Vysvětlujeme, proč amd zlepšuje více než nvidia, když jde na directx 12

Určitě jste si přečetli nebo slyšeli, že grafické karty AMD jsou v DirectX 12 mnohem lepší než Nvidia, že architektura použitá v první verzi je mnohem lépe připravena pro práci s API nové generace. Toto jsou potvrzení, která obvykle vidíme každý den, ale je AMD opravdu lepší než Nvidia v DirectX 12? Řekneme vám vše, co potřebujete vědět v tomto příspěvku.

Režie je příčinou vylepšení AMD pomocí DirectX 12

Od té doby, co DirectX 12 začal mluvit, viděli jsme srovnávací grafy, jako je následující:

Tato grafika porovnává dvě ekvivalentní grafické karty, jako je GeForce GTX 980 Ti a Radeon R9 Fury X, pokud se podíváme na předchozí obrázky, vidíme, že AMD má brutální nárůst výkonu při přechodu z DirectX 11 na DirectX 12, oproti Nvidia, zůstává při zahájení práce s novým rozhraním API stejná nebo dokonce ztrácí výkon. Když to uvidí, každý uživatel by si myslel, že karta AMD je mnohem lepší než karta Nvidia.

Nyní se otočíme a podíváme se na následující obrázek:

Tentokrát graf porovnává výkon GeForce GTX 980 Ti a Radeon R9 Fury X v DirectX 11 a DirectX 12. Vidíme, že v DirectX 11 přináší karta Nvidia téměř dvojnásobnou výtěžnost než u AMD a při přechodu na DirectX 12 je výkon vyrovnán. Vidíme, že Radeon R9 Fury X výrazně zlepšuje svůj výkon, když pracujete s DirectX 12 a GeForce GTX 980 Ti se zlepšuje mnohem méně. V každém případě je výkon obou v DirectX 12 stejný, protože rozdíl nedosahuje 2 FPS ve prospěch Fury X.

V této chvíli si musíme položit otázku, proč má AMD takové zlepšení při přechodu na DirectX 12 a Nvidia se zlepšuje mnohem méně. Funguje AMD lépe v DirectX 12 než Nvidia nebo má v DirectX 11 velký problém?

Odpověď zní, že AMD má velký problém v DirectX 11, problém, který způsobuje, že jeho karty mají horší výkon než Nvidia. Tento problém souvisí s používáním procesoru ovladači karet, problémem známým jako „ režie “ nebo přetížení.

Grafické karty AMD velmi neefektivně využívají procesor pod DirectX 11, abychom si ověřili tento problém, musíme se podívat pouze na následující videa, která analyzují výkon Radeon R7 270X a GeForce GTX 750 Ti s Core- i7 4790K a poté s Core-i3 4130. Jak vidíme, graf AMD ztrácí mnohem větší výkon při práci s mnohem méně výkonným procesorem.

Far Cry 4

Ryse: Římský syn

COD Advanced Warfare

Klíčem k tomu je „ fronta příkazů “ nebo seznamy příkazů pod DirectX 11. Velmi jednoduchým a srozumitelným způsobem to můžeme shrnout tak, že grafické karty AMD přijímají všechna kreslící volání do API a vkládají je do jednojádrové procesorové jádro, díky tomu jsou velmi závislé na jednovláknovém výkonu procesoru, a proto při práci s méně výkonným procesorem na jedno jádro velmi trpí. To je důvod, proč grafika AMD velmi trpěla procesory AMD FX, mnohem méně výkonnými na jádro než Intel.

Namísto toho Nvidia převezme volání API a rozdělí je mezi různá jádra procesoru. Tím je zátěž distribuována a je mnohem efektivnější využití a méně energie závisí na jádru procesoru. V důsledku toho trpí AMD mnohem více než režie Nvidia v DirectX 11.

Kontrola posledně jmenovaného je velmi jednoduchá, musíme sledovat pouze grafickou kartu AMD a grafickou kartu Nvidia ve stejné hře a stejném procesoru a uvidíme, jak v případě Nvidia fungují všechna jádra mnohem vyváženějším způsobem.

Tento režijní problém je vyřešen v DirectX 12 a to je hlavní důvod, proč grafické karty AMD mají obrovský nárůst výkonu od DirectX 11 do DirectX 12. Podíváme-li se na následující graf, vidíme, jak se pod DirectX 12 již neztrácí výkon při přechodu z dvoujádrového procesoru na jeden ze čtyř.

A proč se AMD nelíbí Nvidii?

Implementace příkazových front Nvidia v DirectX 11 je velmi drahá a vyžaduje velkou investici peněz a lidských zdrojů. AMD je ve špatné finanční situaci, takže nemá stejné zdroje, aby mohla Nvidia investovat. Budoucnost dále prochází DirectX 12 a neexistuje žádný takový režijní problém, protože samotné API má na starosti správu příkazových front mnohem účinnějším způsobem.

Kromě toho má přístup Nvidia problém být mnohem více závislý na optimalizaci ovladačů, takže Nvidia je obvykle první, kdo uvolní nové verze svých ovladačů pokaždé, když na trh přijde důležitá hra, ačkoli AMD uvedla hromádky na to v poslední době. Výhodou přístupu AMD je, že je mnohem méně závislá na ovladačích, takže její karty nepotřebují nové verze tak naléhavě jako Nvidia, to je jeden z důvodů, proč grafické karty Nvidia stárnou horší plynutí času, když již nejsou podporovány.

A co asynchronní shadery?

O asynchronních shadrech se také hodně mluvilo, pokud jde o toto, musíme pouze říci, že to bylo dost důležité, když ve skutečnosti je režijní náklady mnohem důležitější a určují výkon grafické karty. Nvidia je také podporuje, ačkoli je jejich implementace mnohem jednodušší než u AMD, důvodem je to, že architektura Pascalu funguje mnohem efektivněji, takže nepotřebuje asynchronní shadery stejně jako AMD.

AMD grafika zahrnuje ACE, což je hardwarový stroj určený pro asynchronní výpočetní techniku, hardware, který zabírá místo na čipu a spotřebovává energii, takže jeho implementace není rozmar, ale kvůli velkému nedostatku architektury Graphics Core. Další z AMD s geometrií. Architektura AMD je velmi neúčinná, pokud jde o rozdělení pracovního zatížení mezi různé výpočetní jednotky a jádra, která je tvoří, to znamená, že mnoho jader je bez práce, a proto je zbytečné. Co ACE a Asynchronous Shaders dělají, je „dát práci“ těmto jádrům, která zůstala nezaměstnaná, aby mohla být zneužita.

V druhé části máme grafiku Nvidia založenou na architekturách Maxwell a Pascal, které jsou v geometrii mnohem efektivnější a počet jader je mnohem nižší než počet grafik AMD. Díky tomu je architektura Nvidia mnohem účinnější, pokud jde o dělení práce, a ne tolik jader, které jsou zbytečné jako v případě AMD. Implementace Asynchronous Shaders v Pascalu se provádí pomocí softwaru, protože implementace hardwaru by neposkytovala téměř žádnou výkonovou výhodu, ale šlo by o přetažení velikosti čipu a jeho spotřeby energie.

Následující graf ukazuje zvýšení výkonu AMD a Nvidia s asynchronními shadery Mark Time Spy 3D:

Zda bude společnost Nvidia v budoucnu implementovat hardwarové asynchronní shadery, závisí na výhodách, které převáží újmu.