能否撼動(dòng)DirectX?Vulkan規(guī)范性能初探

    在近些年顯卡性能穩(wěn)步提高、能耗比再上新臺(tái)階的同時(shí)，與顯卡產(chǎn)品息息相關(guān)的圖形API也迎來(lái)了爆發(fā)，除去借助AMD“饅頭”API（Mantle API，已經(jīng)宣告死亡）的東風(fēng)推出的新一代圖形API——DirectX 12已經(jīng)來(lái)到我們身邊之外，蘋果也宣布了（紙面）針對(duì)自家OSX、iOS系統(tǒng)且面向移動(dòng)平臺(tái)的“Metal”。而就在今年2月16日，Khronos組織也正式發(fā)布了很久以前就公布過(guò)的“Vulkan 1.0”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并帶來(lái)了包含標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文檔、驅(qū)動(dòng)程序、SDK開發(fā)包、符合性測(cè)試在內(nèi)的一整套解決方案。

    Vulkan由Khronos組織推出的底層圖形API，它不同于目前僅支持AMD顯卡的Mantle API以及僅適用于Windows 10的DiretX 12 API，更不像蘋果紙面提出的“封閉式”Metal API，它是一個(gè)免費(fèi)開放、開源、跨平臺(tái)的底層圖形API規(guī)范。

    按照Khronos組織的說(shuō)法，Vulkan得益于AMD Mantle API的啟發(fā)，為Vulkan構(gòu)建了一套完善的開發(fā)體系，在功能和性能方面都十分豐富，擁有最新圖形技術(shù)、通用目的計(jì)算、預(yù)編譯著色器、多核心多線程高效率、底層驅(qū)動(dòng)過(guò)載、橫跨桌面/移動(dòng)/主機(jī)/嵌入式、底層GPU硬件控制、精煉API。

    而在硬件支持方面，只要硬件本身支持OpenGL ES 3.1/4.x，就可以對(duì)Vulkan提供支持。而在操作系統(tǒng)方面，Vulkan目前似乎不支持蘋果提出的Metal，但卻可以支持Android、Windows XP/7/8/10、SteamOS、Ubuntu、Red Hat、Tizen等在內(nèi)的眾多系統(tǒng)。

    PS：Vulkan規(guī)范的相關(guān)簡(jiǎn)介部分內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)

    “Vulkan 1.0”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范才剛剛發(fā)布不久（一天），AMD、NVIDIA就推出了相應(yīng)的配套驅(qū)動(dòng)，而Croteam更是推出了支持Vulkan規(guī)范的測(cè)試版游戲——《塔洛斯法則》(The Talos Principle)。近日，知名國(guó)外媒體AnandTech就進(jìn)行了一次比較簡(jiǎn)單的嘗鮮測(cè)試。下面，我們就來(lái)一睹“Vulkan 1.0”這個(gè)圖形計(jì)算API在其“初級(jí)階段”的表現(xiàn)。

AnandTech使用的測(cè)試平臺(tái)與操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序信息如下：

    需要各位注意的是，由于《塔洛斯法則》并不支持DirectX 12，所以AnandTech采用的操作系統(tǒng)是Windows 8.1，并非最新的Windows 10。另外，由于Vulkan才剛剛誕生，尚在襁褓之中，雖然AMD、NVIDIA等廠商已經(jīng)開始對(duì)Vulkan提供支持，但相應(yīng)的支持卻并不完善，所以本次測(cè)試的目的也僅僅是讓各位一睹“Vulkan 1.0”在其“初級(jí)階段”的表現(xiàn)而已。

參測(cè)顯卡在DirectX 11、OpenGL與Vulkan三種API下的測(cè)試結(jié)果如下：

    看到上面三張圖中的測(cè)試結(jié)果，各位可以看到Vulkan在《塔洛斯法則》中的表現(xiàn)與DirectX 11相比有非常明顯的差距，用四個(gè)字來(lái)描述就是“大幅落后”。導(dǎo)致這種結(jié)果出現(xiàn)的原因，除去Vulkan剛剛誕生，自身與其配套支持均相當(dāng)不完善之外，測(cè)試項(xiàng)目《塔洛斯法則》本身的CPU利用率也不高，這就導(dǎo)致Vulkan自身的一大優(yōu)勢(shì)——針對(duì)核心的呼叫調(diào)用改進(jìn)無(wú)從發(fā)揮，所以這樣的結(jié)果似乎并不會(huì)讓人感到太過(guò)意外。

    雖然身處“初級(jí)階段”的Vulkan實(shí)際表現(xiàn)不及DirectX 11，但Vulkan的表現(xiàn)與同樣出自Khronos之手的OpenGL相比，則會(huì)給人一種眼前一亮的感覺(jué)。因?yàn)?/span>，在對(duì)CPU依賴性相對(duì)更高的低分辨率（1280 × 720）測(cè)試中，Vulkan已然有著超越OpenGL的勢(shì)頭，而在對(duì)顯卡要求相對(duì)更高的1920 × 1080或2560 × 1440分辨率時(shí)，Vulkan也可以與OpenGL平起平坐。如果單獨(dú)來(lái)看GTX 980 Ti在各個(gè)分辨率、不同API下的測(cè)試結(jié)果，Vulkan還能夠明顯領(lǐng)先于OpenGL，而這其中的原因自然就是Vulkan將取代OpenGL了。

    PS：在原文中，AnandTech特別說(shuō)明了R9 285、R7 370在測(cè)試中表現(xiàn)不盡如人意的原因是因?yàn)樗鼈z的2GB GDDR5顯存不夠用，在測(cè)試時(shí)幾乎是占滿的。

    除了放出身處“初級(jí)階段”的Vulkan與DirectX 11、OpenGL在《塔洛斯法則》中的性能表現(xiàn)對(duì)比之外，AnandTech還放出了使用AMD R9 285與NVIDIA GTX 980 Ti這兩款顯卡運(yùn)行《塔洛斯法則》時(shí)的實(shí)際渲染圖。下面我們?cè)賮?lái)看看在Vulkan模式下這兩種顯卡能夠帶給我們什么樣的畫面效果。（點(diǎn)擊圖片可放大）

R9 285運(yùn)行《塔洛斯法則》的實(shí)際渲染圖：

GTX 980 Ti運(yùn)行《塔洛斯法則》的實(shí)際渲染圖：

    在成像質(zhì)量方面，通過(guò)上面兩組實(shí)際渲染圖，各位是不是發(fā)現(xiàn)找不出這兩組實(shí)際渲染圖在畫質(zhì)上的區(qū)別，而且看上去似乎和DirectX 11一樣精致。但是，就算AnandTech在測(cè)試中并沒(méi)有遇到嚴(yán)重影響視覺(jué)體驗(yàn)的貼圖錯(cuò)誤，但AMD、NVIDIA這兩家提供的開發(fā)者預(yù)覽版驅(qū)動(dòng)還是給他們的測(cè)試帶來(lái)了不少困擾......■