Кэширование рендеринга что это
Настройка кэширования шейдеров в видеокартах NVidia
Каждый, кто заходил в настройки видеокарты NVidia и внимательно изучал все присутствующие там опции, наверняка замечал такой пункт, как кэширование шейдеров. Многие геймеры пробуют играться с этим параметром, включая или отключая его, но получают разные результаты. У одних включение кэширования помогает избавиться от фризов, у других игры тормозят ещё сильнее. Почему так происходит, мы сегодня и попробуем узнать.
Что нужно знать о кэшировании шейдеров в видеокартах NVidia
Немного о терминологии. Под шейдером принято понимать некий программный код, который ответственен за прорисовку визуальных эффектов кадра. Когда требуется вывод картинки на экран монитора, такие вычисления могут занять больше времени, чем на это отводится, и тогда анимация будет происходить с задержками (рывками). На мощных компьютерах с производительной видеокартой обычно такого не происходит, но проблема в том, что одни и те же Shaders просчитываются по многу раз, если каждый последующий кадр содержит те же эффекты, что и предыдущий (например, рябь на воде).
Кэширование – это процедура записи на диск или в область памяти неких часто используемых данных, и вместо того, чтобы каждый заниматься просчётами этих данных, программа считывает уже готовые параметры, что существенно убыстряет её работу. Даже у центрального процессора имеется область кэширования, помогающая предсказать, какая операция будет выполняться следующей, чтобы заранее к этому подготовиться.
Имеется такая функция и у видеокарт NVidia, при этом кэширование шейдеров предполагает запись нужных данных на диск. Если он быстрый, то кэширование помогает увеличить время загрузки кадра и улучшить плавность анимации. С другой стороны, если компьютер слабый или диск медленный, ShaderCache не даст ощутимого результата. Так нужно ли его включить или отключить? Давайте разбираться.
Включение/отключение кэширования шейдеров NVidia
Отметим, что просчётом шейдеров занимается видеокарта, но на старых видеоакселераторах такая функция может и отсутствовать. Во-вторых, функция может не поддерживаться и конкретной игрой, хотя графический чип и позволяет это сделать. В-третьих, нужно понимать, что от того, включено или выключено кэширование шейдеров в настройках видеокарты NVidia, частота кадров не изменится.
На большинстве современных видеочипов эта функция включена по умолчанию.
А теперь рассмотрим, от чего зависит эффективность использования ShaderCache.
Самый важный параметр – это скорость чтения данных из кэша, то есть насколько быстрый у вас диск. Если это SSD, то здесь эффект будет заметным, ведь скорость чтения/записи при работе с твердотельными накопителями намного выше, чем у классических винчестеров. Поэтому при наличии HDD диска эффективность кэширования шейдеров будет не такой высокой или вообще нулевой. Другими словами, считывание кэша с жёсткого диска займёт примерно столько же времени, сколько освобождается в результате разгрузки видеокарты от просчёта очередного Shader.
В любом случае очевидный минус у кэширования шейдеров только один – он использует дисковое пространство, и при его дефиците лучше выключить опцию кэширования шейдеров на видеокартах AMD NVidia. Но ещё раз напомним, что далеко не во всех играх реализован этот механизм, и это уже лежит на совести разработчиков, не использующих соответствующие возможности, заложенные в чипы на аппаратном уровне.
И ещё один нюанс, касающийся использования SSD дисков. Как известно, для таких носителей критическим является такой параметр, как количество циклов записи на единицу памяти. На сегодня оно существенно меньше, чем у жёстких дисков, и рекомендуется их использование в щадящем режиме – например, в качестве системного диска. В этой связи у многих пользователей возникают опасения, что ShaderCache негативным образом скажется на ресурсе твердотельного диска. На самом деле опасения беспочвенны: запись кэша производится не так часто, как его считывание.
Отметим, что те геймеры, которые используют клиент Steam, могут не переживать по поводу того, используется ShaderCache в настройках видеокарты или нет, поскольку здесь поддержка осуществлена на уровне библиотек Vulkan/OpenGL. И если игра использует эти платформы, кэширование шейдеров позволит не грузить процессор, поскольку каждый раз компилировать шейдеры не нужно – они будут подгружаться из оперативной памяти.
Но если по какой-то причине вы хотите отказаться от использования этой функции, это можно сделать в настройках видеокарты. Приводим пошаговый алгоритм, как отключить кэширование шейдеров:
В результате вы освободите на диске пространство в размере порядка нескольких гигабайтов.
Имеется возможность отключения функции для отдельных приложений через «Программные настройки». Если выбрана опция «Глобальные параметры», то отмена будет касаться всех программных продуктов, использующих технологию шейдеров.
Ещё одна возможность отключить кэширование спрятана в настройках Steam: в разделе «Настройки» имеется вкладка «Кэш шейдеров» с переключателем, который можно выключать или включать. При включении опции может отмечаться небольшой рост нагрузки на сеть. Функция работает только при наличии установленных драйверов видеокарты NVidia.
Краткое резюме таково: использование ShaderCache, хотя и не оказывает влияния на частоту прорисовки кадров, улучшает их качество и стабильность. Но если компьютер слабый, перманентная загрузка шейдеров с диска может отрицательным образом сказаться на производительности ПК, хотя без кэширования недостаточно мощный компьютер будет тормозить, постоянно компилируя Shaders.
Вложение или кеширование? Кратко о рендеринге страниц
Дата публикации: 2018-12-18
От автора: на прошлой неделе я закончил раздел слайдов для презентации на конференции Performance.Now(). В нем я рассмотрел шаблоны, которые позволяют браузеру как можно быстрее отображать страницу, включая код с исходным HTML, чтобы браузер имел все необходимое для начала такого процесса, как рендеринг страниц без дополнительных запросов.
Два доступных варианта — это встраивание и Server Push, но у каждого есть свои недостатки: вложение позволяет обойтись без кэширования файла для повторного использования, а Server Push все еще немного эксперименталty, и некоторые ошибки браузеров по-прежнему находятся в процессе исправления. Поскольку я готовился описать эти оговорки, я подумал: «Интересно, может ли новый Service Worker и Caching API использовать кэширование для встраивания кода». Как оказалось, могут!
Кэширование встроенного файла
Начнем с примера. Следующий фрагмент кода имеет элемент style, содержащий некоторые встроенные стили CSS. Я добавил атрибут ID в элемент style, так что его легко найти с помощью JavaScript. После элемента style небольшая часть JavaScript находит этот CSS и использует новый API Cache для хранения его в локальном кэше браузера (с типом контента text / css) для использования на других страницах.
Прогрессивный рендеринг для лучшей производительности веб-приложений
Понимание концепций рендера веб-страниц и измерение производительности рендера с помощью Chrome DevTools
Не важно, насколько хорош ваш сайт; если его загрузка занимает слишком много времени, никто не будет ждать, чтобы его увидеть. Если ваш сайт загружается более 3 секунд, есть большая вероятность, что вы потеряете часть посетителей. Но знаете ли вы, что можно значительно улучшить время загрузки своего веб-приложения, используя прогрессивный рендеринг? Прогрессивный рендеринг не только увеличивает скорость загрузки, но и решает некоторые серьёзные проблемы в методах рендеринга на стороне клиента и на стороне сервера. Чтобы лучше понять прогрессивный рендеринг, давайте посмотрим, как работает рендеринг на стороне клиента и на стороне сервера.
Рендеринг на стороне клиента
Рендеринг на стороне клиента (CSR) – это метод, при котором контент рендерится в браузере с помощью JavaScript. Вместо того чтобы получать весь контент из самого HTML-файла, сервер отправляет HTML с пустым body и тегами script, в которых содержатся ссылки на JavaScript-бандлы, с помощью которых браузер будет рендерить контент. Теперь давайте посмотрим, как происходит рендеринг страницы на стороне клиента:
CSR имеет небольшое преимущество благодаря кэшированию загруженных JS-бандлов и статического HTML, поэтому навигация между страницами становится очень быстрой. Однако в CSR контент начинает загружаться только после выполнения всего JavaScript-бандла, а пользователям приходится сидеть сложа руки, просто наблюдая за пустым экраном без понимания, что происходит. По мере увеличения размера бандла пользователям придется ждать всё больше и больше, прежде чем они увидят что-нибудь осмысленное или начнут использовать страницу. Но что, если мы сможем рендерить контент независимо от JS-бандла? Здесь на помощь приходит рендеринг на стороне сервера (SSR)!
Рендеринг на стороне сервера
При рендеринге на стороне сервера HTML-код рендерится на сервере и отправляется клиенту. Контент, который нам нужно отобразить на экране, становится доступен сразу после анализа HTML; следовательно, первичный рендеринг контента происходит быстрее, чем у CSR. Теперь давайте разберёмся, как работает SSR:
Хотя мы и получаем быструю отрисовку контента, страница не будет интерактивной, пока мы не загрузим и не выполним JS.
Мы можем справиться с недостатками CSR с помощью SSR. Но остаются другие серьёзные недостатки, такие как рендеринг критического и некритического контента перед его отправкой клиенту. Я знаю, о чём вы сейчас думаете. Есть ли подход, в котором мы можем объединить оба упомянутых метода, верно? У меня есть хорошие новости для вас! Используя прогрессивный рендеринг, вы объедините преимущества CSR и SSR. Теперь давайте посмотрим, как мы можем сделать впечатления ваших клиентов приятнее с помощью техники прогрессивного рендеринга.
Прогрессивный рендеринг на стороне сервера
«Прогрессивный рендеринг на стороне сервера: ключом к ускорению веб-страницы является метод последовательного рендеринга частей веб-страницы на стороне сервера и отправки их клиенту по частям, не дожидаясь, пока будет отрисована вся страница».
Прогрессивный рендеринг на стороне сервера (PSSR) основан на концепции потоковой передачи HTML. PSSR разбивает страницы на осмысленные компоненты с помощью разделения кода. Эти части страницы управляются разными скриптами, и теперь у нас есть возможность сделать гидратацию независимо. Давайте посмотрим, как работает PSSR:
Критические этапы рендеринга
Оптимизация критических этапов рендеринга относится к приоритизации расположения контента, который связан с текущей деятельностью пользователя. Браузер выполняет много негласной работы, чтобы впечатления от работы со страницей были приятнее. Критические этапы рендеринга – это непосредственные шаги между получением HTML, CSS и JS и обработкой, необходимой для их преобразования в видимые пиксели.
Вы можете сократить время первичного рендеринга вашего веб-приложения, оптимизировав критические этапы рендеринга
Поскольку теперь у вас есть хорошее понимание клиентского, серверного и прогрессивного рендеринга, вы, наверное, думаете, есть ли способ оценить производительность рендеринга. Ответ – есть! Chrome DevTools предоставляет отдельную вкладку для мониторинга и оценки производительности рендеринга. Давайте посмотрим, как мы можем её использовать.
Анализ производительности с помощью Chrome DevTools
Даже в небольшом приложении под капотом выполняется много рендеринга. Вкладку «Rendering» в Chrome DevTools можно использовать для выявления проблем, связанных с рендерингом в JavaScript приложениях.
Инструмент Paint flashing
По мере того как интерфейс становится более многофункциональным и сложным, жизненно важно рассмотреть способы оптимизации взаимодействия с пользователем за счёт уменьшения как времени загрузки, так и критического пути компонентов. Рендер контента на экране – один из самых дорогостоящих процессов. Чтобы визуализировать этот процесс, можно использовать удобный инструмент Paint Flashing, доступный на вкладке «Rendering».
Текущие области рендеринга будут подсвечены зелёным цветом, если эта опция включена в Chrome. Если вы видите области, которые вы не планировали рендерить, можно копнуть немного глубже.
Scrolling performance issues в Chrome DevTools
Scrolling performance issues – это ещё один удобный инструмент, который вы можете использовать для выявления любых проблем, связанных с производительностью во время прокрутки страницы. Когда эта опция включена, она вешает на компоненты метку «Repaints on scroll» и подсвечивает зелёным цветом те компоненты, которые рендерятся при прокрутке страницы.
Отслеживая такие проблемы с производительностью, вы сможете гарантировать, что ваше веб-приложение даёт вашим пользователям наилучшие впечатления.
Заключение
При разработке веб-приложения очень важно понимать основные принципы рендеринга. Эти знания помогут вам оптимизировать производительность вашей веб-страницы. По статистике, задержка загрузки страницы на одну секунду снизит ваш коэффициент конверсии на 7 %. С другой стороны, длительная загрузка может оказать разрушительное влияние на конверсию приложения. В этой статье я рассказала о трёх методах рендеринга и объяснила, почему прогрессивный рендеринг на стороне сервера имеет больше преимуществ по сравнению с двумя другими методами, а также как он помогает повысить производительность вашего веб-приложения.
Что такое рендер-фермы и рендер-станции — для чего они нужны
Содержание
Содержание
За несколько последних лет возрастает потребность пользователей в визуальном контенте. Это не только графика для игр или фильмов, а еще и разнообразные архитектурные, дизайнерские проекты, анимация для бизнес-идей и многое другое. Причем визуализация постоянно усложняется и для процесса рендеринга требуется немалое количество ресурсов. Вот здесь-то и приходит на помощь рендер-ферма или рендер-станция.
Что такое рендеринг
Рендеринг — это процесс, который не смогут обойти стороной те, кто работает с двухмерной или трехмерной графикой, анимацией. В переводе с английского рендеринг означает «визуализация». В ходе рендеринга происходит преобразование трехмерной сцены в статическое изображение (рендер) или же в последовательность кадров. Скажем проще: созданный в специальной программе набросок изображения превращается непосредственно в само изображение со своими цветами, тенями, освещением и т.п. А еще проще и банальнее – это процесс получения изображения с помощью специальной компьютерной программы.
Как работает рендеринг и что для него необходимо
Рендеринг — это довольно трудоемкий и сложный процесс, в ходе которого происходит множество математических вычислений. Проходит просчет и определение теней, текстур, отражения и многого другого.
Разработчики специальных программ для 3D-моделирования и рендеринга позаботились о том, чтобы пользователи не утруждали себя многочисленными просчетами и работали с привычными для них настройками.
Естественно, что для рендеринга требуется один или несколько компьютеров, программы для 3D-моделирования и визуализации (с соответствующими плагинами), программы для работы с графикой. Чаще всего рендер-движки уже встраиваются в графические программы, например, в такие как 3ds Max, Maya. Помимо этого, есть самостоятельные профессиональные системы для рендера, например, V-ray, Mental ray, Corona Renderer. Такие программы часто именуют рендерером.
Если говорить о значимости «начинки» компьютера для рендеринга, то здесь мы встретим подразделение на CPU Rendering и GPU Rendering. Первый вариант при просчете использует ресурсы процессора и оперативной памяти, а в случае с GPU, основная задача по визуализации ложится на видеокарту (графический процессор). Чему именно будет отдано предпочтение, зависит от используемой системы рендеринга.
Время просчета будет зависеть от массы факторов. Сюда входят сложность сцены, прозрачность или отражающие свойства материалов, текстуры, тени и освещенность, высокополигональность моделей и вычислительная мощь оборудования. Также есть зависимость и от того, какой метод использует система рендеринга.
Сколько же времени может занять рендеринг? В зависимости от всего вышеперечисленного от нескольких секунд до нескольких часов и даже дней.
Возьмем простой калькулятор на рендер-ферме и попробуем рассчитать стоимость и приблизительное время, выбрав примерные настройки. Результаты видны на трех скринах, причем выделено время просчета на домашнем компьютере и на ферме.
Что такое рендер-ферма
Рендер-ферма — это множество компьютеров, объединенных в единую вычислительную сеть. Такие сети или системы обычно именуют узлами. В зависимости от фермы, число таких узлов может доходить до нескольких тысяч.
Ферма как правило бывает двух типов: собственная (частная) и облачная (коммерческая). Первая создается под нужды какой-либо фирмы занимающейся, например, выпуском фильмов. Или же когда у отдельного дизайнера, фрилансера имеется несколько компьютеров с соответствующим программным обеспечением, и он использует их для рендеринга.
Облачные фермы предлагают услуги всем желающим пользователям. Данные фермы имеют на вооружении десятки серверов, необходимое оборудование, обслуживающий персонал. По сути это сложные профессиональные системы, располагающие мощнейшими, современными ресурсами для процедуры рендеринга.
Стоят профессиональные фермы довольно дорого. В стоимость входит не только цена на оборудование, софт, но и его обслуживание, охлаждение и т.п.
Что такое рендер-станция
Если ферма представляет собой несколько компьютеров объединенных в узлы, то рендер-станция (графическая станция) является отдельной машиной, предназначенной для работы с графикой, видео, дизайном. Такие станции базируются на различных платформах и комплектуются мощным «железом», которое чаще всего создается именно для работы с графикой. В пример можно привести профессиональную (и доступную рядовому пользователю) графическую карту Nvidia Quadro.
Как работают коммерческие рендер-фермы
Загруженные на фермы сцены могут рассчитываться на нескольких десятках и сотен рендер-узлах, что максимально сокращает время визуализации. Благодаря этому, несколько дней рендеринга возможно сократить до нескольких часов. Чтобы объяснить еще проще принцип работы ферм, сравним их с видеомонтажом.
Представьте, что у вас есть масса памятных видеокадров, которые вы хотели бы объединить в единый фильм с музыкальными вставками и по возможности, со спецэффектами. Чтобы это сделать, нужен компьютер, программное обеспечение и умение делать монтаж. Если же у вас что-либо из этого отсутствует, то вы естественно отдадите свои видеозаписи профессионалу, который за определенную сумму сделает для вас фильм. Тоже самое можно сказать и о рендере.
Работа рендер-фирм строится практически по одинаковому сценарию. Пользователь проходит процесс регистрации, пополняет счет (многие фермы предлагают попробовать бесплатно) и приступает к процессу. Для этого необходимо загрузить 3D-сцены на ферму, задать желаемые настройки и запустить процесс.
Важным моментом является загрузка с сайта программы или плагина, который встраивается в используемую пользователем программу (например, 3ds Max). Его задача — проверить все сцены и экспортировать их в ферму, сохраняя заданные пользователем настройки. Стоит отметить, что все фермы поддерживают наиболее часто используемые программы, приложения и плагины.
Рендерить на ферме или у себя дома?
На этот вопрос должен ответить сам пользователь, который делает статичные изображения, анимацию, спецэффекты и многое другое. Чтобы выполнять рендеринг дома необходим мощный компьютер, в котором главную роль будут играть процессор (архитектура, количество ядер, кэш) и количество оперативной памяти. Можно сказать, чем мощнее будет сборка, тем лучше для процесса.
В домашней ферме также используют несколько компьютеров, объединив их в локальную сеть. Также многое зависит от объемов работы. При больших объемах и сложных проектах, пользователю может не хватить одной или нескольких машин и в любом случае придется собирать свою ферму или же обратиться за помощью к коммерческой ферме. В сравнении с этим у рендер-ферм есть несколько существенных преимуществ.
1. Простота и поддержка. Пользоваться фермами довольно легко, к тому же на каждой из них пользователь сможет обратиться в службу поддержки.
2. Экономия средств и времени. В первом случае пользователь, которому нужен рендеринг, заплатит только за процесс на ферме и будет избавлен от закупки «железа» для собственной фермы и ее обслуживания. Ну и конечно же экономия времени, которое так необходимо, когда, например, у фрилансера масса заказов. Не стоит забывать о том, что дома на последних часах и минутах может отключиться электричество и все многочасовые труды пропадут.
Особенности рендеринга на рендер-ферме
Остановимся на некоторых особенностях, которые желательно знать и помнить всем посетителям ферм.
Онлайн-калькулятор.
Он есть на каждой ферме и с его помощью пользователь сможет рассчитать и оценить время и стоимость рендеринга. Однако, все это примерно и условно, так как до сих пор нет четкого и реального метода оценки времени рендеринга.
Совместимость ПО
Прежде чем приступить к работе, необходимо определить совместимость ПО, на котором был сделан проект и ПО имеющегося на ферме. Хотя, выше уже указывалось на то, что многие фермы имеют все последние версии ПО, плагины и загружают для пользователя свои плагины для проверки проекта. Несмотря на это, нужно быть внимательным, так как в некоторых ситуациях потраченные деньги фермы могут не вернуть.
Хранение данных
Фермы осуществляют хранение проектов и всех данных, однако через какой-то промежуток времени они могут быть удалены. Через какой промежуток именно, нужно узнавать на самой ферме.
Правила пользования
Прежде чем начинать работу на той или иной ферме, необходимо детально ознакомиться с правилами пользования фермой. Узнать каким образом она предоставляет кредиты, можно ли вернуть деньги и т.п. Для разрешения всех спорных или непонятных вопросов на каждой из ферм должна работать служба поддержки в режиме 24/7.