな利益を上げている
ライティング技術の進歩はAAAゲームだけでなく、あらゆるゲームに役立ちうる。たとえばTiny GladeやTeardownは、レイトレーシングベースのグローバルイルミネーションのおかげで、写実性というより各作品のアートスタイルに合った素晴らしさを見せている。ただ、現時点では技術的に実装が難しく、限られた環境でしか可能ではない。開発者は複数世代のGPUをサポートしなければならないので、これは電子廃棄物の抑制やアクセシビリティ向上の面では良いことだが、アセットやレベルはいまだにラスタライズ前提のライティングと不正確な影に合わせて作られている。優れたライティング効果を単純に適用すると、かえって従来の回避策が目立ち、新しいライティングシステムに合わせた完成度も不足して見えてしまう。これが現在のレイトレーシングオプションが期待外れになりがちな理由だ
前世代でSwitchが圧倒的に成功したことを見れば、ゲームの多くはHD解像度・30fpsベースで、一部のAAAゲームはそもそも移植すらされなかった。それでも膨大な数のハードとゲームが売れ、多くの人は特に不満を感じなかった。結局、ゲームで重要なのは面白さだった
今日発売されたbattlefield 6はレビューが非常に好意的で、グラフィックスもとても優れている
90年代の自分が、いつかレイトレーシングがすべてのレンダリングを支配すると熱く語っていたのを覚えている。最近は、その予想を笑っていた友人たちとは違って、それが現実になりつつあるのを見てうれしい
現実的に見れば、ゲームでのレイトレーシング（RT）の活用は通常、補助的なレイ処理に限られていて、主要なレンダリングは依然としてラスタライズ方式だ。もっとも、徐々にソフトウェアレンダリング（compute shader利用）へ移ってはいるが
10代の頃の君によろしく。予測はかなり当たっていたよ。radiance coreというアイデアも本当に格好いいと思う
人生のうちに、本物の曲面オブジェクトを生のまま目にする日が来るのだろうか
SCEはコンソールを出すたびに何か革新的なアイデアを持ち出してくるように見えるが、2年もすると結局ただの1台のコンソールになってしまう感じがする
そのせいで奇妙な現象が起きると思う。PlayStation専用ゲームはハードウェアを最大限活用するが、比較対象がない。逆にマルチプラットフォームゲームは複数プラットフォームの基準に合わせることだけが動機になりがちだ。結局、PlayStation版だけをより良くするためにエンジンレベルで手を入れるインセンティブは限られている。だからこそ、コンソールのライフサイクル終盤になって初めて、そのハードウェアの真の潜在力を引き出す見事なゲームが出てくる傾向がある。何十年もこのサイクルを繰り返しているように感じる
マーケティングにかなり影響されたのかもしれないが、PS5のSSD対応がゲームのロード速度の基準を大きく押し上げたと感じる。これはマルチプラットフォーム全体で体感できる
そうなってしまったのは確かだが、悪いことではないと思う。少なくともコンソールには、アーキテクチャ面で計算されたリスクを取ろうとする意思がある。いまやコンソールも実質的には中身がPCだ
Xbox 360とUnity以降、コンソールは少し別の道を歩み始めたように思う。それ以前は、独特なハードウェアやOS、3Dエンジン、GUIツールキットを自前で作る必要があり、インディーゲーム開発のハードルは非常に高かった。コンソールが奇抜な特性を押し出していた理由の一つはMoore's Lawにもあり、PCより数年先を行かなければならず、コンソールの寿命終盤でもPCと競争できる必要があったからだ。今ではその時代は皆が通り過ぎたと思うし、進化の方向も前向きに見ている
PS5の最大の進歩は、とてつもなく高速なストレージだと思う。ロード画面がないというのは、本当にゲーム体験の転換点だ。Xboxのinstant resume機能もPlayStationにあればいいのにと思う。グラフィックスも良いが、自分にとっては最優先ではない
ハードウェア3Dオーディオアクセラレーション（高度なHRTF）はとてもすごいのに、3rdパーティーゲームがほとんど使っていないのが残念だ。Xbox instant resumeはセーブデータ同期の問題などで安定しないという体験もある。クラウド保存データのタイムスタンプが異なるせいで、セーブファイルの競合などでうまく使えなかったことが何度もあった
PS5の高速ストレージは、RADの圧縮コーデックをライセンスしてハードウェア実装したからだと聞いた。GPU転送速度でも似たような方向に進んでいるようだ
この動画は、CernyがPlayStation 5 Proの設計哲学と今後のロードマップを説明した、あの動画の続きだ。彼らのアプローチは、ほぼ完璧な低解像度画像を作ってからニューラルネットワークで4Kへアップスケールするシステムだ。どの程度うまくいくかは、現在のアップスケーラーですら完全にレンダリングされた画像からアーティファクト、ノイズ、破綻を完全には取り除けず、しかもそこではリアルタイム処理ですらないことを見れば、結局ポストプロセス段階でこうしたエラーを隠すしかなく、そのぶん画像の鮮明さは落ちるのだろうと思う
たった一発のマーケティングスローガンでユーザーの認識は大きく変えられると信じている。「ピクセルの正確さに飽きましたか？ 鮮明さに傷つきましたか？ 想像力に自由を与え、ぼやけの未来を受け入れましょう。アーティファクトこそアート！」みたいな感じで
ゲームごとに最適化したカスタムアップスケールを行えば、はるかに優れた結果が得られると思う。単一の低解像度フレームだけでなく、モーションベクトル、シーン深度、シーン法線、アンリットカラー、透明・不透明専用アップスケールなど、さまざまな情報を追加で与えられる。そうすればできることは非常に多い。それに最近のスマートフォンカメラのアップスケーラーはほぼリアルタイムだ。画像生成と単純なアップスケールを同列に比較するのは誤ったアプローチだ
ハードウェアレイトレーシングとAIアップスケーリングが、今のグラフィックス分野で最悪のトレンドだと思っている。この2つに全面的に依存する未来は本当に嫌だ
AIアップスケーリングをめぐる議論は少し過熱しすぎている気がする。AIや幻のピクセルという言い方は不自然に聞こえるかもしれないが、実際のところグラフィックスレンダリングはもともとあらゆるトリックと近似で成り立っている。ディープラーニングベースのAIがなくても、従来のレンダリングパイプラインのピクセルがすべて手作業の芸術作品だったわけではない
個人的には、この2つの技術は自分が遊びたいゲームでは完全に無意味だと感じる。AMDがこの2つを排したグラフィックカードを出してくれたらうれしいが、現実的には期待しにくいだろう
ハードウェアレイトレーシングの何が問題だと思っているのか気になる
先端技術の実製品が、驚きのデモや一時的な流行以上のものになることはそう多くないし、産業最前線の技術の本当の顧客は一般消費者ではない。熱心な消費層やアーリーアダプターは事実上QAチームだ。計算加速技術の将来的な成長分野は、シミュレーション、モデリング、学習、推論だ。だから多くの人がこのトレンドに共感しなくても、SonyとAMDは現在の流れを延長しているのではなく、自分たちのポートフォリオを生かして20～40年先の未来市場を主導しようとしている。とても大胆な動きだと思う
自分が読んだ話では、ゲームでRTを活用すると、アーティストはレベルデザインの反復作業で膨大な時間を節約できるという。以前は光源を一つひとつ配置し、レベルを少し変えるだけでもすべてやり直さなければならなかった。RT導入後はシャドウマップを事前計算して保存する必要もなくなり、ストレージ面でも利点がある
今回は、AMDがNvidiaに後れを取っていたRT/AIアップスケーリング・フレーム生成分野を追いかける動きだと見ている。個人的にはAMD GPUユーザーでありLinuxユーザーなのでうれしい。ただ、今回の導入が革命的だったり、Sonyとの協業だけの成果であるかのように語られているのは少し誇張だと感じる。AMDは単独でも十分実現できる能力があり、PCやXboxにも遠からず導入されるだろう
自分はグラフィックス中心で議論する雰囲気があまり好きではないし、多くの人が記事で強調されていた効率性の部分を見落としていると思う。高画質テクスチャと帯域効率によって、4Kデュアルストリームを1080p相当の帯域で提供できるなら、VRの不安定さを解消できる。消費電力を減らせばサイズや発熱も抑えられ、そうした利点によって将来的にはPlaystation Portal自体がコンソールになるかもしれない。もうすぐスウェーデン行きの飛行機に乗る予定なので、Steam Deckのようにコンパクトで冷却が良く、レンダーエラーも少ない機器があれば本当にうれしい。Sonyは90年代からグラフィックス重視の傾向があるが、本当に画期的なフォームファクタの変化と本格的なVR対応が期待に近づくなら、状況を一変させる可能性があると思う