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DirectX 12新技術大猜想:此誠危急存亡之秋也!

時間:2014-03-20 09:03:41
  • 來源:驅動之家
  • 作者:liyunfei
  • 編輯:liyunfei

蓋帝創(chuàng)業(yè)未半而中道歸隱,今三分天下,此誠危急存亡之秋也。——《三機演義·后出師表》

如果以后的史書這么形容DirectX 12(以下簡稱DX12)面臨的形勢,有些人也許就不同意了,人家微軟在PC市場還是絕對主流好不好?沒錯,PC上即便兩三年不升級DX12也沒誰能奪得了微軟的主導權,但是我們把眼光放長遠點。

移動平臺現在是OpenGL ES的天下,Android及iOS莫不如是,微軟雖有WP及Surface RT,但是影響力著實有限;主機平臺,Xbox與PS也只能說是平分秋色,微軟新一代Xbox One還不占上風。就算是說到大本營,PC平臺也不是那么安穩(wěn)的,AMD都在PC平臺推自家的Mantle了,Valve還準備用Linux平臺造PC的反,DX標準再不推陳出新,微軟真沒有危機嗎?

我相信有,而且微軟就算反應再遲鈍,這些變化也不可能覺察不到,大概也不會任由這些廠商跳到自己頭上耍威風,反擊是免不了的。在沉寂了5年多之后,微軟終于正式公開DX12的存在了,而它也將成為微軟謀劃未來幾年在桌面、移動及主機平臺的一副好牌。

由于DirectX 12只是公開了消息,并沒有詳細的資料,即便有,枯燥乏味的技術名詞對我們來說也沒存在感。不過我們可以從這幾年來的發(fā)展及要求來逆向推測一下微軟的DirectX 12到底應該在什么地方加強,這要比單純的技術介紹更有意義。

DirectX 12新技術大猜想

1、支持移動GPU,軟硬件平臺大一統

微軟的DX規(guī)范在PC平臺是絕對的一哥,但在方興未艾的移動市場上,DX并不是主流,OpenGL ES才是,包括安卓和蘋果的iOS平臺都支持這一標準,微軟在WP手機、Surface RT平板上倒是力推DX標準,但是后者的影響力太低,而且現在的DX11規(guī)范也沒有針對移動平臺優(yōu)化,只能等DX12新一代標準了。

此外,在傳統的合作伙伴AMD、Intel及NVIDIA之外,高通的名字也首次列入其中,他們是移動處理器廠商,是微軟在WP手機上的合作伙伴。聯系到這兩點,不難猜測微軟的DX12也準備在移動平臺發(fā)力了,兼顧PC、移動及主機三大平臺。

再往前看,自從鮑帝讓位、納帝登基之后,微軟在移動平臺準備打個翻身仗了,而且不限于手機、平板這些市場,微軟準備把Xbox主機、WP手機、Surface平板及桌面PC連成一體,代號Threshold的Windows 9系統就會考慮多平臺融合的問題,而作為底層API的DX規(guī)范自然也要跟進大戰(zhàn)略。

在此之前,微軟的Xbox主機已經采用了PC架構,Surface Pro平板本來就是PC架構,Surface RT及WP手機是以ARM為基礎的,但是現在有了高通,DX12顯然會支持更多的移動GPU,大一統的目標雖然還遠,但現在正朝著這個目標一點點前進。

實際上就在MSDN的官方頁面上,微軟在發(fā)布公開DX12規(guī)范之后也悄悄改變了頁面設計,增加了Xbox One的圖標,之前是沒有的。

2、優(yōu)化硬件底層,學學Mantle亦無妨

在微軟確認GDC大會上公開DX12之后,大部分媒體和分析人士都認為DX12會在硬件底層優(yōu)化下下功夫,直接點說就是類似AMD的Mantke優(yōu)化那樣。實際上微軟自己也提到了這個問題,他們在官方公告中說到:

“對PC游戲工業(yè)來說,驅動層間接代價(Driver overhead)已經成為一個令人沮喪的問題。在桌面電腦上,它降低了游戲幀數,而在移動系統上,它不僅降低了幀數,也減少了續(xù)航時間。在這堂課程上,來自AMD的Graham Sellers、Intel的Tim Foley、NVIDIA公司的Cass Everitt、John McDonald將會講解OpenGL中已把Driver overhead降低多達10倍的高級概念,這些技術適用于各個開發(fā)商及多個平臺,他們還會現場演示實際的Demo。”

這番表態(tài)意味著微軟也認識到了現在的硬件與API之間欠缺優(yōu)化,CPU導致的間接成本已經不可接受,限制了GPU性能發(fā)揮,而GDC大會上他們會討論這些問題,新一代DX規(guī)范理應在這個問題上作出改進。

不管DX的底層API是微軟自己開發(fā)的,還是分享自AMD,這總歸是好事。此前Mantle版《男友4》的實測也證實了,Mantle優(yōu)化對提升性能還是有效果的,平均能提升7-10%,高端顯卡中甚至能提升60%以上。簡單的一個API優(yōu)化就能有如此幅度的性能提升,這可比架構升級有效多了。

AMD推出的Mantle只能由A卡玩家享受,雖然AMD保持開放性,但是NVIDIA并不接招,而DX12一旦支持了類似的底層優(yōu)化了,NVIDIA顯然就能名正言順地支持了,N卡玩家也能享受到類似的優(yōu)化效果了。

AMD的Mantle API值得微軟借鑒

3、提升GPU通用計算,HSA、CUDA靠邊站?

由于設計目標不同,GPU的并行計算能力要遠遠高于CPU,目前桌面級的高端GPU浮點性能可達5000GFLOPS,是四核處理器的幾十甚至幾百倍,不玩游戲的時候,這樣強大的浮點性能就有點浪費了,所以GPU通用計算也是這幾年來的研究熱點。

DX11規(guī)范中微軟已經加強了GPU通用計算的支持,不過這幾年來情況又有了新的變化。AMD、Intel的處理器中CPU與GPU的融合程度越來越高,AMD還推出了hUMA統一內存及hQ統一隊列等技術,并主導HSA基金會一同推進GPU通用計算。Intel及NVIDIA方面也有各自的算盤,大家的目標都是差不多的。

在這樣的情況下,微軟也要加強DX規(guī)范在GPU通用計算上的支持了。此前在DX10及DX11中有推Direct Compute計算,這是一種基于HLSL(用于DX的高級渲染語言)的運算,AMD在《古墓麗影》中使用的TressFX特效就使用了Direct Compute技術,這種通用的技術好處之一就是不挑硬件平臺,AMD及NVIDIA的顯卡都可以支持。

微軟在DX12中有可能推出Direct Compute 6.0,當然它也不會真的讓HSA、CUDA靠邊站,畢竟GPU通用計算有不同的標準,除了這些還有OpenCL之類的,大家在不同的領域和層面上相安無事,共同推進GPU通用計算大目標而已。只不過微軟主推的DX標準更容易得到AMD、NVIDIA的共同支持,對大家都更有利一些。

4、改進紋理渲染技術,動態(tài)紋理何如?

圖形渲染本來是DX規(guī)范中的核心,不過新的圖形技術反倒是這幾個猜想中最不明確的一個,因為DX11之后的這幾年并沒有聽說新出了什么3D技術,這不是說3D技術停步不前了,只不過是沒有形成DX11中“曲面細分”那樣有代表性的升級罷了。

3D技術日新月異,但是形成規(guī)范并不是一蹴而就的事,“曲面細分”成為DX11標準之前也是經過了多年發(fā)展的,這得有個技術成熟的過程。(這里歡迎專業(yè)3D技術人員指正,許多先進的3D技術并不一定在媒體上經常曝光)

從《孤島危機》及《泰坦隕落》這兩種不同的游戲來看,開發(fā)商只要舍得高精度建模,不論是CryEngine這樣的高科技引擎還是Source這樣的經典引擎,實現精美的畫質都是可行的,問題在于硬件需求及游戲速度。在這一點上,私以為卡馬克提出的“Mega Texture”技術是個不錯的思路,這是一種動態(tài)貼圖管理技術,可以讓顯卡根據畫面需要動態(tài)裝載、動態(tài)卸載渲染資源,好處是可以解放美工的工作量,降低顯卡的硬件需求。

這項技術早在《DOOM》系列中就有過應用,后來的《Rage》游戲也應用了這個技術,雖然這款游戲在市場上并不算成功,不過Mega Texture在技術上還是很有啟發(fā)的。

此前在DX11.2的升級中,微軟已經支持Tiled Resource貼圖,而AMD提出的方案是PRT(Partially-Resident Texture,部分常駐紋理),這種貼圖技術就跟ID的Mega Texture技術有相通之處,而在DX12規(guī)范中,不管微軟會不會推出類似或者更高級的紋理技術,DX12的紋理渲染技術和性能都應該會有提升。

DX11.2中開始出現類似的貼圖技術

5、更先進的4K、3D顯示等新技術支持

除了上面提及的幾條重大技術事項之外,DX12規(guī)范還應該會照顧一下輔助性的新技術,比如4K顯示、3D立體等等,實際上之前的DX11.1升級中就涉及了3D立體顯示的問題,而今年的廉價4K顯示器也多了起來,三星的28寸U28D590D、戴爾的P2815Q都已經開賣,售價都在4000-5000元之間,隨著更多顯示器及面板廠商的介入,4K顯示器的價格肯定會大幅降低的,今年底就可能降至3000元內。

總結:微軟DX大融合,多平臺并發(fā)

從DX9.0之后,每一代的DX規(guī)范升級周期大約都在4-5年之間,DX12同樣也要前瞻未來四五年的技術及市場,移動平臺依然會繼續(xù)火下去,多種娛樂平臺的交互也會越來越強,手機、平板、主機與PC如果使用統一的圖形API開發(fā),交互起來也會更容易,這也是DX12規(guī)范傳達出的第一個關鍵更新。

作為橫跨硬件與軟件的“橋梁”,DX圖形規(guī)范理應發(fā)揮更好的銜接作用,但是之前的設計在新一代硬件上是有脫節(jié)的,這也是AMD發(fā)展Mantle優(yōu)化的原因之一,越先進的GPU所受限制也越多,發(fā)揮不出應該的效能,微軟現在也注意到了開發(fā)者的需求,從官方的表態(tài)來看DX12顯然也會做出改進,簡化開發(fā),釋放GPU應用的潛能,提升游戲性能。

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