Directx 12 какие процессоры поддерживают

Обновлено: 04.07.2024

Центра́льный проце́ссор (ЦП; также центра́льное проце́ссорное устро́йство — ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

Ядро процессора - это центральный его модуль, где производятся все расчет.

Поток (thread) - это структура внутри процесса, которая содержит исполнительный код и получает процессорное время для его выполнения. Поток, в отличие от процесса, может выполнять какие-то действия. Без потока программа не может выполняться.

Многопото́чность — свойство платформы (например, операционной системы, виртуальной машины и т. д.) или приложения (в нашем случае – ИГРОВОГО ПРИЛОЖЕНИЯ), состоящее в том, что процесс, порождённый в операционной системе, может состоять из нескольких потоков, выполняющихся «параллельно», то есть без предписанного порядка во времени. При выполнении некоторых задач такое разделение может достичь более эффективного использования ресурсов вычислительной машины.

DirectX (от англ. direct — прямой, непосредственный, произносится как «Директ Икс» — это набор API, разработанных для решения задач, связанных с программированием под Microsoft Windows. Наиболее широко используется при написании компьютерных игр. Пакет средств разработки DirectX под Microsoft Windows бесплатно доступен на сайте Microsoft. Зачастую обновлённые версии DirectX поставляются вместе с игровыми приложениями.

Разобравшись с базовыми понятиями перейдем к самому обзору.

DirectX 9

В данной версии API распространенной во времена Windows XP основной код игрового приложения мог исполнятся только в один поток. Параллельно могли использоваться некоторые функции программы, но количество их было ограничено. Далее – в DX9 поток в системе был строго привязан к ядру процессора – другой вариант работы не допускался. Поэтому по сути для игр в то время самым актуальным был 2х ядерный процессор (можно даже сказать - для игры хватало «полтора-ядерного», еще «пол-ядра» использовалось для функционирования операционной системы (ОС). 3х и более ядерный процессор в то время – был избыточен для игр.

Основной период использования данногоAPI в игровых приложениях 2003-2010г.

DirectX 11

Основным новшеством в данном API (работает на Win 7\8.1) применительно к ЦП было то, что игровые приложения могли использовать несколько заранее заданных потоков для своей работы, причем поток не был физически привязан к определенному ядру процессора. Что дало возможность полностью использовать возможности появившихся у игроков в широких массах 4х ядерных процессоров. Обычно количество потоков в играх на DX11 равно 4м (в некоторых случаях 3 или 2).

Это подтверждают результаты приведенные мной в статье:

Аналогичные результаты были получены тестерами тут:

Связано это с тем что на начало 2010г процессоров с количеством ядер более 4х в настольных игровых системах практически не было (что по статистике Steam верно и по сей день):

Основной период использования данногоAPI в игровых приложениях – примерно 2010-2020г.

DirectX 12

Данный API также серьезно отличается от DX11 как тот от DX9. В новом DX12 программный код изначально не делится на определенное количество потоков – API ОС сам их формирует на основании конфигурации ПК. Простыми словами – если на DX11 изначально заданные потоки могли лишь перебрасываться по ядрам ЦП для ускорения работы игры, то в DX12 API ОС сам создает количество потоков, нужных для работы, которые могут иметь количество равное количеству ядер ЦП, и контролирует их равномерную загрузку. Что это дает – разработчикам по сути становится не важно сколько ядер имеет процессор на игровой станции – 4 , 10 или больше – ВСЯ суммарная мощность может использоваться для работы приложения.

Теперь рассмотрим что тормозит внедрениеDX12 «широкие массы». Факторов тут много.

- Большинство видеокарт (на момент написания текста) находящихся у игроков не дают преимущества в скорости работы в DX12 по сравнению с DX11, и мало того – в DX11 они работают стабильней и быстрей. Это касается ВСЕХ поколений видеокарт Nvidia кроме последнего 10ого и поколений ниже HD 7000 у AMD (там вообще поддержки DX12 ниже 7000й серии нет). То что у АМД поколений карт с нормальной поддержкой DX12 больше прибавляет радости в жизни только тем кто их «юзает» – тк АМД «держит» только 20-25% рынка игровых видеокарт погоды это особо не делает. Ситуация изменится когда 10е и следующее 11е поколение видеокарт «зеленых» начнет доминировать в количестве над старыми решениями – процесс этот идет но когда это случится – точно не известно.

- Так же влияют тенденции «современного игростроя». ВСЕ игры класса ААА по срокам исполнения находятся в диапазоне 3-5 лет (а кто и поболе). Мало того – на рынке на данный момент доминируют серии игр, в которых игроделы постоянно используют старые «допиленные» наработки с предыдущей части игры. А код под DX12 для поддержки всех его преимуществ нужно писать « с нуля». Так же – ТОЛЬКО В КОНЦЕ 2015\НАЧАЛЕ 2016 года игровая индустрия «избавилась» от майнстрима игр у которых все еще была DX9 поддержка. Из этого следуют выводы – на ближайшие год-два массового перехода на DX12 в играх – 100% не ожидается.

- «Приставочный тормоз». К великому сожалению игроков на ПК очень многие игры на данной платформе появляются методом портирования с консолей. Обычно сейчас на ПК портируют игры с Х-BОХ ONE которая работает под управлением API очень схожим с DX11 на ПК. И поэтому пока не выйдет новое поколения приставок с букой Хы от мелкомягких (осень 2017г) которые по неподтвержденный информации работают на API аналогичном DX12, ждать кроссплатформеных игр на ПК с нормальным DX12 вообще не стоит.

- Windows 10. Планы по тотальному захвату рынка этой системой оказались у Мелкомягких полностью провальные. Более 30% игроков (на рабочих станциях процент еще выше) так и не перешли на нее по разным причинам. Поэтому изготовители игр стремясь охватить весь диапазон играющих на ПК до сих пор 100% поддерживают Win7\8.1 х64 (и соответственно DX11) в своих программах. Пара-тройка игр из магазина Мелкомякгих «only DX12» роли не сыграло.

Исходя из вышесказанного – на данный момент для игр еще не менее 1-2х лет самым актуальным будетAPIDX11 – и соответственно процессор к количеством ядер равным четырем.

Появление DirectX 12 Ultimate повлечет за собой ряд изменений не только в области мультимедийного API, в первую очередь для Windows, но также и в отношении оборудования, и заключается в том, что не все графические процессоры на рынке предназначены для использования всех функций, которые он предоставляет с последней версией MicrosoftAPI, но какие игровые графические процессоры из AMD, NVIDIA и Intel есть полная поддержка DirectX 12 Ultimate?

Каждый раз, когда Microsoft выпускала новую версию DirectX, разработчики компьютерных видеоигр забрасывали головы: это было возвращение к исходной позиции с точки зрения обучения из-за того, что многие функции были заменены другими, а с точки зрения оборудования происходит то же самое. и разработка новых технологий в оборудовании идет рука об руку с разработкой API, чтобы приложения могли их использовать.

Это приводит к тому, что значительная часть технологий DirectX 12 Ultimate не может использоваться в большинстве графических процессоров на рынке, но не в самых последних на момент написания этой статьи. Поэтому, если вы подумываете о покупке игрового ПК и думаете о видеокарте, вы должны иметь в виду, что если вы сделаете неправильный выбор при выборе графического оборудования для своего нового компьютера, вы можете заставить его состариться, как молоко и нас интересует то, что он делает это как вино.

Технологии DirectX 12 Ultimate

В DirectX 12 Ultimate были добавлены новые технологии, поэтому мы решили перечислить их одну за другой, чтобы вы могли увидеть преимущества внедрения нового API для видеоигр. Однако следует уточнить, что это их краткое изложение, поэтому вы найдете более полную информацию в различных статьях, которые мы сделали здесь, в HardZone.

Трассировка лучей: луч Трассировка - одно из величайших достижений графики, поскольку она решает визуальные проблемы с непрямым освещением, а также природу света на объектах. Для практических целей это означает более точные тени и реальные отражения на объектах.
Сеточные шейдеры: игры имеют все более сложную геометрию благодаря большему количеству деталей, а это означает, что этапы трехмерного конвейера, отвечающие за управление им, устарели, и возникла необходимость в обновлении.
DirectStorage: технология, которая служит для интеграции и доступа к твердотельным накопителям NVMe с видеокарты, что открывает новые сценарии, в которых размер VRAM практически неограничен.
Отзыв о сэмплере: технология, которая позволяет графическому процессору выбирать, какие именно данные ему требуются от твердотельного накопителя, вместо того, чтобы брать целые блоки данных, когда хорошая часть в конечном итоге занимает место во VRAM.
Затенение с переменной скоростью: спроектирован таким образом, что графический процессор не выполняет одну и ту же операцию несколько раз с полностью симметричными пикселями. Благодаря разрешению в миллионы пикселей на кадр это приводит к экономии и повышению производительности за счет устранения избыточных операций.

Все эти технологии требуют глубоких изменений во внутреннем GPU / ГРАФИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР аппаратное обеспечение, которое ограничивает количество графических процессоров, которые полностью поддерживают все эти технологии.

Почему стандартные карты DirectX 12 не поддерживают версию Ultimate?

Тот факт, что Microsoft не окрестила новую версию своего API DirectX 13, дает нам понять, что новый API является расширением DirectX 12. Это не означает, что все графические процессоры на рынке с поддержкой DX12 могут запускать игры. разработан для указанного API, за исключением отсутствия поддержки технологий, упомянутых в предыдущем разделе. Так что, если они являются важным требованием в игре, то выполнить его больше невозможно, даже если у него достаточно возможностей для этого.

Почему это происходит? Ну, потому что для их реализации требуется добавление дополнительного оборудования в GPU. Например, для трассировки лучей требуются блоки расчета пересечений в шейдерных блоках графического процессора, для DirectStorage требуется новый контроллер памяти, шейдинг с переменной скоростью, новые блоки растра и ROPS, более того, даже шейдеры сетки требуют изменений в процессоре. команда от самого GPU.

Это означает, что простого драйвера недостаточно для реализации этих технологий, и к ним невозможно получить доступ с помощью программ шейдера, что подразумевает покупку нового оборудования.

Какие видеокарты NVIDIA, AMD или Intel поддерживают DirectX 12 Ultimate?

Что касается поддержки DirectX 12 Ultimate, графические процессоры NVIDIA в настоящее время имеют огромное преимущество, поскольку все технологии, реализованные в новом API, уже были реализованы в их серии RTX 2000 и, очевидно, унаследованы в RTX 3000. Кроме того, эталонная архитектура Microsoft использовала для модели DirectX 12 Ultimate был NVIDIA Turing, который использовался в первом RTX.

Случай AMD, с другой стороны, особенный, фиаско их AMD Vega заставило их вернуться к таблице проектирования, чтобы создать архитектуру RDNA, запущенную как RX 5000, но архитектуру, несмотря на то, что на рынке они конкурировали лицом к лицу с RTX 2000. его начали разрабатывать как ответ на GTX 1000 с огромными задержками. Последствия этого? RX 5000 не поддерживает технологии DirectX 12 Ultimate, в то время как RX 6000 поддерживает, поскольку RDNA 2 была обновлена для обеспечения полной аппаратной поддержки.

Что касается Intel, нам придется дождаться выпуска ее Intel ARC, чтобы получить полную поддержку DirectX 12 Ultimate.

Влияние игровых консолей

В современных консолях есть компьютерное оборудование, а дни систем с экзотической архитектурой и большой кривой обучения далеки от времени.
Одна из платформ, Xbox, также использует DirectX 12 Ultimate и, следовательно, тот же API для ПК.

Текущая ситуация такова, что мы оказываемся в играх для разных поколений на консолях, которые не используют в своих интересах функции DirectX 12 Ultimate. Таким образом, ставки на ту или иную видеокарту будут зависеть от того, во что вы хотите играть, и от того, планируете ли вы обновить ее в краткосрочной или долгосрочной перспективе. Мы советуем вам не страдать близорукостью и выбирать RTX 3000 от NVIDIA, ARC от Intel или RX 6000 от AMD и далее, поскольку постепенно, но постоянно, игры в конечном итоге получают поддержку новых технологий, реализованных в API.

Компания Microsoft расширила возможности своего API DirectX 12, представив для него новый уровень функциональности (feature level) DirectX 12_2. Обновление, реализующее приближение возможностей DirectX 12 к DirectX 12 Ultimate, будет поддержано ускорителями NVIDIA GeForce RTX и Quadro RTX, а также графическими картами AMD на базе будущей архитектуры RDNA2, дискретной графикой Intel Xe-HPG и перспективными платформами нового поколения семейства Qualcomm Snapdragon.

Сразу проясним, что feature level DirectX 12_2 — это не новая версия API. Если стандартный набор функций API DirectX поддерживается любыми картами, то feature level представляет собой скорее расширение набора базовых функций, которые поддерживаются только определёнными видеокартами. Например, технология трассировки лучей в реальном времени (ray tracing), которой обладают видеокарты NVIDIA GeForce 20-й серии, — это функция feature level. Другими словами, feature level показывает, что именно поддерживает та или иная аппаратная или программная платформа.

В своём блоге компания Microsoft отмечает, что feature level DirectX 12_2 характеризуется поддержкой функций DirectX Ray Tracing 1.1, Mesh Shaders 1 (повышает качество изображения при рендеринге большого числа сложных объектов в сцене), Variable Shading Rate 2.0 (динамически регулирует затенение, снижает нагрузку на GPU и повышает производительность) и Sampler Feedback 0.9 (работает по тому же принципу, что и предыдущая технология).

Но самое интересное, что Microsoft подтвердила поддержку feature level DirectX 12_2 видеокартами NVIDIA GeForce RTX и NVIDIA Quadro RTX, будущими графическими решениями AMD на базе архитектуры RDNA2, перспективными мобильными платформами Snapdragon от Qualcomm, а также некими графическими процессорами Intel. Компания не указывает, о каких именно GPU идёт речь, оперируя лишь обобщёнными названиями архитектур. Но весьма вероятно, что, говоря про ускорители Intel, Microsoft подразумевает дискретную графику игрового уровня на базе процессоров X e -HPG, поскольку в составе мобильных процессоров Tiger Lake, анонс которых состоится в ближайшие дни, используется графическая архитектура X e -LP, для которой заявлена поддержка функции Variable Shading Rate лишь версии 1.0.

Аппаратная поддержка DirectX feature level 12_2 открывают перед разработчиками игр и приложений новые возможности. Очевидно, что рано или поздно эти расширения войдут в широкое употребление, и получается, что среди присутствующих на рынке в настоящее время видеокарт наиболее перспективны ускорители NVIDIA.

В Microsoft ожидают, что частота кадров при использовании DX12 вырастет по сравнению с DX11 более чем вдвое. Рекламные заявления следует воспринимать с осторожностью.

Gordon Mah Ung. DirectX 12’s potential performance leap is insane. PCWorld.

DirectX 12 заметно повышает производительность игр в среде Windows 10. В Microsoft ожидают, что частота кадров при использовании DX12 вырастет по сравнению с DX11 более чем вдвое. Но если верить новому тесту Futuremark API Overhead Feature, эта оценка представляется слишком консервативной.

Не так давно Microsoft и Futuremark опубликовали последние результаты выполнения теста 3DMark, позволяющего оценить, насколько игровой интерфейс API Microsoft Windows 10 стал эффективнее своего предшественника. Но прежде чем мы отправимся в этот путь, и рекламный поезд с радостными гудками отойдет от станции, позвольте напомнить, что речь идет о чисто теоретическом тесте, который не имеет никакого отношения к реальным игровым движкам.

Как мы тестировали

В нашем тестовом компьютере были установлены процессор Intel Core i7-4770K, системная плата ASUS Z87 Deluxe/Dual, 16 Гбайт оперативной памяти DDR3/1600 и твердотельный накопитель Corsair Neutron емкостью 240 Гбайт. В качестве графической платы использовались модели Gigabyte WindForce Radeon R9 290X и GeForce GTX Titan X. На плате ASUS я отключил функцию Core enhancement, разгоняющую процессор. По рекомендации Microsoft все тесты выполнялись при разрешении 1280×720 точек.

В 3DMark и Microsoft подчеркивают, что новый тест вовсе не является инструментом для сравнения графических процессоров, а лишь предлагает простой способ оценки производительности и эффективности API на одном и том же ПК. Не стоит использовать его для сравнения ПК X с ПК Y или для тестирования графических плат. Речь идет лишь о сравнении DX11 и DX12 в рамках выбранной аппаратной конфигурации.

В ходе тестирования графическому процессору посылаются команды нарисовать что-либо на экране. Эта инструкция передается через API, в роли которого выступает DX11, DX12 или AMD Mantle. Чем менее эффективным проявит себя API при управлении этими запросами, поступающими от центрального процессора к графическому, тем меньше объектов появится на экране. 3DMark быстро наращивает число запросов и объектов до тех пор, пока частота кадров, отображаемых на экране в секунду, не упадет ниже 30 кадр/с.

Первый тест представляет собой сравнение производительности DirectX 11 в однопоточном и многопоточном режиме. Затем тестировался API AMD Mantle (в случае поддержки его оборудованием), и в заключение оценивалась производительность DirectX 12.

Как видно на представленной диаграмме, производительность DirectX11 в однопоточном и многопоточном режиме оставляет желать лучшего, и при установке видеоплаты Gigabyte WindForce Radeon R9 290X едва дотягивает до 900 тыс. запросов, прежде чем частота кадров не упадет ниже 30 кадр/с. При использовании AMD Mantle число обращений возрастает уже до 12,4 млн запросов в секунду.

Споры вокруг Mantle и DirectX в любом случае можно считать законченными, коль скоро сама AMD призывает разработчиков использовать DirectX 12 или Vulkan, преемника OpenGL, ориентированного в первую очередь на игры.

Помните, я отмечал, что Futuremark не рекомендует использовать этот тест для оценки графических плат? Тем не менее было интересно выяснить, как он поведет себя на оборудовании NVIDIA, поэтому все то же самое было проделано повторно после замены платы R9 290X на GeForce GTX Titan X. Естественно, Mantle в этом случае уже не работает — соответствующий интерфейс поддерживается только аппаратными средствами AMD.

Любопытно также оценить эффективность DX12 при использовании интегрированных графических процессоров. Поскольку большинство «игроков» пользуются встроенной графикой Intel чаще, чем дискретными платами AMD и NVIDIA, этот вопрос вполне закономерен, но будем справедливы: игра на интегрированной графике – уже не игра. Поэтому особого смысла в тестировании интегрированных графических компонентов Intel я не видел.

Между тем, Microsoft опубликовала результаты собственного тестирования на машине, оснащенной процессором Core i7-4770R Crystal Well с интегрированной графикой Intel Iris Pro 5200. Этот четырехъядерный чип используется в моноблоках старшего класса и в компьютере Gigabyte Brix Pro. Он обладает наивысшей производительностью из всех существующих сейчас процессоров Intel, поэтому полученные результаты, наверное, заслуживают внимания.

В целом, все выглядело неплохо, если не проводить сравнения с предыдущими диаграммами AMD и NVIDIA.

Но помните, что DirectX обладает более высокой эффективностью и лучше раскрывает свой потенциал на многоядерных процессорах. В данном случае речь идет не о графических платах, а о том, чтобы центральный процессор не стал узким местом для графического.

С учетом всего сказанного решено было проверить, какое влияние оказывает на результаты центральный процессор, варьируя число ядер, процессорных потоков и тактовую частоту в различных конфигурациях. Я отключал у четырехъядерного Core i7-4770K два ядра, включал и отключал режим Hyper-Threading и ограничивал тактовую частоту процессора.

Лучше всего Core i7-4770K проявил себя в конфигурации по умолчанию: с четырьмя ядрами и включенным режимом Hyper-Threading. Все тесты выполнялись на плате GeForce GTX Titan X. Я сравнивал лишь производительность DirectX12, поскольку именно она нас и интересовала.

Какой процессор лучше подходит для DirectX 12?

Я попробовал также варьировать тактовую частоту, число ядер и режим Hyper-Threading на различных процессорах Intel. Это имеет важное значение для выбора комплектующих при покупке или самостоятельной сборки компьютера.

Учтите, что представленные здесь результаты только моделируют реальную производительность. Процессор Core i7-4770K имеет 8 Мбайт кеш-памяти, в то время как Celeron — только 2 Мбайт, а Core i5 — 6 Мбайт. В большинстве тестов объем кеш-памяти не оказывал заметного влияния на производительность. Однако мне специально пришлось уменьшать тактовую частоту, чтобы смоделировать работу Core i5-4670K. Ее минимальное значение составило 3,6 ГГц, что на 200 МГц выше номинальной частоты этого чипа.

Факторы производительности

Из проведенного моделирования можно сделать вывод, что для производительности DirectX 12 количество потоков важнее тактовой частоты.

Посмотрите на результаты моделирования работы двухъядерного Core i3-4330 на частоте 3,5 ГГц без использования Turbo-Boost и Hyper-Threading. Сравните их с результатами более дешевого двухъядерного Pentium G3258, разогнанного до 4,8 ГГц. Чип Pentium K, предназначенный для любителей игр с ограниченным бюджетом, — единственный незаблокированный двухъядерный чип в семействе Intel, предлагаемый за сущие копейки. Разгоняется он очень просто, и при желании любой легко может достичь рубежа в 4,8 ГГц.

Но посмотрите на результаты тестирования. Несмотря на то что тактовая частота у него на 1,3 ГГц выше, чем у моделируемого Core i3, Pentium G3258 при выполнении запросов к DirectX 12 выглядит лишь немногим лучше. Ничего удивительного в этом нет. Еще во время тестировании второго поколения процессоров Core — Sandy Bridge — в 2011 г. я обнаружил, что при выполнении многопоточных задач чип Core i5 с тактовой частотой на 1 ГГц выше демонстрировал примерно ту же производительность, что и Core i7 с включенным режимом Hyper-Threading.

К сожалению, восьмиядерный процессор Core i7-5960X был занят в других тестах, и мне не удалось испытать его с новым тестовым набором 3DMark. Но я совершенно уверен, что при установке восьмиядерного процессора, поддерживающего Hyper-Threading, рост производительности будет очень существенным.

Ну и, конечно, мы не можем обойти вниманием лучшие процессоры AMD семейства FX, Как правило, при равной тактовой частоте чипы AMD уступают продукции Intel. Четырехъядерный Haswell в большинстве тестов на производительность легко обходит восьмиядерный чип FX. Но при выполнении многопоточных задач процессор FX, несмотря на совместно используемую ядрами кеш-память, заметно приближается к Haswell, а в некоторых случаях и обходит его. Для DirectX 12 это имеет очень существенное значение, поскольку восьмиядерный процессор FX предлагается всего за 153 долл. Когда-нибудь я обязательно протестирую FX и посмотрю, действительно ли он имеет преимущества при работе с DirectX 12.

Вернемся к реальности

Не стоит воспринимать результаты тестирования буквально и ожидать в играх с DirectX 12 десятикратного роста производительности. Вы его не получите. Рекламные заявления следует воспринимать с осторожностью.

А что же на самом деле? Несмотря на заявления Microsoft о 50%-м улучшении, подкрепленные тестами Futuremark, думаю, все будет зависеть от конкретной игры и ее программного кода.

Тесты, пускай и выполненные на основе рекомендаций Microsoft и поставщиков графических плат, демонстрируют только теоретическую производительность. Они раскрывают лишь потенциал, но его еще нужно реализовать в конкретной игре, что весьма непросто.

Читайте также: