API改變游戲 DriectX12引領硬件市場新變局

作為最流行的底層API，微軟DirectX被廣泛使用于Microsoft Windows、Microsoft XBOX、Microsoft XBOX 360和Microsoft XBOX ONE電子游戲開發(fā)，并且只能支持這些平臺。由于Windows在操作系統(tǒng)上處于近乎壟斷的地位，所以DirectX也就順理成章地成為了廠商必須遵循的規(guī)范。從1995年DirectX 1.0發(fā)布到去年DirectX 12公布，已經(jīng)過去了整整20年，這20年間，在DirectX的支持下，游戲畫面發(fā)生了天翻地覆的變化，同時對顯卡行業(yè)也產(chǎn)生了重大的影響。隨著Windows10的發(fā)布，全新的DirectX 12（以下簡稱DX12）將為我們帶來更大的變化，而這一次，影響的可能不僅僅是顯卡。

DirectX 12的新特性及硬件支持

DX12最重要的變化之一就是更像底層API，在這方面，DX12和AMD Mantle非常相似。在硬件抽象層上走得比以往更深入，能夠同時減輕CPU、GPU的過載（overload）。具體包括：應用可追蹤GPU流水線、控制資源狀態(tài)轉(zhuǎn)換（比如從渲染目標到紋理）、控制資源重命名，更少的API和驅(qū)動跟蹤、可預判屬性等。

DX12另一個值得我們關注的變化就是其大幅提高了多線程效率，可以充分發(fā)揮多線程硬件的潛力。這個多線程指的不是顯卡，而是多核心處理器。雖然DX11已經(jīng)較好地支持了多線程，但由于運行時、驅(qū)動過載的影響，每個核心仍然浪費大量的閑置時間，DX12則能將幾乎每個核心的所有潛力都挖掘出來，而且可以做到隨著核心數(shù)量的增長，性能幾乎線性提升。

微軟舉的例子是3DMark。將其導入支持DX12之后，可以發(fā)現(xiàn)CPU利用率提高了50%，同時在各個核心之間的負載分配也更加均衡了。DX12模式的3DMark 11某環(huán)節(jié)測試時間可以比DX11縮短大約32%，其中顯卡花費時間更是節(jié)省了整整一半。

另外從負載分配情況可以看出，DX11下有多個環(huán)節(jié)都只能由同一個核心執(zhí)行，大大降低了效率、浪費了時間，DX12則能讓所有核心共同參與執(zhí)行，尤其是在驅(qū)動環(huán)節(jié)。

簡單地說，DX12雖然是圖形開發(fā)規(guī)范，但是有了它，應用、游戲就能以超高的效率發(fā)揮多核心處理器的優(yōu)勢，充分利用硬件資源。

另外，DX12還帶來了更底層的API和跨平臺移植效率。這一點同樣和AMD Mantle有著異曲同工之妙，只不過Mantle局限在AMD GCN架構顯卡上，而DX12則是通用的。

在硬件支持上，NVIDIA的開普勒、費米、麥克斯韋架構全部都支持DX12，也就是GeForce 200系列以來的型號都可以，DX11的都行。AMD方面，所有GCN架構的顯卡均支持DX12，也就是Radeon HD 7000、Radeon R200系列。Intel第四代Haswell開始可以支持DX12，但其實僅限最高端的兩個型號：GT3 Iris 5100、GT3e Iris Pro 5200。值得注意的是，高通也正在優(yōu)化自家的驍龍?zhí)幚砥?，以全面支持DX12。需要注意的是，微軟在公布DX12的時候，曾告訴過大家DX12還有多項特性并未公布，所以現(xiàn)在宣布支持DX12的N卡和A卡，暫時還只能確定只支持部分DX12特效，到底能不能支持完整的DX12還很難說，不過從業(yè)界的一貫風格來看，等Windows10正式推出后，大家估計還需要購買新的顯卡才能體驗到完整的DX12。

AMD處理器借DX12再度崛起？

雖然AMD的處理器架構理念看上去很先進，在核心數(shù)量和多核性能上也表現(xiàn)不錯，但是不得不承認在單核心性能上AMD和Intel還是有一些差距，以至于在整體表現(xiàn)上Intel的處理器看上去會更好一些。對于游戲玩家來說，雖然多核心的概念已經(jīng)出現(xiàn)了很多年，但是到目前為止，大部分游戲?qū)Χ嗪诵亩嗑€程的支持依舊很差，這也就是為什么有些時候會出現(xiàn)四核的AMD處理器在游戲中的表現(xiàn)還不如雙核的Intel處理器這樣匪夷所思的現(xiàn)象。這對AMD無疑是一個很大的打擊。

而DX12的出現(xiàn)或許能幫助AMD改善這一窘境。前面我們也提到，DX12和過去的版本相比，很大的一項改進就是大幅提升了對處理器多核心多線程的利用率，可以徹底發(fā)揮多核處理器在游戲中的性能。微軟宣稱，DX12對多核心CPU的利用幾乎是完美線性增長的，換句話說，也就是四核心的游戲性能能夠接近或達到單核心的四倍。如果真如微軟所說，那么AMD處理器的多核心多線程能力將在DX12中得到釋放，弱勢的表現(xiàn)或許將徹底改變，憑借不錯的性價比，AMD多核處理器或許能再次成為玩家首選的游戲處理器，處理器市場的格局或許會發(fā)生不小的變化。而Intel將會如何面對這一改變，玩家們也只需坐等好戲。

TV游戲和PC游戲更加同質(zhì)？

熟悉TV游戲和游戲主機的玩家都會發(fā)現(xiàn)，雖然TV游戲主機的配置看上去遠落后于PC，但是游戲性能和畫面效果卻能超越配置更高的PC，相信大家還記得當年《生化危機4》在TV游戲主機和在PC上表現(xiàn)出的巨大畫質(zhì)差異。這其中的原因和底層API有著莫大的關系。作為一款TV游戲主機，其使用的定制版硬件和系統(tǒng)都是為了游戲服務，作為一個封閉的系統(tǒng)，TV游戲主機可以更加深入地利用底層API去挖掘硬件潛力，實現(xiàn)更高的硬件利用率和游戲性能。而PC主機則不一樣，PC主機要保持開放性和兼容性，去實現(xiàn)更多的應用環(huán)境，所以硬件上無法做到和TV游戲主機那樣對游戲深入底層的優(yōu)化，所以在效率上顯然無法和TV游戲主機抗衡。

DX12的出現(xiàn)則可能會改變這一格局。DX12的一大特點就是提供了更加底層的API，開發(fā)人員可以借此更深入硬件底層。雖然DX12目前所表現(xiàn)出的效率還略低于Mantle，但是已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的實力。而AMD已經(jīng)明確不再繼續(xù)開發(fā)Mantle，所以DX12就是未來最佳的底層API了。借助DX12，未來PC主機的游戲性能將進一步提高，達到TV游戲主機的性能也并不是一句空話。

從另外一個方面來看，次世代游戲主機PS4和XBOX ONE都采用了AMD APU架構，雖然目前都有著不錯的游戲畫質(zhì)和性能表現(xiàn)，但是DX12的到來，將讓高端游戲PC的游戲性能和畫質(zhì)超越TV游戲主機。而次世代游戲主機的更新?lián)Q代可能也會變得更快，甚至直接被PC所取代。再加上DX12帶來了更為方便的跨平臺移植，所以未來游戲大作的多平臺發(fā)售也會變得更加簡單，TV游戲和PC游戲的界限或許更加模糊。

比驅(qū)動更加給力的“興奮劑”？

對玩家來說，更新顯卡驅(qū)動帶來的游戲性能提升是能實實在在感受到的，而DX12則能提供更加恐怖的性能提升。在公布DX12的時候，微軟曾宣稱，“DX12的效率將比DX11提升50%”。如果真如微軟說的如此高效，那么我們簡單地試想一下，一款游戲的DX11版如果只有20fps，那么DX12版將有30fps的表現(xiàn)，這10fps的提升直接決定了游戲表現(xiàn)是卡頓還是接近流暢運行。這對于擁有中低端顯卡的玩家來說，無疑是一個好消息。但是從另一個方面看，僅僅一個API的升級就帶來如此巨大的性能提升，恐怕硬件廠商并不買單，實現(xiàn)起來可能也沒有這么容易。