GPU vs CPU: Migliorare le Prestazioni di Cinema 4D con CUDA

Vorrei condividere i risultati sperimentali ottenuti forzando l'utilizzo dell'accelerazione CUDA per gestire calcoli computazionali intensivi, solitamente affidati alla CPU. Va premesso che integrare librerie Python di terze parti in Cinema 4D non è affatto semplice, soprattutto quando non si utilizza il package installer Pip.

In questo video dimostro come Cinema 4D migliora le proprie prestazioni affidando alla GPU i calcoli iterativi, e quali vantaggi si ottengono con una tale integrazione. Devo dire che alla Maxon, negli ultimi tempi, si stanno dando davvero da fare in questa direzione promuovendo questo tipo di soluzione in modo compartimentato, spero che col tempo questo discorso venga ampliato a tutto il comparto computazionale.

Alcuni dati significativi sulla scena:
La "superficie del liquido" è una mesh composta da 40.400 punti, senza facce né segmenti.
Il cucchiaio interagisce con la superficie attraverso una selezione di 87 vertici (ma potrebbero esserne arbitrariamente molti di più senza
gravare eccessivamente sulle prestazioni).
La VertexMap è generata solo per un riscontro visivo; il calcolo vero e proprio è gestito internamente dal codice.

Il codice è eseguito in tempo reale da un Python Generator e si occupa di gestire l'interazione tra i due oggetti, calcolare l'effetto delle onde nel fluido, calcolare la posizionare dei punti.

È evidente che non c'è confronto con i calcoli su CPU, facendo due rapidi conticini si ottiene facilmente il numero di iterazioni per frame per le tre computazioni principali e C4D si pianterebbe miseramente. Infatti, eseguendo i calcoli sulla GPU si mantengono stabilmente 22-25 fotogrammi al secondo. Tuttavia, quando i risultati tornano alla CPU, nonostante i calcoli siano stati già eseguiti dalla GPU, quindi, soltanto per posizionare fisicamente i punti, si perde in media il 40% degli FPS, attivando poi il mesher si arriva addirittura al 65% di perdita di prestazioni.

Questo dimostra quanto sia vantaggioso utilizzare la GPU per gestire operazioni complesse in Cinema 4D, migliorando significativamente la fluidità e l'efficienza delle simulazioni.

OS: Microsoft Windows 11 Pro for Workstations
Processore: Intel(R) Core(TM) i7-10700KF CPU @ 3.80GHz, 3792 Mhz, 8 core, 16 processori logici
Memoria fisica installata (RAM) 32,0 GB
Archiviazione: 2 NVME
Scheda Video: NVIDIA GeForce RTX 2070 SUPER