Как работает технология многопоточной оптимизации в современных игровых движках?

Технология многопоточной оптимизации в современных игровых движках работает за счёт разделения игровых задач на независимые «потоки», которые могут выполняться на каждом из логических ядер многоядерного процессора. gist.github.com

Некоторые процессы, которые можно обрабатывать параллельно:

• физика и столкновения; gcup.ru
• поведение NPC и ИИ; gcup.ru
• обновление анимаций; gcup.ru
• загрузка ресурсов; gcup.ru
• симуляции (погода, толпы, флюиды); gcup.ru
• бэкграундные расчёты и AI-навигация. gcup.ru

Многопоточность реализуется с помощью разных инструментов, среди которых:

• Job System (например, Unity Jobs); gcup.ru
• Task-based concurrency (std::async, async/await); gcup.ru
• Thread pools и управляемых очередей (work stealing, task scheduling). gcup.ru

В игровом движке основной цикл игры представляет собой последовательность, в которой выполняются все подсистемы по логическому порядку: логика, физика, графика и так далее. seanmiddleditch.github.io Каждая подсистема разделяет свою нагрузку на потоки и отправляет их в пул потоков. seanmiddleditch.github.io Затем она ждёт, когда все потоки завершат свою работу, выполняет необходимую постобработку и продолжает работу. seanmiddleditch.github.io

Некоторые преимущества такого подхода: нет необходимости реализовывать сложные и неэффективные механизмы синхронизации между подсистемами. seanmiddleditch.github.io Каждая подсистема может напрямую работать с игровыми объектами в памяти, потому что знает, что никто другой не модифицирует их одновременно. seanmiddleditch.github.io