▷ Directx 12 vs vulkan: boj o najlepší grafický engine?

V súčasnosti existujú pre počítače PC dve prvotriedne grafické rozhrania API, ktoré spravujú trh s oprávnením. Z tohto dôvodu vám prinášame porovnanie Directul 12 Vs Vulkan.

Obaja majú za sebou dlhú históriu a celú hordu obhajcov a kritikov. Dnes uvidíme rozdiely, kľúče každého z nich a pokúsime sa im ponúknuť nejaké svetlo.

Index obsahu

Grafické rozhranie nízkej úrovne a „Režijné náklady vodiča“

API je skratka pre „aplikačné programovacie rozhranie“ a je to sada podprogramov, ktoré môže použiť vývojár a ktorá obsahuje aj komunikačné protokoly a pomocné programy, ktoré uľahčujú vývoj softvéru. Môžeme ich nájsť takmer na všetko a je bežné, že každý poskytovateľ služieb má tento druh pomoci na implementáciu svojich systémov jednoduchým a prístupným spôsobom.

Nízkoúrovňové rozhrania API lepšie využívajú zdroje GPU, uvoľňujú CPU, ale dokážu lepšie využívať viacjadrové procesory, ktoré máme dnes.

DirectX 12 aj Vulkan 1.1 sú API zamerané na vývoj hier a aplikácií, ktoré si vyžadujú pomoc moderných grafických strojov. Zároveň ide o API podporované vodičmi najdôležitejších návrhárov grafických čipov, a teda rýchly a ekonomický spôsob prístupu k ich funkciám bez toho, aby museli poznať svoj dizajn na veľmi nízkej úrovni.

Nízkoúrovňové API, ako napríklad tieto, umožňuje prácu s hardvérom s veľmi ľahkou interpretačnou vrstvou, ktorá umožňuje vývojárovi lepšie využiť hardvér, dosiahnuť lepšie výsledky z hľadiska výkonu a efektívnosti, a tiež umožňuje oslobodiť ďalšie zaťaženie ostatných subsystémov. Vo svete PC alebo mobilných telefónov je menej závislá na všeobecnom procesore systému.

Dve rozhrania API, o ktorých budeme dnes hovoriť, možno považovať za rozhrania API na nízkej úrovni a oba vývojy viedli k menšej a menšej závislosti na CPU systému a zároveň dosiahli lepšie výsledky na úrovni výkonu a prístup k ďalším grafickým funkciám. základne. Sú to dve živé API, ktoré dostávajú aktualizácie každý rok, aby ich udržali v súlade s očakávaniami verejnosti a vývojárov.

Nízkoúrovňové API majú priamy vplyv na ďalší výpočtový koncept, ktorý poznáme ako „režijné náklady vodiča“, čo je v krátkosti sekundárne zdroje, ktoré potrebujeme na vykonávanie určitých typov operácií na počítači. V prípade grafiky sa týka dodatočných zdrojov, ktoré grafická karta potrebuje na vykonanie svojej práce, av tomto prípade je to v zásade centrálna doba spracovania CPU. Nízkoúrovňové API, ktoré tu opíšeme, túto závislosť znižujú a závislosť má sklon k 0.

Microsoft DirectX

DirectX vzniká ako nevyhnutnosť štandardizácie rôznych multimediálnych subsystémov Windows a je náhradou za WinG pre Windows 3.1. Je prijatý v systéme Windows 95 ako doplnkový balík a jeho druhá verzia DirectX 2.0 sa stáva základnou súčasťou systému Windows 95 OSR2.

V rámci DirectX nájdeme niekoľko nezávislých rozhraní API, ako napríklad Direct3D, čo je skutočne jedno z nich, DirectDraw, DirectMusic, DirectPlay a DirectSound. DirectX bol spôsob, ako pomenovať bežné vylepšenia vo všetkých týchto sub-API. Je to API pre Windows, ale tiež sa používa na vývoj hier na konzolách Xbox, takže ho môžeme považovať za multiplatformové API, ale nie zadarmo, ako je to v prípade Vulkan.

DirectX 12, jeho najnovšia verzia, je s nami od roku 2014 a nestála a pred niekoľkými mesiacmi dostala dôležité vylepšenia, ako napríklad podprogram Direct Ray Tracing (DXR), ktorý bol zahrnutý do aktualizačnej verzie systému Windows 10 s októbrom 1809.

Nízkoúrovňové API ako DirectX 12 majú zásadnú výhodu, čo je zníženie režijných nákladov vodiča. Programátori sú teraz oprávnení navrhovať, ako sa bude GPU vo svojich programoch správať, a môžu lepšie spravovať zdroje GPU, najmä využívaním paralelizácie procesov. To zahŕňa lepšiu podporu viacerých GPU v jednom systéme, aj keď nie sú od toho istého výrobcu.

Môžu vykonávať rôzne typy operácií, zvyčajne „celé číslo“ alebo „s pohyblivou rádovou čiarkou“, pričom využívajú možnosti kompatibilnej grafiky a tiež môžu zložité operácie rozdeliť na jednoduchšie tým, že ich paralelne spracujú na tých väčších autobusoch. Dobrým príkladom je, ako môžu AMD alebo Nvidia teraz spracovať 16-bitové operácie na svojich 32-bitových zberniciach, čím sa podstatne zvyšuje účinnosť ich grafiky.

Toto rozhranie API priblížilo efektívnosť používania konzoly GPU, kde vývojári dokonale poznajú dostupný hardvér, až po heterogénny ekosystém, ktorý tvorí počítač s nekonečnými rôznymi možnosťami hardvéru.

V súčasnosti je DirectX 12 prekvapivo k dispozícii pre Windows 7 a Windows 10 a hoci nie je priamo kompatibilný s Xbox One, pravdou je, že prakticky 90% jeho funkcií sa používa pre PC, rozdiely sú minimálne a to umožnilo vývojári rýchle prispôsobujú svoje počítačové hry pre Xbox One a naopak.

Vulkán z Khronosu

Vulkan je vývojom nízkoúrovňového rozhrania API OpenGL a podporuje ho spoločnosť Khronos Corporation. Vo svete počítačov majú druhoradú rolu oproti DirectX 12, ale jeho rôzne prispôsobenia rôznym platformám, ako je napríklad Android, z neho urobili referenčný bod v grafike mobility. Je tiež kompatibilný s Linuxom, ktorý je skvelou alternatívou hry vo voľných systémoch.

Jeho veľkou prednosťou je veľká kapacita paralelného spracovania, ktorá je mimoriadne efektívna v moderných procesoroch a GPU, dosahuje nízke využitie pôvodných CPU a veľké využitie ich hardvéru. Je špeciálne navrhnutý tak, aby využíval viacjadrové procesory a dosahoval vynikajúce rozdelenie záťaže v tomto type procesorov. V skutočnosti je oveľa účinnejší pre viac jadier, ktoré dokážeme poskytnúť.

História spoločnosti Vulkan siaha až rok po tom, čo DirectX 12 a spoločnosť Khronos, ktorá je neziskovou spoločnosťou, ju udržiava tak často alebo častejšie ako spoločnosť Microsoft s vlastným rozhraním API. Je založený na plášti API, ktorý spoločnosť AMD vyvinula pre svoju architektúru GCN a ktorá bola ďalším rozhraním API na nízkej úrovni pre znížený „režijný ovládač“. AMD venovala svoj vývoj spoločnosti Khronos a sú základom jedného z najlepších grafických rozhraní API na trhu.

Okrem vynikajúcej paralelizácie umožňuje táto konštrukcia tiež elimináciu predkompilácie tieňovacích operácií na GPU, schopnosť mať viac efektov a na obrazovke s vyššou rýchlosťou načítania, okrem podrobnejšieho nastavenia spôsobu, akým hardvér spracováva operácie alebo ako k nim pristupujeme. je k dispozícii vyrovnávacia pamäť snímky. Je to určite API pre PC, ktoré je najbližšie k samotnému hardvéru, dokonca lepšie ako DirectX 12.

Vulkan tiež zavádza vylepšenia API na nízkej úrovni pre Android a ďalšie platformy.

Jeho najnovšia verzia, Vulkan 1.1, uvedená na konci roku 2018, pridáva dôležité vylepšenia, ako je podpora HLSL, ktorá je alternatívou DirectX 12 k riadeniu operácií shadera bez predkompilácie, lepšia kompatibilita s DirectX 12 (k mnohým podprogramom) okrem grafiky), výslovná podpora pre systémy Multi-GPU bez ohľadu na výrobcu a samozrejme podpora pre RayTracing.

Silné a slabé stránky DirectX 12 vs Vulkan

Okrem už opísaných bežných funkcií, ako je lepšie používanie hardvéru, väčšia kontrola nad ním a lepšie využitie paralelizácie GPU a CPU, tieto dve rozhrania API tiež pridávajú možnosť vykonávať všeobecné výpočtové operácie s grafickými čipmi ktoré sú kompatibilné. Toto umožňuje kompatibilným grafickým motorom už niekoľko generácií, aby boli schopné vykonávať zložité matematické operácie, ktoré môžu využívať programy všetkých druhov, vrátane programov bez grafických komponentov.

V hrách sa môžu tiež použiť na stále dôležitejšie sekundárne operácie, ako je napríklad výpočet reálnej fyziky, umelej inteligencie, pozičných zvukových efektov atď.

Obidve API majú veľkú podporu vďaka grafike, AMD aj Nvidia sa snažia ponúknuť týmto API vhodné ovládače, aby dosiahli tak, že svojim užívateľom ponúknu najnovšie vylepšenia a posilnia výkon a stabilitu hier, ktoré používajú jednu alebo iné API.

„Režijné náklady“ oboch sú v skutočnosti veľmi nízke, ako uvidíte v našich skúškach, medzi nimi nie sú takmer žiadne rozdiely, čo je tiež znakom dôležitej optimalizácie vodičov oboch výrobcov.

Pre demonštráciu režijných nákladov na vodiča sme obmedzili snímkovú rýchlosť na 120 FPS. V Dota 2 CPU spotreba je podstatne znížená pri rovnakom FPS.

Jediným zjavnejším rozdielom je, že Vulkan má o niečo menšiu závislosť od procesora, s nižšou priemernou spotrebou a že je tiež oveľa otvorenejší pre rôzne platformy vrátane Windows a Linux a jeho homogenizáciu s OpenGL ES, čo je jeho mobilná verzia, ide o ďalšiu cestu zjednotenia platforiem, na ktorých sa pohybuje.

DirectX 12 je v prospech veľkého prijatia zo strany vývojárov, ktorí podľa všetkého v tomto API nachádzajú dokonalý ekosystém na zníženie svojich nákladov, pretože má dokonca veľkú integráciu do rámcov tak rozšírených ako.NET Framework, kde integruje tisíc divov. s malou stratou výkonu.

Rozdiely vo výkone v hrách s dvojitým rozhraním API

Ako je pohyb demonštrovaný chôdzou, vykonali sme niekoľko výkonnostných testov na rôznych hrách a porovnávacích testoch, ktoré majú schopnosť použiť tieto dve API na vykonanie.

Test vodičov 3DMark. Výsledky v miliónoch žiadostí, viac je lepších.

Popol jedinečnosti. Výsledky v FPS, viac je lepších.

Podivná brigáda. Výsledky v FPS, viac je lepších.

Sumarizujeme najlepšie hardvérové ​​príručky, ktoré by vás mohli zaujímať:

• Najlepšie procesory na trhu Najlepšie základné dosky na trhu Najlepšie RAM pamäte na trhu Najlepšie grafické karty na trhu Najlepšie SSD disky na trhu Lepšie skrinky podvozku alebo PC Lepšie napájacie zdroje Lepšie chladiče a chladiče tekutín

Ako vidíte, výsledky sú rovnaké a vidíme rozdiely medzi programami pre a proti jednému a druhému. To nám dáva otázku, ktorá je lepšia a odpoveď je jasná, záleží to na programe a na tom, ako jeho vývojár vie alebo chce využiť jeho výhody. Zostáva len myslieť si, že v každej hre vývojári použijú presne API, ktoré najlepšie využíva výhody našej grafiky, hoci je zrejmé, že obidve možnosti sa zdajú byť viac kompetentné. Čo si myslíte o našom článku o Directx 12 vs Vulkan ? Chceme poznať váš názor!