Win7世代下GPU玩轉新思路

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Win7為GPU帶來全新定義

Windows Vista系統的到來讓人們體驗前所未有的互動體驗，尤其是在顯示系統的軟硬件方面更是讓人耳目一新。例如硬件方面的顯卡，不僅邁進了DirectX10時代，同時正式進入了顯卡核心架構質的變革——統架構：其次軟件方面，系統對顯卡需求增加，例如系統的Aero特效等，同時在顯卡的非3D復雜并行計算能力在統架構的協助下得以發揮，尤其是NVIDIA的CUDA架構更是如魚得水。

DirectX 10和統一架構的組合，開啟了顯卡在并行計算領域的全面進攻例如在高精高密的超級計算機領域中原來是唯CPU獨尊，但當NVIDIA發布Tesla后，由GPU組成的超級計算機輕松躋身前列，還有在視頻線性非線性編輯上，GPU更是發揮了多線程并行計算優勢，基于NVIDIA CUDA的第三方視頻編輯軟件如雨后春筍般涌現，GPU在一臺電腦中的地位及能力再一次提升。

Windows 7，這個即將到來的微軟全新一代操作系統，在Windows Vista內核架構基礎上衍生而來，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先進在何處?基于它的應用是否得到了硬件廠商的全面支持?帶著種種疑問，讓我們繼續往下看。

DirectX 11隨著Windows 7的Beta版，RC版和RTM版的出現已經不再神秘，但是基于DirectX 11的全面應用還需等待相關硬件的出現。那么難道現有硬件就無法讓我們體驗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之間的關系。

我們知道，DirectX 10.1是DirectX 10的一個超集。理論上，DirectX 10.1能夠實現的功能，DirectX10也能完成，不過需要更多的計算流程來完成，較為浪費硬件資源。而DirectX 11同樣也是DirectX 10和Di－rectX 10.1的超集，它是基于DirectX 10.X之上開發而來，同時對其進行了功能、性能擴展和完善。

值得一提的是，在DirectX 10之中新近引入的統架構設計，取消了昔日的頂點，像素獨立渲染單元。而在DirectX 11中，其對統一架構的標量流處理器進行了進一步改進，例如增加了“Tessellation(鑲嵌)處理階段以及Hull Shader，Domain Shader等其他改進：另一個值得注意的是，不僅僅芯片級硬件廠商對GPU的并行計算能力關注，就微軟也在Windows 7攜帶的DirectX 11中加入了Compute Shader，它不僅能夠協助3D圖形計算實現更加的視覺效果，例如在HDR色調影射(HDR-Tone-Mapping)中，DirectX 11將會調用Compute Shader創建場景的平均亮度，這讓程序員更容易對其進行控制，同時Compute Shader還能帶來更好的效能。

GPU在DirectX 10(本處特指Windows Vista)中的并行計算能力，已經初露鋒芒。而當DirectX 11發布后，GPU在并行計算領域的發展更是一片光明，尤其是Compute Shader的引入。微軟引入ComputeShader最重要的目的就是通用計算，微軟將使用HLSL語言對其進行全面支持。Compute Shader的特色是支持線程間的數據共享，能夠獲取DirectX3D的所有數據資源。由于Compute Shader正式支持雙精度計算，所以在GPU進行通用計算時速度，精度和效能等方面想必會比以前有更突飛猛進的提升，而這一切只要等著硬件設施的完全成熟，最終所有的技術和性能優勢都會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在系統中的主導地位與日俱增，在Windows 7中更是達到平分天下的地步下面讓我們了解一下GPU在Windows 7中的應用。

Windows 7的核心組成部分首次包括了GPU(圖形處理器)計算，GPU不再僅用于圖形。在Windows 7中CPU與GPU組成了協同處理環境。CPU運算非常復雜的序列代碼，而GPU則運行大規模并行應用程序。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。

Windows 7中增添的最重要個組成部分就是，針對GPU在DirectX Compute API上的運算。這種API使用戶可以享受非凡的視覺體驗和互動體驗，比如高質量視頻，照片等娛樂方式，方便快速與設備互動、反應更快更靈敏的電腦，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上運行良好。

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

知識擴展：更多多媒體精彩體驗

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

享受視頻生活

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

－使用內嵌的GPU加速，將高清視頻從桌面拖放轉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中欣賞廣清數字廣播電視。

讓生活變得簡單

－每個窗口的內存消耗減少50％。GDI加速只允許每個窗口在圖形內存上儲存一個副本，去除了在系統內存中保留副本的必要：

－利用Windows 7 Touch Pack和GPU支持的應用程序，如Cooliris和Loiloscope，Windows Touch體驗更加靈敏。

強大的游戲

－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運算的DirectX Compute帶來栩栩如生的效果。