Функциональное распределение вычислительных задач компьютерной графики в гибридных системах

Функциональное распределение вычислительных задач компьютерной графики в гибридных системах

Богданов М.К. (Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия)
Суворов А.М. (Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия)
Ивашечкина М.Е. (Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия)
Султанов Р.Р. (Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия)
Лях Г.С. (Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия)
Булаев А.П. (Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия)

Аннотация

В работе рассматривается проблема эффективного использования аппаратных ресурсов в компьютерных системах с несколькими графическими адаптерами в задачах визуализации компьютерной графики. Предлагается гибридная реализация к выполнению задач с использованием графического конвейера, которая основана на функциональном разделении вычислений между видеоадаптерами, в отличие от традиционных методов, где распределение нагрузки осуществляется по пространственным или временным критериям. Разработаны и протестированы алгоритмы для трех графических техник: моделирование облаков, расчет теней и окружающего затенения. Благодаря использованию API DirectX 12 в режиме Explicit Multi-Adapter было реализовано взаимодействие между GPU без необходимости использования специализированных аппаратных интерфейсов. Экспериментальные исследования показали прирост производительности до 28% для расчета теней, до 11% для окружающего затенения и до 59% для моделирования облаков в зависимости от конфигурации системы. Полученные результаты демонстрируют перспективность гибридного подхода для практического применения в потребительских устройствах, таких как игровые компьютеры и ноутбуки с комбинированной графикой.

Ключевые слова

гибридный рендеринг; многоадаптерные системы; семейство интерфейсов DirectX 12; компьютерная графика.

Издание

Труды Института системного программирования РАН, том 38 вып. 3, часть 3, 2026, стр. 161-176.

ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print).

DOI: 10.15514/ISPRAS-2026-38(3)-43

Для цитирования

Богданов М.К., Суворов А.М., Ивашечкина М.Е., Султанов Р.Р., Лях Г.С., Булаев А.П. Функциональное распределение вычислительных задач компьютерной графики в гибридных системах. Труды Института системного программирования РАН, том 38 вып. 3, часть 3, 2026, стр. 161-176. DOI: 10.15514/ISPRAS-2026-38(3)-43.

Полный текст статьи в формате pdf Вернуться к содержанию тома