Win7世代下GPU玩轉(zhuǎn)新思路

穿錯(cuò)鞋子

Win7為GPU帶來全新定義

Windows Vista系統(tǒng)的到來讓人們體驗(yàn)前所未有的互動(dòng)體驗(yàn)，尤其是在顯示系統(tǒng)的軟硬件方面更是讓人耳目一新。例如硬件方面的顯卡，不僅邁進(jìn)了DirectX10時(shí)代，同時(shí)正式進(jìn)入了顯卡核心架構(gòu)質(zhì)的變革——統(tǒng)架構(gòu)：其次軟件方面，系統(tǒng)對顯卡需求增加，例如系統(tǒng)的Aero特效等，同時(shí)在顯卡的非3D復(fù)雜并行計(jì)算能力在統(tǒng)架構(gòu)的協(xié)助下得以發(fā)揮，尤其是NVIDIA的CUDA架構(gòu)更是如魚得水。

DirectX 10和統(tǒng)一架構(gòu)的組合，開啟了顯卡在并行計(jì)算領(lǐng)域的全面進(jìn)攻例如在高精高密的超級計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中原來是唯CPU獨(dú)尊，但當(dāng)NVIDIA發(fā)布Tesla后，由GPU組成的超級計(jì)算機(jī)輕松躋身前列，還有在視頻線性非線性編輯上，GPU更是發(fā)揮了多線程并行計(jì)算優(yōu)勢，基于NVIDIA CUDA的第三方視頻編輯軟件如雨后春筍般涌現(xiàn)，GPU在一臺(tái)電腦中的地位及能力再一次提升。

Windows 7，這個(gè)即將到來的微軟全新一代操作系統(tǒng)，在Windows Vista內(nèi)核架構(gòu)基礎(chǔ)上衍生而來，最重要的是，微軟新一代DirectX API——DirectX 11也將到來。那么，DirectX 11與DirectX 10有何淵源?它又比DirectX 10先進(jìn)在何處?基于它的應(yīng)用是否得到了硬件廠商的全面支持?帶著種種疑問，讓我們繼續(xù)往下看。

DirectX 11隨著Windows 7的Beta版，RC版和RTM版的出現(xiàn)已經(jīng)不再神秘，但是基于DirectX 11的全面應(yīng)用還需等待相關(guān)硬件的出現(xiàn)。那么難道現(xiàn)有硬件就無法讓我們體驗(yàn)Windows 7帶來的視覺沖擊力嗎?

答案是否定的。首先讓我們了解一下DirectX 11與DirectX 10，DirectX 10.1之間的關(guān)系。

我們知道，DirectX 10.1是DirectX 10的一個(gè)超集。理論上，DirectX 10.1能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，DirectX10也能完成，不過需要更多的計(jì)算流程來完成，較為浪費(fèi)硬件資源。而DirectX 11同樣也是DirectX 10和Di－rectX 10.1的超集，它是基于DirectX 10.X之上開發(fā)而來，同時(shí)對其進(jìn)行了功能、性能擴(kuò)展和完善。

值得一提的是，在DirectX 10之中新近引入的統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，取消了昔日的頂點(diǎn)，像素獨(dú)立渲染單元。而在DirectX 11中，其對統(tǒng)一架構(gòu)的標(biāo)量流處理器進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，例如增加了“Tessellation(鑲嵌)處理階段以及Hull Shader，Domain Shader等其他改進(jìn)：另一個(gè)值得注意的是，不僅僅芯片級硬件廠商對GPU的并行計(jì)算能力關(guān)注，就微軟也在Windows 7攜帶的DirectX 11中加入了Compute Shader，它不僅能夠協(xié)助3D圖形計(jì)算實(shí)現(xiàn)更加的視覺效果，例如在HDR色調(diào)影射(HDR-Tone-Mapping)中，DirectX 11將會(huì)調(diào)用Compute Shader創(chuàng)建場景的平均亮度，這讓程序員更容易對其進(jìn)行控制，同時(shí)Compute Shader還能帶來更好的效能。

GPU在DirectX 10(本處特指Windows Vista)中的并行計(jì)算能力，已經(jīng)初露鋒芒。而當(dāng)DirectX 11發(fā)布后，GPU在并行計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展更是一片光明，尤其是Compute Shader的引入。微軟引入ComputeShader最重要的目的就是通用計(jì)算，微軟將使用HLSL語言對其進(jìn)行全面支持。Compute Shader的特色是支持線程間的數(shù)據(jù)共享，能夠獲取DirectX3D的所有數(shù)據(jù)資源。由于Compute Shader正式支持雙精度計(jì)算，所以在GPU進(jìn)行通用計(jì)算時(shí)速度，精度和效能等方面想必會(huì)比以前有更突飛猛進(jìn)的提升，而這一切只要等著硬件設(shè)施的完全成熟，最終所有的技術(shù)和性能優(yōu)勢都會(huì)毫無保留地顯示出來。

Windows 7將由CPU+GPU平分天下

隨著人們對視覺感受要求的提高，GPU在系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位與日俱增，在Windows 7中更是達(dá)到平分天下的地步下面讓我們了解一下GPU在Windows 7中的應(yīng)用。

Windows 7的核心組成部分首次包括了GPU(圖形處理器)計(jì)算，GPU不再僅用于圖形。在Windows 7中CPU與GPU組成了協(xié)同處理環(huán)境。CPU運(yùn)算非常復(fù)雜的序列代碼，而GPU則運(yùn)行大規(guī)模并行應(yīng)用程序。因此，安裝Windows 7的電腦CPU與GPU功能平衡，可以提供更快、更可視化的Windows 7體驗(yàn)。

Windows 7中增添的最重要個(gè)組成部分就是，針對GPU在DirectX Compute API上的運(yùn)算。這種API使用戶可以享受非凡的視覺體驗(yàn)和互動(dòng)體驗(yàn)，比如高質(zhì)量視頻，照片等娛樂方式，方便快速與設(shè)備互動(dòng)、反應(yīng)更快更靈敏的電腦，逼真的游戲效果等。DirectXCompute在目前的兩億顆DirectX 10 GPU和未來的Di－rectX 11 GPU上運(yùn)行良好。

Windows 7的協(xié)同處理環(huán)境(cPU+GPU)下，系統(tǒng)處理主要運(yùn)行序列代碼的應(yīng)用程序，如電子郵件，辦公室應(yīng)用程序(比如Word)，基本網(wǎng)頁瀏覽等。在這種情況下，大部分應(yīng)用程序處理工作由CPU進(jìn)行，而GPU則將圖像顯示在屏幕上。另外，當(dāng)系統(tǒng)處理需要并行運(yùn)算的應(yīng)用程序，如視頻播放，編輯和轉(zhuǎn)換，3D網(wǎng)頁瀏覽、電腦游戲等。在這種情況下，DireatXCompute利用GPU的運(yùn)算能力，從而大大提高了應(yīng)用程序的處理速度。

知識(shí)擴(kuò)展：更多多媒體精彩體驗(yàn)

Windows將為終端用戶提供非凡體驗(yàn)，這里列出了其中三項(xiàng)主要的客戶體驗(yàn)情景：

享受視頻生活

－使用Windows 7中Media Player自帶的H.264支持和內(nèi)嵌的GPU解碼加速流暢播放高清視頻：

－使用內(nèi)嵌的GPU加速，將高清視頻從桌面拖放轉(zhuǎn)移至便攜式媒體播放器中的速度快6倍；

－使用MotionDSP vReveal，立刻提高自己拍攝的視頻質(zhì)量，速度快5倍：

－使用GPU支持的H.264或MPEG-2 playback在Media Center中欣賞廣清數(shù)字廣播電視。

讓生活變得簡單

－每個(gè)窗口的內(nèi)存消耗減少50％。GDI加速只允許每個(gè)窗口在圖形內(nèi)存上儲(chǔ)存一個(gè)副本，去除了在系統(tǒng)內(nèi)存中保留副本的必要：

－利用Windows 7 Touch Pack和GPU支持的應(yīng)用程序，如Cooliris和Loiloscope，Windows Touch體驗(yàn)更加靈敏。

強(qiáng)大的游戲

－與CPU相比，利用GPU Computing播放的帶物理效果的游戲速度快了500％；

－多GPU游戲速度比Windows XP和WindowsVista快10％；

－使用GPU運(yùn)算的DirectX Compute帶來栩栩如生的效果。