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本月杂志重点内容预览

CHIP《新电脑》杂志201009 (2010年9月)

横向评测:轻薄高性能笔记本电脑

英特尔Calpella平台整体的低功耗特性和“CPU+PCH”的双芯片布局,使得笔记本电脑的散热方案得以大幅简化。而散热压力的降低带来的最直接好处就是笔记本电脑的物理尺寸可以变得更为轻薄便携。

超级应用:Windows的Service Pack

为Windows打补丁,是每个Windows用户都必做的事情,然而现在Windows 7已经推出有一段时间了,但是SP1补丁还没有推出,我们要如何做才能保证系统更加安全呢?下期CHIP的文章就会告诉大家如何解决可能存在的系统风险。

时尚科技

你是否有过这样的感觉?去博物馆参观各种历史中的重要文物时,因为缺乏相关的背景知识而无法准确体会这件文物的价值和出众之处。

CHIP时间之旅

围绕着个人电脑,世界也在不断地蜕变,你是否知道个人电脑的发源地何在?下期个人电脑时间之旅将为你揭开谜底。

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上月杂志重点内容索引

CHIP《新电脑》杂志201008 (2010年8月)

团购网站的战国时代

2010上半年,中国互联网发展最快的细分行业是什么?互联网购物达人最关注的是什么?在CHIP看来,答案只有两个字:团购。

喷墨与激光的较量:入门打印三选择

学生打印机选购策略,个人打印新趋势。教育市场对打印的需求逐渐向学生个体分散,打印机甚至成为现代教学的必备设备,但面对市场上种类繁多,品牌林立的产品,如何才能挑选到一款最适合学生应用需求的打印机呢?

15款免费PDF创建软件横向评测

PDF是电子文档的国际标准,在现代办公中占有举足轻重的地位。但众所周知,Adobe官方PDF创建软件Adobe Acrobat价格昂贵,而普通办公应用往往用不到软件中的高端功能。那么免费软件能否担当这一重任?CHIP将通过评测,为大家选择一款优秀的免费PDF创建软件。

增强无线网络的覆盖能力

大部分家庭网络用户都已经使用无线网络,但他们对无线网络质量的满意度却普遍不高,这里我们将为你展示如何通过一些简单、经济的方法,帮助你提高路由器的性能以及网络覆盖范围。

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下月杂志内容预告

CHIP《新电脑》杂志201010 (2010年10月)

专题测试:微型单反 VS 入门单反

下期我们将为大家选取价格段相近的微单和初单,结合测试和实际应用的情况进行对比测试,来帮大家做出选择。

IE9专题测试:GPU加速时代来临

长久以来,提到GPU往往人们会想到高性能游戏或专业绘图。然而最新的趋势是,GPU给CPU“打工”情况会越来越多,现在Photoshop中很多操作都可以调用GPU的运算能力,即将上市的IE同样能给GPU安排工作,下期我们就会针对IE9的一些新特性进行测试。

免费备份软件横向评测:有备才能无患

为了保护数据,最好的办法当然是及时备份,防患于未然。那么免费软件能担当这一重任吗?CHIP期望通过下期的评测,为大家选择一款简单易用而又专业高效的免费备份软件。

特别报道:电子书价值几何

现在在地铁里,随处能见到捧着电子书的乘客,网上也经常见到网友讨论电子书这类产品,电子书越来越受年轻用户的欢迎。那么各家电子书的的技术茶品在哪里,它们的成本到底有几何呢?看下期CHIP为你解密。

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Home 杂志精粹 评测与技术 专题测试:DirectX 11,不再只是游戏
专题测试:DirectX 11,不再只是游戏
评测与技术
2010-01-12 10:24

Tags: amd | AMD-ATI | ati | CUDA | Directx | DirectX 11 | DX11 | nVidia | OpenCL | Radeon | 游戏

在刚刚过去的2009年,我们已经看到了新一代显示卡的特性和性能表现。而这些产品的一个重要特性——支持DirectX 11,是未来GPU的发展趋势之一。本月CHIP将通过测试,展现DirectX 11技术在不同硬件及软件上的表现。
喜欢电脑游戏的玩家都会知道DirectX的重要性。它作为与Windows一同成长起来的API,对游戏等多媒体领域的发展起到了至关重要的作用。从DirectX 1.0发布之初,直至DirectX 10.1,经过十余代的升级,DirectX已经变得非常成熟。不过在DirectX 11以前,历代DirectX API都有一个共性,就是每次升级主要都是针对游戏或者说是多媒体应用进行的升级,而且所涉及的产品大多局限于PC领域,主要提升是增加特效、提高游戏画面质量。但从DirectX 11开始,DirectX变得有些不一样了。

DirectX 11的意义

DirectX 11是微软自发布DirectX API以来,第一款“走出去”的API。之所以说是走出去,是因为DirectX 11脱离了人们常规概念中“DirectX就是增强画面效果”的印象。不可否认,DirectX 11不仅针对图像、特效有所改善,同时也加入了许多新特性,而最主要的提升还是它对系统的综合优化。与以前的版本相比,DirectX 11脱离了原有“图像”的概念,而是针对通用计算等特性发力,显示了DirectX 11不再只针对游戏领域。另一方面,DirectX 11也不再仅服务于PC领域,甚至包括部分消费类电子产品也加入了对DirectX 11的支持,这对于DirectX的推广是有很大的积极作用。

DirectX 11对图像的影响

dx11在之前的测试中,我们已经对DirectX 11主要增加的几个API进行过介绍,但它对图像质量又有何影响呢?在游戏画面中,我们可以看到通过优化的API可以看到更真实的画面,主要体现在几个方面。
第一,透明顺序排列(order-independent transparency)技术。使用以前的DirectX API,虽然同样可以实现入云雾、烟雾、海边、光晕、玻璃等特效,但这些透明物体的叠加处理是非常复杂的,因为透明物体之间的层次关系相当复杂,特别是当烟雾、火、水、玻璃等物体混合在一起时,以往很难靠程序难判定物体的层次顺序,这些特效的层次都必须依赖程序员人工指定,例如有些透明物体,如烟雾、火焰等并没有严格的形状模型,且形态变化迅速,处理这些透明物体时会消耗大量CPU和GPU的资源,同时对程序员的编程技巧也提出了很高要求。DirectX 11引入的透明顺序排列技术便解决了这一点,它可以实现多个透明物体的快速混合,可以很好地应付多重乱序透明处理,从而快速实现各透明物体的正确排序。
DirectX 11引入的另一项新特性便是“景深”。喜欢拍照的读者对于“景深”这个词不会陌生,景深效果可以令画面的层次更鲜明,通过模拟人眼的识别方式,远端的物体会逐渐变得模糊。在游戏中加入景深效果后,画面层次会变得更为真实,当你由远及近时,远端的物体也会由模糊变为清晰。此外,例如Tessellation技术,可以帮助游戏实现更多的物理细节,物体表面更为细腻,如地面、屋檐等物体的表面更加真实。

DirectX 11的硬件发展

目前支持DirectX 11的GPU仍然只有AMD-ATI的Radeon HD 5000系列。本月Radeon HD 5000系列的旗舰产品 ——HD 5970和面向高端用户的HD 5850也来到CHIP实验室。HD 5970采用单PCB双显示核心设计,与以前的Radeon HD 4870 X2类似,结构上也较为接近。与常见的双显示核心的显示卡相比,其PCB非常长,达到了13.5英寸,这对电脑机箱尺寸提出了更高要求。对常见的半高型塔式机箱来说,该显示卡可能会与部分机箱的硬盘位产生冲突。HD 5850是HD 5870的简化版,流处理单元的数量也缩短为1440个,显存控制器则与HD 5870相同,同为256bit GDDR5。
What’s “Fermi”?
AMD-ATI的产品大家都比较熟悉了,NVIDIA(英伟达)支持DirectX 11的产品是什么呢?NVIDIA会在DirectX 11系列产品中采用“Fermi”架构,对应的GeForce产品线中的显示核心研发代号为“GT300”。从现有资料来看,GT300将会采用TSMC的40nm制程工艺,集成30亿个晶体管,512个流处理器,支持GDDR5显存,显存位宽为384bit或512bit。此外,Fermi架构还针对通用计算进行了大量优化,GT300会采用对称式设计,即左右两边均匀分布,中间通过L2 Cache连接,共享数据,这种设计对于通用计算会有很大的帮助,可大幅提高单精度和双精度运算能力。不过以上这些先进的设计,也注定了GT300的芯片面积依然会非常庞大。

逐渐丰富的DX11软件

未来支持DirectX 11的软件主要分为两大类,一类是大众所熟悉的游戏软件,另一类则是支持通用计算的应用类软件,如音视频播放或转码软件、分系类软件等。现在我们看到最先引入DirectX 11 API的软件依然是电脑游戏类软件,包括Unigine Heaven、Colin McRae:DiRT 2、S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat,只有DirectCompute Benchmark是针对DirectX 11的异构计算特性专门开发的一款测试软件。
其中Unigine是一套3D游戏引擎,Heaven是其最新推出的一套针对DirectX特效的测试软件。该软件主要展示了tessellation技术、高级SSAO(screen-space ambient occlusion,环境光遮蔽)、动态阳光散射以及云雾的产生等,当然也有DirectX 11最新加入的景深特效。综合来说,Heaven是现阶段对DirectX 11性能展示比较全面的软件。
Colin McRae:DiRT 2是最新发布的首款采用DirectX 11 API的完整版游戏,它也支持各种DirectX 11的新特性。游戏主题围绕拉力赛展开,会经过沙漠、城市、赛道等多种复杂的环境,包括水晕、尘埃、旗帜等物理特性在游戏中都有很好的展现。此外,车体也会随着撞击发生形体变化,这些都是通过物理计算得到的。另外,游戏中每个人的动作、衣着、形态也都是完全独立的,你可以看到各种装扮的观众和他们不同的表现。DirectCompute Benchmark则主要测试了显示核心在DirectX 11 API下的运算能力,可以理解为是显示系统对异构计算的支持能力。

性能线性分布

dx11
本次专题测试CHIP选择了HD 5000全系列显示卡,测试平台中的处理器使用英特尔Core i5 750,主板使用技嘉GA-P55A-UD3R。操作系统使用Windows 7并升级为DirectX 11 API。

HD 5000性能与Shader数量成正比

测试结果显示,HD 5000系列显示卡的性能分布是非常均衡的,流处理单元的数量与图形性能成正比。尤其是HD 5970,作为双核版HD 5870,在DirectX 10环境下的各项性能测试约为后者的1.6倍,综合性能与HD 5870 CrossFire相同,这也显示出HD 5970的DirectX 10驱动已经非常成熟。其他产品的性能,也会随着流处理单元的数量的变化呈线性分布。

DirectX 11吞噬了30%性能

回想DirectX 9升级到DirectX 10初期,为了获得DirectX 10的特效,我们不得不放弃些对性能要求,以获得更好的图像特效。现在DirectX 11在图像细节方面进一步增强,我们是否要放弃更多的性能呢?CHIP针对这一问题,特别使用同一软件分别基于DirectX 10和DirectX 11 API进行测试,以考察DirectX 11对性能的影响。
从Unigine Heaven的测试结果来看,DirectX 11对显示卡的流处理单元数量,或者说是显示卡的处理能力有一定依赖性,流处理单元数量越少,系统性能下降越大。如HD 5700系列产品,使用DirectX 11 API较DirectX 10会令游戏速度下降25%~30%,而HD 5870系列仅下降15%左右。至于HD 5970,在DirectX 11软件中性能下降明显。但经仔细观察后CHIP发现,HD 5970的性能表现与HD 5870极为接近,增幅只有8%,与DirectX 10下的表现截然不同,与HD 5970的高规格也是不相符的。另外,HD 5850在DirectX 11下的性能下降高达38%,也是单核心显示卡里降幅最大的。由此,CHIP认为可能是由于HD 5970和HD 5850的推出时间还比较短,驱动还有待优化,致使潜能还未全面释放出来。
S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat的测试结果则与Unigine Heaven有很大不同。除HD 5970以外,其他4款产品在DirectX 10和DirectX 11下性能几乎无变化,这可能与该软件未使用Tessellation技术,仅使用了阴影边缘柔化等少量DirectX 11特性有关,因为Tessellation技术是相当消耗显示卡资源的,而其他特效对显示卡的压力并不大。至于HD 5970,综合Unigine Heaven和S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat的表现来看,CHIP认为其DirectX 11的驱动到目前为止是不够完善的,双显示核心的效率还有待提高。

通用计算的“群雄争霸”

前面已经提到,DirectX 11的一项重要特性便是加入了Direct Compute API。那Direct Compute与ATI的Stream、NVIDIA的CUDA以及OpenCL开放式标准这四种针对显示核心进入通用计算领域的技术有何不同呢?虽然现在显示领域针对通用计算有4种解决方案,但显然这4种方案并非绝对对立,其中AMD的Stream和NVIDIA的CUDA都是“架构”,他们是包含硬件和软件的平台;而OpenCL和Direct Compute都是API,他们只是两个不同的标准,Stream和CUDA都可以支持OpenCL和Direct Compute API。
对于DirectCompute这一特性,CHIP也进行了测试。由于DirectCompute Benchmark软件还处于测试阶段,且Direct Compute的应用还较少,因此我们可以看到虽然HD 5750、HD 5770和HD 5850的结果呈线性分布,但从HD 5850至HD 5970,三者的成绩非常接近。即便是HD 5870较HD 5750,流处理单元数量增加122%,实际增加880个,但前者仅比后者高23%的性能;而HD 5770仅比HD 5750多80个流处理单元,但性能也提高了7%。由此看来,HD 5000系列的异构计算性能还有很大潜力可挖掘。也许我们更应该期待AMD-ATI的下一个驱动程序,它将有可能大幅提升HD 5000系列,尤其是HD 5970的DirectX 11性能。
至于这场API竞争最终鹿死谁手,现在还没有定论。因为这是全新的领域,而微软和OpenCL工作组又有着不同的优势。前者拥有的是巨大的操作系统占有率以及业界不可动摇的地位;而后者的优势则是众多厂商的参与以及开放式的模式。所以,两者的竞争将是一个漫长的过程。当然,如果我们从另外的角度去考虑,对于PC主机而言,两者的主要作用都是令PC主机中的显示卡实现通用计算,只是标准不同,最终结果是殊途同归的。

CHIP结论

更换DirectX 11显示卡是否值得?这取决于你是否追求极致的画面表现。不可否认,DirectX 11确实增强了画面中物体的质感和精细程度,但游戏速度也会有所降低。除高端产品以外,主流级产品在高分辨、高画质下已经无法达到30fps的要求。当然,你可以通过降低分辨率达到画面流畅的目的。此外,这类产品还支持异构计算。综合来讲,现阶段DirectX 11提高的主要是画面的细节。不过CHIP认为,随着Windows 7的迅速普及,支持DirectX 11的软件和硬件也会迅速成为PC领域新的热点。
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