三世同堂！DX10/10.1/11游戲效率對(duì)決
泡泡網(wǎng)顯卡頻道12月23日 三個(gè)月前，AMD重磅發(fā)布了HD5800系列顯卡，除了其強(qiáng)大的性能外，更令人期待的是其支持微軟全新的DX11。如果說(shuō)HD4000是AMD的翻身之作的話，那么HD5000就是揚(yáng)眉吐氣的力作，一連串的反擊打得對(duì)手毫無(wú)還手之力！
與之前中端卡上市時(shí)間較高端卡晚半年左右的不成文規(guī)則不同，此次AMD一口氣將HD5000系列的高中端一起上市，且可根據(jù)市場(chǎng)變化，下個(gè)月就讓面向低端用戶設(shè)計(jì)的HD5600系列上市。這樣的話，DX11顯卡并非高不可攀，對(duì)DX11的硬件支持已不是障礙。目前DX11游戲并不是多，但比起當(dāng)年DX10的情況要好很多，優(yōu)秀的技術(shù)必然受到大家的追捧，DX11也不例外，DX11已經(jīng)是大勢(shì)所趨。
HD5000全面上市之后，目前的顯卡市場(chǎng)格局就比較混亂了，ATI方面是DX11和DX10.1顯卡共存，而NVIDIA方面中高端依然堅(jiān)守DX10的陣地，低端才剛開(kāi)始引入DX10.1支持，這就出現(xiàn)了罕見(jiàn)的DX10、10.1、11三代顯卡共存的局面。
DX10.1和DX11，相比DX10最大的改進(jìn)就是提升渲染效率，充分發(fā)揮GPU和CPU的資源，消除瓶頸。那么DX11相比DX10.1能提升多少速度呢？DX10.1相比DX10有多大優(yōu)勢(shì)呢？本文對(duì)此進(jìn)行專項(xiàng)測(cè)試。
DX10帶來(lái)了眾多絢麗無(wú)比的新特效，“濫用”各種特效導(dǎo)致GPU不堪重負(fù)。而GPU自身的發(fā)展受到諸多因素的制約，如果制造工藝跟不上的話運(yùn)算能力很難取得突破。因此，必須通過(guò)不斷改進(jìn)架構(gòu)運(yùn)算效率來(lái)進(jìn)一步提升3D圖形性能。在DX10之后，微軟也開(kāi)始將重心集中在如何提升算法和效率上面，而不是一味的加入新特效或提高模型復(fù)雜度。
此后微軟發(fā)布了DX10.1 API，對(duì)DX10進(jìn)行了小修小補(bǔ)，DX10.1主要更新內(nèi)容有：
DX10.1的更新內(nèi)容雖然不少，但相比DX10沒(méi)有什么革命性的改進(jìn)，大部分內(nèi)容都是提高GPU的資源利用率、將一些可選標(biāo)準(zhǔn)列為必須，其實(shí)不少項(xiàng)目DX10顯卡通過(guò)修改驅(qū)動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)。因此DX10.1沒(méi)能得到游戲開(kāi)發(fā)商足夠多的重視，并沒(méi)有像當(dāng)年的DX9C那樣迅速成為主流。
屈指可數(shù)的DX10.1游戲
ATI從HD3000系列開(kāi)始，也就是第二代DX10顯卡中，就全面提供了對(duì)DX10.1 API的支持。而對(duì)手NVIDIA則對(duì)于DX10.1比較抵觸，第二代GF9系列和第三代GTX200系列都不支持DX10.1，并且宣稱“DX10.1并非必須，DX10也能部分實(shí)現(xiàn)”之類的言論。《刺客信條》這款原本支持DX10.1的游戲也迫于壓力在新版本中取消了支持。
但是，NVIDIA剛發(fā)布的GT210/220/240顯卡卻非常低調(diào)的對(duì)DX10.1提供了支持。在DX11時(shí)代即將來(lái)臨之際，NVIDIA沒(méi)有將抵制DX10.1的策略進(jìn)行到底，而選擇了妥協(xié)，真是令人費(fèi)解。
DX10.1雖然畫(huà)面方面改進(jìn)有限，但運(yùn)行速度確實(shí)加快了
至少，NVIDIA用實(shí)際行動(dòng)證明了，DX10.1雖然改進(jìn)有限，但也并不是沒(méi)用。實(shí)際上，DX10.1只不過(guò)是微軟的一個(gè)試水石，其目的非常明確，那就是盡可能的提高DX10的渲染效能，達(dá)到節(jié)約GPU資源的目的，而DX11正是基于這種設(shè)計(jì)理念而來(lái)的。
從游戲畫(huà)面逼真度來(lái)看，短期內(nèi)恐怕沒(méi)有哪款游戲能夠達(dá)到Crysis的高度，但是這款依靠暴力模型、著色技術(shù)和諸多特效堆積而成的游戲，對(duì)顯卡的要求之高令人嘆為觀止，至今都沒(méi)有哪顆GPU敢打包票說(shuō)能在最高特效下面流暢運(yùn)行。也就是說(shuō)Cryengine 3是絲毫沒(méi)有考慮現(xiàn)有GPU的性能而開(kāi)發(fā)的一款超級(jí)引擎。
虛幻3是最高效最成功的引擎，Cryengine只是畫(huà)面最強(qiáng)的引擎
以高效率著稱的虛幻引擎締造者Tim Sweeney稱，想要把現(xiàn)有游戲模型復(fù)雜度提高數(shù)十倍是很容易的事情（比如CG模型和影視渲染），但同樣的你也需要數(shù)十倍與現(xiàn)有主機(jī)機(jī)能的顯卡才能流暢運(yùn)行，比如三路甚至四路優(yōu)異系統(tǒng)，而這種系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率連1%都不到，獨(dú)孤求敗的Crysis還賣(mài)不過(guò)快餐式的使命召喚系列、Cryengine至今無(wú)法染指游戲機(jī)領(lǐng)域就是這個(gè)道理。
所以，架空硬件的引擎是不可取的，唯有充分利用有限的GPU資源，通過(guò)各種輔助技術(shù)最大化畫(huà)面表現(xiàn)力，才是圖形技術(shù)公司和游戲開(kāi)發(fā)商首當(dāng)其沖要解決的內(nèi)容。
因此，在DX10發(fā)布四年、成為主流之后，業(yè)界將期望都寄托在了DX11身上，雖然DX11并沒(méi)有帶來(lái)全新的特效，但卻通過(guò)各種手段提升了GPU的渲染效率，當(dāng)GPU有了富裕的運(yùn)算資源之后，游戲開(kāi)發(fā)商就可以大膽的去使用更多的特效和技術(shù)，如此一來(lái)DX11游戲很容易就能從畫(huà)面到速度全面超越DX10游戲！
DX11最關(guān)鍵的特性有以下五點(diǎn)：
1. Tessellation：鑲嵌式細(xì)分曲面技術(shù)（第三章做專門(mén)解析）
2. Multi-Threading：多線程處理
3. DirectCompute 11：計(jì)算著色器（第二章做專門(mén)解析）
4. ShaderModel 5.0：著色器模型5.0版
5. Texture Compression：紋理壓縮
在DX11的五大關(guān)鍵特性中，其中有四項(xiàng)都是專為改進(jìn)效率而生，所以我們就通過(guò)新款DX11游戲來(lái)看看，效率究竟能提升多少？
DX11/DX10.1介紹完畢，現(xiàn)在就來(lái)看看性能如何，畢竟DX11和DX10.1主要改進(jìn)的是性能而不是畫(huà)質(zhì)。
● 測(cè)試平臺(tái)：
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PCPOP.COM評(píng)測(cè)室 | |
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硬件系統(tǒng)配置 | |
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Intel Core 2 Extreme QX9770 |
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主 板 |
MSI X48C Platinum |
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顯 卡 |
HD5870 1GB (850/4800MHz) |
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內(nèi) 存 |
Apogee DDR3-1600 (9-9-9-24-1T) |
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硬 盤(pán) |
日立1TB |
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電 源 |
Tt暗黑650p |
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軟件系統(tǒng)配置 | |
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操作系統(tǒng) |
Windows 7 RTM 7600.16385 32Bit |
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DirectX |
Directx_aug2009_redist |
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顯示驅(qū)動(dòng) |
NVIDIA Forceware 195.65WHQL ATI Catalyst 9.11WHQL |
● 測(cè)試方法：
使用最新的《鷹擊長(zhǎng)空》、《潛行者》、《BattleForge》游戲，通過(guò)打開(kāi)關(guān)閉DX11或者DX10.1模式，對(duì)比不同API下的性能有無(wú)差別。
● 測(cè)試目的：
測(cè)試DX11/DX10.1/DX10三種模式下的性能差別，檢驗(yàn)DX11顯卡和DX10.1顯卡性能提升。
● 首款DX11游戲——BattleForge
作為HD5800發(fā)布當(dāng)天同步支持DX11的游戲，BattleForge雖然沒(méi)有帶來(lái)任何新的特效，但卻依靠DX11模式有效的提升了性能。
BattleForge測(cè)試中，特效全開(kāi)最高，SSAO設(shè)定為VeryHigh時(shí)其實(shí)就已經(jīng)是HDAO技術(shù)，然后對(duì)比HD5870在DX11和DX10.1模式下的性能。
雖然DX11帶來(lái)的畫(huà)質(zhì)提升幾乎看不出來(lái)，但游戲運(yùn)行效率的提升令人驚訝不已！從1680到2560分辨率，從0AA到8AA，12種模式下都有極為可觀的幀數(shù)提升。
很多RTS游戲都會(huì)將幀數(shù)鎖定在30幀，保持不低于25幀的速度即可認(rèn)為是流暢。通過(guò)上表來(lái)看，HD5870可以在2560 8AA這種最優(yōu)異模式下保持25.6幀的平均速度，真是難能可貴，這當(dāng)然都是DX11的功勞，因?yàn)樵贒X10.1模式下只有21.7幀，不要小瞧了4幀之差，這可是質(zhì)的提升。
DX11 2560 8AA的性能等同于DX10.1 2560 4AA，可見(jiàn)DX11高效率的特性既可以給玩家?guī)?lái)更快的運(yùn)行速度，也能帶來(lái)更高的畫(huà)質(zhì)。
● 第二款DX11游戲——《潛行者：普里皮亞季的呼喚》
第二款DX11游戲同樣主要是改進(jìn)了效率，當(dāng)然也加入了Tessellation技術(shù)的支持，但僅在人物模型上使用了該技術(shù)，所以畫(huà)面改進(jìn)并不大。
游戲提供了DX11和DX10兩種渲染模式，通過(guò)自帶的Benchmark測(cè)試可以直接獲得兩種模式下的性能差別到底有多大：
無(wú)論是否開(kāi)啟抗鋸齒，DX11都能獲得十分可觀的性能提升，以目前最便宜的DX11顯卡HD5750為例看看提升幅度：
從數(shù)據(jù)分析，DX11較DX10.1效率更高已經(jīng)是事實(shí)，且提升效率可以用顯著來(lái)形容。這一次，顯卡終于可以通過(guò)非晶體管堆積的方式獲得性能提升了。
● 首款DX11游戲——BattleForge
BattleForge這款網(wǎng)游在支持DX11之前就能夠支持DX10.1，所以我們還可以用它來(lái)對(duì)比DX10.1和DX10的效率差別。
測(cè)試中，將SSAO設(shè)定為High，這就是傳統(tǒng)的SSAO效果，然后對(duì)比HD5870在DX10.1和DX10模式下的性能。
提升幅度雖然不如從DX10.1到DX11那么顯著，但也有意外收獲了，看來(lái)DX10.1絕非浪得虛名。
● DX10.1游戲——《鷹擊長(zhǎng)空》
在《鷹擊長(zhǎng)空》這款DX10.1游戲中，DX10.1的主要作用就是用來(lái)改進(jìn)SSAO算法，因此開(kāi)啟關(guān)閉DX10.1也能獲得20%左右的性能提升，與《BattleForge》DX10.1模式基本相同。
作為NVIDIA最新的DX10.1顯卡，GT240通過(guò)DX10.1模式也能提升一些性能，但幅度更小。DX10.1畢竟是半代更新的API，雖然也能提升效率，但遠(yuǎn)不如DX11那么顯著，算是聊勝于無(wú)吧。
● DX10.1主要改進(jìn)效率，未得到足夠重視
從2007年底的HD3000系列開(kāi)始，ATI全線顯卡就已經(jīng)對(duì)DX10.1提供了完整的支持?？上X10.1相對(duì)于DX10的改進(jìn)不多，新增的特效“多重采樣算法”和“屏幕空間環(huán)境光遮蔽”，DX10硬件也能實(shí)現(xiàn)而且畫(huà)質(zhì)完全相同，只不過(guò)效率稍低一些。正因?yàn)槿绱?，顯卡是否支持DX10.1就沒(méi)那么重要了，最關(guān)鍵的是游戲性能。
DX10.1的威力終于有所體現(xiàn)
以《孤島驚魂2》和《刺客信條》為代表的第一批DX10.1游戲，同級(jí)A卡并不比N卡強(qiáng)多少，由此導(dǎo)致DX10.1被眾人所無(wú)視。但在今年以《鷹擊長(zhǎng)空》和《潛行者：晴空》為代表的新一代DX10.1游戲中，開(kāi)啟關(guān)閉DX10.1性能可以相差20%之多，因此直到兩年后的今天DX10.1才受到了廣泛關(guān)注，可見(jiàn)新技術(shù)能否得到游戲的大力支持十分關(guān)鍵，因?yàn)轱@卡更新?lián)Q代頻率實(shí)在太快，而消費(fèi)者大都是比較現(xiàn)實(shí)的。
終于，一向宣稱DX10.1無(wú)用的NVIDIA沒(méi)有將抵制策略進(jìn)行到底，也在中低端顯卡GT210、GT220、GT240顯卡中加入了DX10.1支持，目的就是為了提升性能，增加賣(mài)點(diǎn)?；ê苄〉拇鷥r(jià)就能讓顯卡性能提升10-20%，何樂(lè)而不為呢？
● DX11革命尚未成功，游戲仍需努力
NVIDIA前腳剛邁入DX10.1，ATI就已經(jīng)大踏步進(jìn)入DX11時(shí)代了，HD5000系列的發(fā)布讓ATI揚(yáng)眉吐氣，在中高端力壓對(duì)手。其實(shí)同價(jià)位的HD5000顯卡并不比N卡強(qiáng)多少，但新一代DX11 API的支持讓A卡增色不少，DX11的誘惑力顯然要比DX10.1大很多。
DX11主要有五項(xiàng)關(guān)鍵特性，其中的三項(xiàng)（多線程處理、計(jì)算著色器11、紋理壓縮）都是用來(lái)改進(jìn)圖形渲染效率的，另外的兩項(xiàng)——SM5.0新增的指令可以帶來(lái)一些新特效，細(xì)分曲面技術(shù)可以讓模型更加細(xì)膩平滑。
DX11游戲正在按部就班的發(fā)布
DX11游戲來(lái)得比想象中還要快，HD5870發(fā)布當(dāng)天《BattlaForge》這款RTS網(wǎng)游就同步升級(jí)至DX11，通過(guò)筆者的測(cè)試來(lái)看，DX11雖然沒(méi)有帶來(lái)新的特效，但卻讓速度提升了20%以上！可惜這款游戲只在歐美運(yùn)營(yíng)，對(duì)于國(guó)內(nèi)玩家來(lái)說(shuō)沒(méi)有任何意義。
第二款DX11游戲是《Stalker：COP》（潛行者：普里皮亞季的呼喚），它除了使用DirectCompute11改進(jìn)渲染效率外（性能提升也在20%以上），還對(duì)人物模型應(yīng)用了Tessellation技術(shù)，效果提升不少。
第三款DX11游戲是《DiRT2》（科林麥克雷：塵埃2），通過(guò)游戲的靜態(tài)截圖來(lái)看，DX11的五大關(guān)鍵技術(shù)在該作中都得到了體現(xiàn)，不過(guò)對(duì)于這款緊張刺激的賽車(chē)游戲來(lái)說(shuō)，玩家在游戲過(guò)程中很難注意到DX11所帶來(lái)的觀眾、旗幟或水面的差別，DX11和DX9C的畫(huà)面區(qū)別并不大。
總的來(lái)說(shuō)，目前游戲?qū)τ贒X11技術(shù)的應(yīng)用和DX10.1類似，主要還是集中在改進(jìn)效能的方面，對(duì)于增強(qiáng)畫(huà)質(zhì)的細(xì)分曲面和陰影技術(shù)使用率并不高，DX11的潛力還需要重量級(jí)大作來(lái)深度挖掘?！?
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