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誰才是「真」DirectX 12顯示卡,要有__才算數喔!

文.圖/小K 2015-09-22 00:00:00
微軟於2015年7月29日正式發布Windows 10,這個版本最大特色之一,就是支援DirectX 12 (簡稱DX12)。由於DX12在各方面效能都比DX11好,Intel與微軟也表示相同的程式中,採用DX12 API會比DX11 API的效能快50%,因此已有不少遊戲廠商在即將推出的新遊戲中,將支援DX12,以提供更上一層樓的遊戲效能與畫面品質。

如今市面上,已有不少GPU廠商發表多種支援DirectX 12的產品,包括處理器與獨立顯示卡等等。不過就在每家都說自己能原生支援DirectX 12的同時,AMD跳出來說話了…

DirectX 12是Windows 10的重點功能之一,但並非所有顯示卡能硬體原生支援


DX12比較快,原來是「非同步著色」技術來幫大忙!

AMD的Chief Gaming Scientist (首席遊戲科學家) Richard Huddy先生,特別就DX12遊戲與Asynchronous Shader (非同步著色)技術,來說明自家GCN架構的顯示卡在DX12遊戲的優勢。他表示,由於以往的DirectX 11時代,運算、繪圖、記憶記憶體處理是採用序列(Serial)的方式來處理,當某個步驟處理時間需要比較久的話,後面的工作就會被延遲到,成為效能上的瓶頸。

到了DirectX 12時代,支援了一種全新的Asynchronous Shading (非同步著色)的全新技術,支援所有的運算、繪圖、記憶體處理等工作,都可以被分散,以並列(Parallel)的方式來處理,這樣就能夠提升畫面張數(Higher FPS)、虛擬實境反應更靈活(Responsive VR),且降低運算處理的卡頓現象(Low Input Lag)。

簡單來說,你可以想像DX11就像是便利超商裡面只有一個店員,下班時間突然一堆人在櫃台前面排隊,有的要結帳、繳電話費、有的要點咖啡…,有些處理的時間比較久,有些一下就好,這樣中間只要有人突然要繳一堆費用的話,會慢到讓排在後面的人快要抓狂了…
而DX12就像是便利超商裡面有多個店員,一個負責處理結帳、一個負責處理時間較久的業務(例如繳費)、一個負責弄咖啡或幫忙微波食品…。這樣各司其職之後,就不會造成櫃台前有一堆人大排長龍了!
DirectX 12可以把繪圖類、運算類、記憶體處理類等工作並行處理,以提升整體效能


遊戲開發業者揭密,不是所有顯卡都原生支援非同步著色技術

Oxide Games是一家遊戲開發者,他們即將推出Ashes of the Singularity (奇點灰燼)的超大型即時戰略遊戲,也是第一套支援DX12的遊戲。他們表示很驚訝地NVIDIA顯示卡驅動程式,有回報說可以支援Async Shading功能,但該開發小組嘗試啟用該功能時,災難卻發生了…

據他們了解,Maxwell架構並不原生支援Async Compute (非同步運算)。他們也因應NVIDIA的要求,在遊戲偵測到是NVIDIA的顯示卡,就不去啟用Async Compute功能,因為啟用後,效能還比不啟用時還慘!

Ashes of the Singularity (奇點灰燼)遊戲開發者Oxide Games表示,啟用Maxwell的Async Compute (非同步運算)之後的效能,比不啟用時還慘!


次世代遊戲主機,其實早就在使用非同步著色技術

為了解決CPU與GPU之間的效能瓶頸,AMD早在2013年便與DICE遊戲團隊合作,開發出不同於DirectX與OpenGL的全新3D API-Mantle。Mantle有用到非同步著色技術,可讓遊戲效能更上一層樓。

在支援的遊戲部份,目前已知PC支援Mantle的有Thief(俠盜)與Sniper Elite III (狙擊精英III)等遊戲。在遊戲機部份,其實Xbox One與Playstation 4 (PS4)都採用AMD的平台,且在PS4早已有遊戲使用到非同步著色技術,來加速其遊戲的流暢度。例如Battlefield 4 (戰地風雲4)、inFAMOUS Second Son (惡名昭彰:第二之子)、The Tomorrow Children (明日之子)等遊戲。

AMD GCN架構之非同步運算引擎架構圖,擁有1組繪圖引擎和8組著色引擎,這些就是DX12遊戲在非同步著色引擎時,所需要的硬體加速器


真的只有GCN架構支援非同步著色嗎?

這次Windows 10的DirectX 12,正式支援非同步著色技術,可發揮出GCN (Graphics Core Next)的效能。那麼Maxwell架構真的不支援非同步著色技術嗎?其實兩家GPU都具備佇列引擎,可以依照不同的繪圖工作來做分派。先來看看以下的圖表:



簡單來說,以上的繪圖晶片都具備佇列引擎(Queue Engine)。不同的是NVIDIA Maxwell最新架構是具備1組繪圖引擎和1組著色引擎,可以佇列最多31個工作。而AMD的GCN最新架構,具備了1組繪圖引擎和8組著色引擎(AMD稱之為ACE,非同步計算引擎),而每個著色引擎可佇列到最多8 個工作,相乘之後,就可以處理最多64個工作。

由此可知,由於兩家的硬體架構不同,在微軟推出DirectX 12後,其主打的兩項特色有:針對多核心最佳化的多重指令緩衝(Multi-threaded Command Buffer Recording),以及這次所討論的非同步著色(Asynchronous Shaders)技術。而AMD布局已久的GCN架構,剛好可以滿足以上兩種需求。

因此當NVIDIA的Maxwell只能透過驅動程式來支援非同步著色技術時,AMD的GCN不只硬體原生支援,驅動程式也能支援,讓善用GCN架構優勢的DX12遊戲,能夠榨出顯示卡的所有資源,可以如虎添翼般地發揮出爆發性的效能。

未來有哪些遊戲支援DX12?

除了上述的Ashes of the Singularity (奇點灰燼)之外,目前已知Deus Ex: Mankind Divided (駭客入侵:人類分裂)、Fable Legends (神鬼寓言:傳奇)都將支援DX12並發揮出Asynchronous Compute的優勢。

由於AMD的GCN架構在硬體上就原生支援非同步計算引擎,因此Richard Huddy表示未來將號召更多遊戲開發商加入DX12的開發行列,發揮非同步運算的優勢,讓遊戲表現更好。

其他支援DX12遊戲的部份,目前已知還有Ark: Survival Evolved (方舟:生存進化)、Arma 3 (武裝行動3)、DayZ 、Gears of War: Ultimate Edition (戰爭機器:旗艦版)、Hitman (刺客任務)、Sea of Thieves (盜賊之海)、Star Citizen (星際公民)等遊戲,將於2015年第四季到2016年秋季陸續上市。這些遊戲上市後,到底是NVIDIA平台表現好,還是AMD平台表現好,就讓我們期待吧!

AMD首席遊戲科學家Richard Huddy,將號召更多遊戲開發商加入DX12的開發行列,發揮非同步運算的優勢,讓遊戲表現更好


延伸閱讀

(1) 支援DirectX 12的顯示卡、處理器列表
(2) 創新火力片刻未歇 AMD發布Radeon R9 Fury GPU
(3) AMD Radeon R9 FURY X開箱實測,顯示卡世界的新一代神兵利器!
(4) AMD FURY系列顯示卡發表囉! 搭載HBM技術記憶體
(5) DirectX 12加持,AMD顯示效能再爆發


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