显卡认识大误区:谁在主导物理计算?
说起显卡的市占率,NVIDIA显卡高于ATI,这其中包括零售和OEM;说起3D性能,就目前双方的新一代DX11系列而言,NVIDIA在60%的大型3D游戏中领先后者,而ATI则在剩下的40%中击败对手。确实,多数人都认为NVIDIA在竞争中占据了绝对优势,其中一部分电脑用户还受此观念的影响成为N卡粉丝,不可否认笔者也是其中之一,但是最近一段时间的游戏经历,令笔者的想法发生转变。最后得出结论:单纯地偏好任何一方其实于己不利,关键还要看你玩什么游戏,以及你打算如何构建自己的PC。
说到游戏,这里不得不提到物理效果,这种复杂的计算可以令游戏画面获得空前的逼真度,要获得物理效果需游戏中加入物理计算引擎,NVIDIA与ATi在对物理引擎的支持上走了截然不同的两条路。
● 英雄难找用武之地——PhysX物理引擎
说到物理引擎,名气最响的当属PhysX,人们更容易记住它的名字,原因除了受宣传影响外,还源自它与“physics(物理学)”相同的发音和含义,将这个单词最后的字母“ics”用“X”替代,或许是为了强调它与基础3D接口DirectX的同等地位。
PhysX系统中的硬件原本是AGEIA设计的负责物理运算的PPU,它能使设计师在开发游戏的过程中,使用复杂的物理效果,而不需要像以往那样,耗费很长时间开发一套物理引擎。后来AGEIA公司被NVIDIA收购,使用CUDA架构的显卡可以为PhysX物理引擎加速。理论上PhysX系统的确是一个优秀的物理计算解决方案,但由于作为竞争对手的另一款物理引擎Havok的存在以及一系列复杂的因素,现在来看PhysX的前景不是十分乐观。
● 开放、免费、通用——Havok物理引擎
第一版Havok早在2000年的游戏开发者大会上发布,而最新的5.5版本于2008年面世,新版本的SDK更完善,更人性化,加入了新的物理效果。Havok由开放式的C语言/C++编写而成,应用范围非常广泛,Windows操作系统、Xbox、PS3等等都可以使用。Havok将物理运算分为特效和游戏运算,特效运算可由GPU来负责一部分,而游戏运算则仍然由CPU处理。由于英特尔收购Havok,它希望CPU能保持在物理计算中发挥重要作用,这时必须由NVIDIA显卡来加速的PhysX对它形成威胁,显然Intel要采取措施来抵制。
● 结果:想吃独食很困难
那么这场博弈的结果就是从Havok发布以来,有超过150款游戏应用了这项技术,大多是第一人称射击类游戏,相对而言PhysX的普及率并不理想。原因不仅仅来自Intel的强大能量,还跟物理引擎的本质有关。PhysX并不像Havok那样采用开放式语言编写,这样导致在运行中得到的硬件支持很局限。而Havok同时可以由Intel和AMD的CPU以及GPU来加速,游戏开发者也认为让自己的产品有更好的兼容性非常重要,于是一些著名的游戏公司,如艺电(EA)、暴雪(Blizzard)都纷纷选择了基于Havok开发产品。
现在随着游戏的复杂度越来越高,有越来越多种类的游戏采用Havok引擎,如《帝国时代3》和《星际争霸2》。值得一提的是,ATI很早就宣布其显卡会为Havok进行优化,并在GDC09展览中ATI演示显卡为Havok加速,引擎是基于OpenCL架构开发,CPU和GPU都能在物理计算中发挥作用。或许这也是ATI显卡在一些典型Havok游戏中表现异常出色的原因。
在物理计算这条路上,NVIDIA希望环境适应它,而ATI选择了适应环境,无奈的是这个环境中还存在更大的猛兽—Intel,前者想吃独食很不容易。
PhysX很优秀 游戏大作却用了Havok
● 物理特效游戏大作没用PhysX
话题重归ATI,尽管它所领先的游戏比NVIDIA少一些,但以此判断N强A弱是片面的,这里我们需要仔细看一下ATI擅长的部分都有哪些游戏组成。在物理特效的应用方面,有一款游戏不得不到被提到,它就是继CS之后最火热第一人称射击网战游戏——《战地》系列。
《战地:叛逆连队2》(Battlefield: Bad Company 2),是此系列中的最新作品,由艺电(EA DICE)开发。游戏开发商美国艺电确定2010年3月2日为游戏Xbox 360、PS3、PC版的首发日期。该游戏是EA DICE开发的第9款“战地”系列作品,也是《战地:叛逆连队》的直接续作,在继承前作特性的基础上,强化了多人联机载具对战和团队合作元素的设定。游戏中的物理效果基于Havok引擎开发,游戏使用了加强版的寒霜引擎,而对建筑物框架破坏和物体分块破坏的支持则是最惊艳之处。此外游戏中一些特效依靠最新DX11中的曲面细分技术实现。
《战地:叛逆连队2》既有单机故事剧情也有多人对战模式,但就画面特效而言不可与传统印象中的网站类游戏混为一谈。国内外的许多游戏评论认为它的逼真度远超过《使命召唤:现代战争2》,对环境破坏的设计在第一人称射击类游戏具有里程碑式的意义。
● 颠覆传统 《叛逆连队2》中没有猥琐
在《叛逆连队2》中,以往躲在角落中或掩体后的阴险打法将不再那么有效,因为你可以如同现实中那样用武器将掩体破坏,爆炸性武器在摧毁掩体的同时还可能击毙或伤害藏在后面的敌人。如果武器威力足够大,或是弹药足够多,你甚至可以将整栋建筑夷为平地。从效果角度来看,物体毁坏时会分解出碎片,它们的运动轨迹由物理引擎来实时计算,然后落在合理的位置,尽可能地符合现实中的情况。
对决—Havok物理特效谁支持的更好?●《叛逆连队2》对周围环境的破坏过程
木质房屋在威力强大的火箭筒轰击下只剩了一半,只要原意,你可以把另一半也轰掉。
如果敌人藏在树和电线杆后面,或者它们阻碍你的视线,可以毫不犹豫地打成两截。
● 物理特效大作的第一次较量:ATI胜
特效出色意味着对显卡性能的要求很高,这往往是设计多人游戏的大忌,它会提高用户硬件配置的门槛。然而幸运的是,ATI显卡在这款游戏中表现十分优异,即便在大分辨率+游戏特效全开+4×AA/16×AF的极致设定下,800元以上产品都能获得不错的流畅度,以下是在Core i5 750平台下,双方定位对应的三款DX11显卡之间的性能对比。
《叛逆连队2》可作为ATI和NVIDIA第一次物理游戏大作较量的裁判,因为理论上NVIDIA显卡也能对基于开放式语言的Havok引擎起到帮助,只是面向PhysX开发的架构是否对此优化就不得而知了。那么在这个公平的比试中,ATI的整体实力显然领先不少,而相同定位上的价格,ATI却低一个级别。例如HD5850的价格跟GTX465差不多,但性能却等同于GTX480。
对决—谁拿下王牌即时战略游戏?● 另一大焦点游戏:即时战略类谁称王?
吸引多人参与的竞技游戏无非有两大类:第一人称射击类和即时战略类,刚才说到的《叛逆联队2》属于前者中近期的大作,那么对于后者的支持,NVIDIA与ATI又谁优谁劣呢?要判断这个问题只需一款游戏即可,喜爱即时战略的玩家谁不爱《星际争霸》?
《星际争霸》是个该载入电脑文化发展史册的绝世之作,它的第一部作品于1998年诞生于美国暴雪娱乐,奠定了“暴雪出品必定精品”格言。可能就连当时的制作者也不曾料到它会成为迄今为止最成功的即时战略游戏,就在这款游戏发售12年后的今天,世界各地仍然在开展这款游戏的比赛,孕育出无数令人敬仰的电竞明星。
游戏界赋予《星际争霸》的评价越高,对其续作《星际争霸2》的压力就越大,暴雪多年积累的口碑让“二代不如一代”变成对它的亵渎。于是竟然时隔12年之久,我们才有幸体验到《星际争霸2》的Beta试玩版,而正式发售日期更是无法预料。这款游戏支持DX10 API,其中使用Havok引擎加入了对单位的破坏效果,游戏画面发生翻天覆地的变化,再也不是那个“无论多烂配置”都能流畅运行的游戏了。
● 万众期盼的即时战略游戏速度PK:ATI完胜
测试在相同Core i5 750平台下进行,《星际争霸2》不自带Benchmark程序,故截取Replay录像回放中的固定场景进行测试,游戏特效设定采用最高的“Ultra”模式。
说到神作,很少有游戏能和《星际争霸》相提并论,从流行的范围、时间和参与人数、竞技活动数量等角度衡量,它都达到了巅峰。12年后暴雪终于要让《星际争霸2》将神话延续,在这万众瞩目的时刻,谁的显卡能给这款游戏提供最强劲的动力,答案是ATI。
与《星际争霸》类似的《战锤40K》又如何?
《战锤40K》系列的名气没有《星际争霸》那么响,不过其最新作《战争黎明之混沌崛起》也是一款出色的3D即时战略游戏,双方性能对比依然是ATI摧枯拉朽式地胜出。
对决—谁需要花更多钱买电源?
● 使用成本也是不可忽略的开支
◎电源成本
对于中高端显卡而言,尤其是高端,“使用成本”是个不可忽略相关开支,它虽然不包含在显卡的价格里,可确实是受显卡的影响导致你必须付出的。这其中通常有两项,功耗开支和散热开支。首先我们用功率显示仪对比A卡和N卡平台在待机和满载状态时的整机功耗情况,测试平台使用的是一套Core i7+X58芯片组系统。
从对比结果来看,就如传闻中一样,NVIDIA新一代DX11显卡的节能措施确实欠佳,在仅需2D图像输出的桌面状态中,GTX480单卡的功耗竟然跟HD5870交火时不相上下。当GTX480在SLI状态时,第二片显卡的功耗为50W左右,而HD5870交火时第二片显卡仅24W。
满载状态任何显卡都要尽可能地施展性能,不太考虑节能措施。双卡时GT480整机功耗达到770W,比HD5870多了150W左右。单卡时,GT480整机功耗为500W,比HD5870多了125W左右。
当功耗差异如此之大的时候,电源选购成本的变化在预算中成为不可忽略的元素。
就追求极致性能的双卡状态而言,假设电源质量非常过硬,那么HD5870交火只需要一款额定功率650W左右的产品,而GTX480的SLi则至少需要800W额定功率的电源。这两种级别的电源在市场中的差价基本在300~500元左右,意味着选择后者除了显卡价格更高之外,还会比后者多出上述额外的开支。在看单卡状态,GTX480至少需要550W电源,而HD5870可用400W电源支撑,这两种级别电源的差价也至少有200~300元左右。
综上所述,NVIDIA的GTX400系列每款产品的价格本身明显高于同级的HD5000显卡,由于功耗差异较大的缘故,使用成本的差额中除了显卡差价外还要加上电源的差价。
对决—谁需要花更多钱买机箱?● 使用成本也是不可忽略的开支
◎散热成本
散热成本需求虽不如电源成本那么紧迫,但也可能会增加你的额外开支,先观察下列一组测试数据。
以上测试数据在裸机状态下获得,GTX480与HD5870待机时的温度虽有高低之差,但不会对安全产生影响,关键是满载时的发热情况。暂且不论显卡发热大小会影响机箱温度上升幅度,假设在机箱内环境温度都上升10℃,显卡温度会随此线性提高,那么HD5870单卡满载的GPU温度为96℃,GTX480便是101℃。这时GTX480的温度已经接近危险线,为了防止发生故障就要确保机箱通风散热效果足够控制升温,于是在机箱方面以及构建散热系统方面用户可能需要更多投资。
机箱的价格一般会和它对温度控制的能力成正比,那么HD5870和GTX480的使用成本中可能因此又会多出一些额外支出。
● 作为游戏玩家和DIYer应理性选择显卡
在游戏性能方面,NVIDIA领先的比例高于ATI,从领先游戏的价值上来看,ATI占了上风,《叛逆连队2》和《星际争霸2》这两款最具代表性的游戏可以说明问题。
因为从游戏角度衡量,最能吸引用户为此购买显卡的永远是那些多人参与的,竞技性强,网上联机系统发达的游戏。同时用户忠实度高的,在硬盘中存活时间最长的也是这类游戏。效果出众的单机游戏能给人带来感官的刺激,每隔一段时间玩一款新出的单机大作就如同三餐之余的点心,但同一游戏通关几遍后终究会索然无味,需要不断地尝试新游戏才能保持快感。
所以作为理性的消费者,在攒机买显卡前首先要做的是明确主要的娱乐项目,然后尽量选择在此项目中表现出色的产品。若从这个角度出发,ATI几乎拥有超过NVIDIA的潜在用户群体。
在用户攒机成本方面,双方的新一代显卡中ATI本身已有价格优势,而在高端系列上由于功耗和发热的因素,这个优势还会被使用成本放大。
最后综合所有因素判断,现阶段NVIDIA与ATI之间的竞争用“互有胜负”来衡量更客观,其中A卡在某些领域拥有优势应该使它获得比现在更多的追捧。
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