Microsoft erhöht die Raytracing-Geschwindigkeit in DirectX 12 um bis zu 90 %, dank einer neuen Reihenfolge der Strahlenverarbeitung

Microsoft hat eine neue Funktion in DirectX eingeführt – Shader Execution Reordering (SER)

Bei der jüngsten Game Developers Conference 2025 kündigte das Unternehmen die Veröffentlichung von DXR 1.2 an, bei dem erstmals ein SER-Mechanismus integriert wurde. Diese Technologie ermöglicht es, die Ausführung von Ray‑Tracing-Aufgaben zu optimieren, die für realistische Beleuchtung, Spiegelungen und Schatten in modernen Spielen verantwortlich sind.

Was hat sich geändert
Im aktuellen Zustand wird Ray‑Tracing „chaotisch“ ausgeführt – jeder Strahl wird unabhängig verarbeitet. Der Entwickler kann die Ähnlichkeit der Berechnungen in den Shadern angeben, und die Grafikkarte ordnet deren Ausführung selbstständig neu an.
Im normalen Modus muss die GPU Aufgaben unterschiedlicher Komplexität bewältigen: manche Strahlen finden Objekte schnell, andere dringen tief ein und erfordern viel Zeit. Das führt zu einer Vermischung von „schweren“ und „leichten“ Operationen in einem Thread, was die Effizienz der parallelen Verarbeitung senkt.

Mit SER kann der Entwickler im Shader‑Code (HLSL) die Reihenfolge der Ausführung von Threads festlegen. Die Grafikkarte reorganisiert dann die Aufgaben so, dass ähnliche Operationen hintereinander ausgeführt werden, wodurch die Gesamtleistung gesteigert wird.

Technische Details
* Neuer Kontrollmechanismus – früher verteilete nur der Treiber die Last; jetzt kann der Entwickler den Prozess beeinflussen.
* HLSL‑Primitive – im Sprachumfang wurden neue Konstruktionen eingeführt, um die Reihenfolge der Thread‑Verarbeitung anzufordern.
* Shader Model 6.9 – die Unterstützung von SER ist verpflichtend geworden, daher müssen alle modernen Treiber solchen Code korrekt verarbeiten. Die Effizienz hängt vom jeweiligen Hardwaremodell ab.

Praktisches Ergebnis
Microsoft demonstrierte die Effektivität von SER anhand des Spiels *Alan Wake 2*, wo es zusammen mit der Technologie für Opacity Micromaps (OMM) eingesetzt wurde. Das Resultat:

* Leistungssteigerung beim Ray‑Tracing ≈ 30 %
→ Für Spieler: höhere Bildrate.
→ Für Entwickler: Möglichkeit, zusätzliche grafische Effekte hinzuzufügen.

In Tests auf einer Nvidia GeForce RTX 4090 betrug der Gewinn etwa 40 %, bei einigen Intel Arc B‑Modellen sogar bis zu 90 %.

Wie es funktioniert
Der traditionelle Ray‑Tracing-Algorithmus umfasste zwei Phasen:

1. Die eigentliche Strahlverfolgung.
2. Sammeln und anschließende Verarbeitung der Trefferinformationen durch den Shader.

Mit SER kann der Entwickler zunächst die erste Phase für die gesamte Szene ausführen, ähnliche Trefferergebnisse sammeln, gruppieren und erst danach die weitere Verarbeitung in Paketen starten. Das reduziert den Verbrauch von Systemressourcen und erhöht die Effizienz der GPU.

Fazit:
Microsoft hat DirectX erweitert, indem sie in DXR 1.2 die Möglichkeit eingeführt haben, die Reihenfolge der Ray‑Tracing-Aufgaben zu steuern. Dies eröffnet neue Wege zur Leistungsoptimierung und macht moderne grafische Effekte für Entwickler und Spieler zugänglicher.