DirectX 12 vs DirectX 11 vs Mantle

Pomimo upływu lat kolejne wersje 3D Mark wciąż pozostają najpularniejszymi narzędziami do testowania komputerów pod kątem wydajności generowania grafiki 3D, a więc w grach. Aktualna wersja nazwana po prostu "3D Mark" doczekała się kilku istotnych aktualizacji. Pierwszą ważną aktualizacją było uzupełnienie benchmarka o test "Sky Diver", który pod względem wydajnościowym plasuje się pomiędzy "Fire Strike" oraz "Cloud Gate". Drugą i najnowszą aktualizacją jest uzupełnienie benchmarka o test "API OverHead", który porównuje wydajność przy użyciu DirectX 11, Mantle oraz DirectX 12.

Test ten zasadniczo różni się od pozostałych. Nie mierzy on wydajności w punktach i klatkach na sekundę, ale w ilości generowanych obiektów na sekundę (drawcalls) za pomocą DirectX 11, DirectX 12 i Mantle. Test Overhead API został tak zaprojektowany, że wysyła rozkazy do grafiki, dopóki płynność animacji nie spadnie poniżej 30 fps. DirectX i Mantle API wyraźnie pokazują swoją wyższość nad DirectX 11.

Czego potrzebujemy do uruchomienia nowego testu 3DMarka?

• Test DirectX 12 wymaga systemu operacyjnego Windows 10 Technical Preview (build 10041 lub nowszy), 4 GB pamięci RAM i karty graficznej z obsługą DX 11 (karta graficzna z minimum 1 GB pamięci)
• Test Mantle wymaga 4 GB pamięci RAM i karty graficznej (bądź zintegrowanej z APU grafiki) AMD Radeon z obsługą Mantle  
• Test DirectX 11 wymaga systemu i karty graficznej z obsługą DX 11 (karta graficzna z minimum 1 GB pamięci)

Na następnych stronach znajdziesz między innymi:

• Testy 3 API (DirectX12, 11 i Mantle) na jednym układzie graficznym
• Testy DX12 vs DX11 na kartach AMD i NVIDIA (Radeon R9 290 OC vs NVIDIA GeForce GTX 980)
• Testy DX12 vs DX11 na słabym i mocnym CPU na NVIDIA GeForce GTX 980 (AMD A10-7850K vs Intel Core i5 4690K)
• oraz podsumowanie testów

Sterowniki AMD: 15.200.1012.2 WHQL (sterowniki pobierane przez Windows Update w Windows 10 TP)

Sterowniki NVIDIA: 349.90 beta (niepubliczna)

• w testach wykorzystaliśmy APU A10-7850K ze zintegrowanym układem graficznym Radeon R7. GPU pracował z taktowaniem 900 MHz (OC), a RAM 2133 MHz

Dzięki Mantle generujemy obiekty 7,6 razy szybciej niż przy wykorzystaniu DirectX 11, a dzięki DirectX 12 aż 8,4 razy szybciej. Zwróćcie uwagę, że przy użyciu wielowątkowości (Multi Thread) w DirectX 11 uzyskujemy niższy wynik, niż przy jednowątkowości (Single Thread). Wydaje się to być spowodowane specyfiką sterowników AMD (obsługa wielowątkości), bowiem identyczna sytuacja ma miejsce przy wykorzystaniu zewnętrznej karty Radeon, ale nie zewnętrznej karty GeForce.

W testach wykorzystaliśmy sterowniki karty graficznej instalowane przez usługę Windows Update. Aktualne sterowniki Catalyst (15.3 beta) udostępniane przez AMD nie posiadają jeszcze obsługi DirectX 12. Sprawdźmy jednak różnice pomiędzy sterownkami z Windows Update, a Catalyst 15.3:

Oczywiście nie ma jeszcze sterowników Catalyst dla Windows 10 dostępnych do pobrania ze strony AMD, jednak widać, że sterowniki dedykowane nowemu systemowi działają lepiej.

• w testach wykorzystaliśmy procesor AMD A10-7850K z dwiema zewnętrznymi kartami graficznymi: ASUS Radeon R9 290 OC oraz NVIDIA GeForce GTX 980

Znacznie droższy (koszt około 2500-2700 zł) GeForce GTX 980, wyraźnie góruje nad Radeonem R9 290 (koszt około 1000-1300 zł).

Niespodziewanie w teście DirectX 12 to tańszy Radeon "wykręca" lepszy wynik. AMD zdążyło już pochwalić się wynikami Radeonów w 3D Mark API OverHead, ale nie należy w tym momencie wysnuwać daleko idących wniosków (np. Radeon za 1000 zł będzie szybszy od GeForce'a za 2000 zł w grach DirectX 12). Na razie wiemy tylko tyle, że Radeony świetnie radzą sobie z wczesną obsługą DX 12 przy generowaniu obiektów (draw calls), a na rzeczywiste porównania przyjdzie czas, gdy pojawią się pierwsze gry wykorzystujące te API. Tym niemniej posiadacze "Radków" mają powody do zadowolenia.

• w testach wykorzystaliśmy kartę graficzną NVIDIA GeForce GTX 980 oraz dwa różne procesory: AMD A10-7850K oraz Intel Core i5 4690K

Nawet niezbyt wydajny procesor oferuje bardzo duże przyśpieszenie w stosunku do DirectX 11, ale jak widać, wydajniejszy model nie zaszkodzi, a wręcz przeciwnie.

W teście 3D Mark API OverHead w niektórych przypadkach API Mantle i DirectX 12 potrafią być ponad 10 razy szybsze niż DirectX 11. Zwróćcie jednak uwage na specyfikę testu - nie oznacza to, że gry wykorzystujące nowe API będą nagle działać 10 razy szybciej. Na całość generowania obrazu w grach składają się dziesiątki czynników - m.in. cieniowanie, wygładzanie krawędzi, efekty post process - szybkość generowania obiektów to tylko jeden z wielu elementów.  "Prawdziwy" test wydajnościowy DirectX 12 zostanie dodany do programu 3D Mark jeszcze w tym roku. Przydatność testu API Overhead jest na razie nikła, bo nie sprawdza on realnej mocy karty graficznej, ani nie miał służyć do ich porównania - wiemy na razie tyle, że DirectX 12, podobnie jak Mantle, usprawni komunikację CPU i GPU (mniejszy narzut na procesor). Na przykładzie Mantle i gier, które już potrafią wykorzystać API AMD (np. Dragon Age: Inkwizycja, czy też Thief) wiemy, że należy spodziewać się wzrostu szybkości generowania klatek na sekundę, ale z pewnością nie 2-krotnego, nie mówiąc już o 10-krotnym.

Należy również pamiętać, że testujemy na systemie w wersji Technical Preview oraz na wczesnych wersjach sterowników (w przypadku NVIDII była to niepubliczna beta). W porównaniu kart graficznych na tym samym procesorze, w teście DirectX 12 Radeon R9 290 OC wypadł nieco lepiej niż znacznie droższy GeForce GTX 980. W obecnej chwili ma to jedynie wizerunkowy wydźwięk dla produktów AMD - na dziś dzień nie sposób ocenić, czy faktycznie karty AMD będą szybsze w generowaniu obiektów od produktów NVIDII przy wykorzystaniu DirectX 12. Najbardziej prawdopodobny wydaje się scenariusz, że kolejne wersje sterowników zniwelują te różnice. W skrócie - testy 3DMark API OverHead to na dziś jedynie ciekawostka, ale trzeba przyznać, ze bardzo interesująca.

DirectX 12 z pewnością ma potencjał i cieszy, że Microsoft zadziałał mocno w kierunku ulepszenia API. Podziękowania za to należą się... firmie AMD. Nie da się ukryć, że to AMD ze swoim Mantle pokazało, że da się to zrobić lepiej.