DirectX 12: Неймовірний стрибок потенційної продуктивності

Наша взаимовыгодная связь https://banwar.org/

Gordon Mah Ung. DirectX 12's potential performance leap is insane. PCWorld.

DirectX 12 помітно підвищує продуктивність ігор в середовищі Windows 10. У Microsoft очікують, що частота кадрів при використанні DX12 виросте в порівнянні з DX11 більш ніж удвічі. Але якщо вірити новому тесту Futuremark API Overhead Feature, ця оцінка представляється занадто консервативною.

Не так давно Microsoft і Futuremark опублікували останні результати виконання тесту 3DMark, що дозволяє оцінити, наскільки ігровий інтерфейс API Microsoft Windows 10 став ефективніше свого попередника. Але перш ніж ми вирушимо в цей шлях, і рекламний поїзд з радісними гудками відійде від станції, дозвольте нагадати, що мова йде про чисто теоретичному тесті, який не має ніякого відношення до реальних ігрових движків.

У нашому тестовому комп'ютері були встановлені процесор Intel Core i7-4770K, системна плата ASUS Z87 Deluxe / Dual, 16 Гбайт оперативної пам'яті DDR3 / 1600 і твердотільний накопичувач Corsair Neutron ємністю 240 Гбайт. У якості графічної плати використовувалися моделі Gigabyte WindForce Radeon R9 290X і GeForce GTX Titan X. На платі ASUS я відключив функцію Core enhancement, розганяє процесор. За рекомендацією Microsoft все тести виконувалися при дозволі 1280 × 720 точок.

В 3DMark і Microsoft підкреслюють, що новий тест зовсім не є інструментом для порівняння графічних процесорів, а лише пропонує простий спосіб оцінки продуктивності і ефективності API на одному і тому ж ПК. Не варто використовувати його для порівняння ПК X з ПК Y або для тестування графічних плат. Йдеться лише про порівняння DX11 і DX12 в рамках обраної апаратної конфігурації.

В ході тестування графічного процесора надсилаються команди намалювати що-небудь на екрані. Ця інструкція передається через API, в ролі якого виступає DX11, DX12 або AMD Mantle. Чим менш ефективним проявить себе API при управлінні цими запитами, які надходять від центрального процесора до графічного, тим менше об'єктів з'явиться на екрані. 3DMark швидко нарощує число запитів і об'єктів до тих пір, поки частота кадрів, які відображаються на екрані в секунду, не впаде нижче 30 кадр / с.

Перший тест являє собою порівняння продуктивності DirectX 11 в однопоточном і багатопотоковому режимі. Потім тестувався API AMD Mantle (в разі підтримки його обладнанням), і на закінчення оцінювалася продуктивність DirectX 12.

Як видно на представленій діаграмі, продуктивність DirectX11 в однопоточном і багатопотоковому режимі залишає бажати кращого, і при установці відеоплати Gigabyte WindForce Radeon R9 290X ледь дотягує до 900 тис. Запитів, перш ніж частота кадрів не впаде нижче 30 кадр / с. При використанні AMD Mantle число звернень зростає вже до 12,4 млн запитів в секунду.

Важко сказати, який з інтерфейсів API був розроблений першим (я чув, наприклад, що DirectX 12 проектувався на протязі декількох років, а згідно з іншими повідомленнями, першість належить AMD), але тест, по крайней мере, розкриває потенціал обох API. І тут DirectX12 показав себе кілька більш ефективним - число запитів перевищила 13,4 млн.

Суперечки навколо Mantle і DirectX в будь-якому випадку можна вважати закінченими, якщо сама AMD закликає розробників використовувати DirectX 12 або Vulkan, наступника OpenGL, орієнтованого в першу чергу на ігри.

Пам'ятайте, я відзначав, що Futuremark не рекомендує використовувати цей тест для оцінки графічних плат? Проте було цікаво з'ясувати, як він поведе себе на обладнанні NVIDIA, тому все те ж саме було зроблено повторно після заміни плати R9 290X на GeForce GTX Titan X. Природно, Mantle в цьому випадку вже не працює - відповідний інтерфейс підтримується тільки апаратними засобами AMD.

Цікаво також оцінити ефективність DX12 при використанні інтегрованих графічних процесорів. Оскільки більшість «гравців» користуються вбудованою графікою Intel частіше, ніж дискретними платами AMD і NVIDIA, це питання цілком закономірний, але будемо справедливі: гра на інтегрованої графіку - вже не гра. Тому особливого сенсу в тестуванні інтегрованих графічних компонентів Intel я не бачив.

Тим часом, Microsoft опублікувала результати власного тестування на машині, оснащеної процесором Core i7-4770R Crystal Well з інтегрованою графікою Intel Iris Pro 5200. Цей чотирьохядерний чіп використовується в моноблоках старшого класу і в комп'ютері Gigabyte Brix Pro. Він має найвищу продуктивність з усіх існуючих зараз процесорів Intel, тому отримані результати, напевно, заслуговують на увагу.

В цілому, все виглядало непогано, якщо не проводити порівняння з попередніми діаграмами AMD і NVIDIA.

Але пам'ятайте, що DirectX володіє більш високою ефективністю і краще розкриває свій потенціал на багатоядерних процесорах. В даному випадку мова йде не про графічних платах, а про те, щоб центральний процесор не став вузьким місцем для графічного.

З урахуванням усього сказаного вирішено було перевірити, який вплив надає на результати центральний процесор, варіюючи число ядер, процесорних потоків і тактову частоту в різних конфігураціях. Я відключав у чотирьох ядерного Core i7-4770K два ядра, включав і відключав режим Hyper-Threading і обмежував тактову частоту процесора.

Найкраще Core i7-4770K проявив себе в конфігурації за замовчуванням: з чотирма ядрами і включеним режимом Hyper-Threading. Всі тести виконувалися на платі GeForce GTX Titan X. Я порівнював лише продуктивність DirectX12, оскільки саме вона нас і цікавила.

Який процесор краще підходить для DirectX 12?

Я спробував також варіювати тактову частоту, число ядер і режим Hyper-Threading на різних процесорах Intel. Це має важливе значення для вибору комплектуючих при покупці або самостійного складання комп'ютера.

Врахуйте, що представлені тут результати тільки моделюють реальну продуктивність. Процесор Core i7-4770K має 8 Мбайт кеш-пам'яті, в той час як Celeron - тільки 2 Мбайт, а Core i5 - 6 Мбайт. У більшості тестів обсяг кеш-пам'яті не чинив помітного впливу на продуктивність. Однак мені спеціально довелося зменшувати тактову частоту, щоб змоделювати роботу Core i5-4670K. Її мінімальне значення склало 3,6 ГГц, що на 200 МГц вище номінальної частоти цього чіпа.

фактори продуктивності

З проведеного моделювання можна зробити висновок, що для продуктивності DirectX 12 кількість потоків важливіше тактової частоти.

Подивіться на результати моделювання роботи двоядерного Core i3-4330 на частоті 3,5 ГГц без використання Turbo-Boost і Hyper-Threading. Порівняйте їх з результатами більш дешевого двоядерного Pentium G3258, розігнаного до 4,8 ГГц. Чіп Pentium K, призначений для любителів ігор з обмеженим бюджетом, - єдиний незаблокований двоядерний чіп в сімействі Intel, пропонований за сущі копійки. Розганяється він дуже просто, і при бажанні будь-який легко може досягти рубежу в 4,8 ГГц.

Але подивіться на результати тестування. Незважаючи на те що тактова частота у нього на 1,3 ГГц вище, ніж у моделируемого Core i3, Pentium G3258 при виконанні запитів до DirectX 12 виглядає лише трохи краще. Нічого дивного в цьому немає. Ще під час тестування другого покоління процесорів Core - Sandy Bridge - в 2011 р я виявив, що при виконанні багатопоточних завдань чіп Core i5 з тактовою частотою на 1 ГГц вище демонстрував приблизно ту ж продуктивність, що і Core i7 з включеним режимом Hyper-Threading .

Продуктивність DX12 помітно зростає і при збільшенні числа ядер. Знову-таки порівняйте результати двоядерного 4-поточного Core i3-4330 і чотирьох ядерного 8-поточного Core i7-4770K. Вони розрізняються майже в 2 рази.

На жаль, восьміядерний процесор Core i7-5960X був зайнятий в інших тестах, і мені не вдалося випробувати його з новим тестовим набором 3DMark. Але я абсолютно впевнений, що при установці восьмиядерного процесора, що підтримує Hyper-Threading, зростання продуктивності буде дуже суттєвим.

Ну і, звичайно, ми не можемо залишити без уваги кращі процесори AMD сімейства FX, Як правило, при рівній тактовій частоті чіпи AMD поступаються продукції Intel. Чотирьохядерний Haswell в більшості тестів на продуктивність легко обходить восьміядерний чіп FX. Але при виконанні багатопоточних завдань процесор FX, незважаючи на спільно використовувану ядрами кеш-пам'ять, помітно наближається до Haswell, а в деяких випадках і обходить його. Для DirectX 12 це має дуже важливе значення, оскільки восьміядерний процесор FX пропонується всього за 153 дол. Коли-небудь я обов'язково протестуйте FX і подивлюся, чи дійсно він має переваги при роботі з DirectX 12.

З проведеного моделювання можна зробити висновок, що для продуктивності DirectX 12 кількість потоків важливіше тактової частоти.

Повернемося до реальності

Не варто сприймати результати тестування буквально і очікувати в іграх з DirectX 12 десятикратного зростання продуктивності. Ви його не отримаєте. Рекламні заяви слід сприймати з обережністю.

А що ж насправді? Незважаючи на заяви Microsoft про 50% -м поліпшення, підкріплені тестами Futuremark, думаю, все буде залежати від конкретної гри та її програмного коду.

Тести, нехай і виконані на основі рекомендацій Microsoft і постачальників графічних плат, демонструють тільки теоретичну продуктивність. Вони розкривають лише потенціал, але його ще потрібно реалізувати в конкретній грі, що вельми непросто.