NVIDIA才有的特权 CUDA让你爱不释手

PChome | 编辑: 夏阳 2011-06-30 06:00:00原创 返回原文

谁才是真正的游戏利器?

弱肉强食的图形计算界能够笑到最后的也仅剩NVIDIA和AMD,他们的战争从未消停,无论是各大评测的评论栏上,还是论坛和QQ群里的帖子中,两阵营的粉丝也是为此争论不休。多年的争端,谁才是真正的游戏利器?

二者的斗争从未休止

事物都有两面性,讨论孰优孰劣,首先要在同一个起点上,即论点明确,不能单纯的说某某某好,显卡也是如此。

很多网友喜欢这么说“A卡好”,或者是“N卡好”,这显然是没有一个相对的论点,只是一厢情愿罢了。多少钱的显卡和多少钱的显卡比?在哪一款或者是哪些款游戏相比?无论是NVIDIA还是AMD,产品的架构才能决定定位,定位才能决定价格,对手也是如此。

举个例子,GTX560接过GTX460的大旗,将价格定位于1499,目的是和HD6870处在同一个档次上,而事实上HD6870的售价应该稍稍高于GTX560一些,大概在1599~1799之间,这样的话,GTX560性能若是稍稍次于HD6870的话那有情可原,毕竟NVIDIA可以说一分价钱一分货,想选择高性能的显卡产品可以考虑我们家的GTX560Ti;如果性能反而大差不差,甚至优于HD6870的话,那谁才是王者便很明了了。

 


 

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PhysX让游戏世界更加真实

为了更加吸引消费者的眼球,增加自身的竞争力,NVIDIA和AMD也不是一味的提升3D性能,尤其是NVIDIA收购了Agiea之后把PhysX计算加入了自家的显卡之中,提升游戏的逼真效果,这一点在很多游戏中都能够体验的到,虽然目前的主流物理引擎仍然是Havok,但越来越多的游戏厂商开始选择了PhysX。

官方网站截图

拿最近的例子来说,《全球使命》这款游戏除了是第一款采用虚幻III引擎技术开发的第三人称设计网游之外,它还是第一款采用物理加速的网游,利用物理加速技术,可以让战场中的各种效果更加逼真生动。

Benchmark视频

这是一段Benchmark的录像,我们可以看到左侧是关闭掉物理加速的效果,而右边则是开启了物理加速之后的效果。从右侧的画面中可以看到火焰的喷射,水花四溅,石头,玻璃渣以及报纸等一些场景效果非常的逼真,但是在没有开启物理加速的情况下,这些画面是看不到的。

这种效果,如果使用AMD或者是Intel的CPU来做物理计算的话,那么无论多好的显卡,无论多好的CPU,都会卡成幻灯片,因为物理计算的吞吐量实在是太大了,若是使用NVIDIA的显卡的话,开启PhysX,仅仅牺牲一点点帧率来换取非常棒的效果是非常可取的。

下面是关闭和开启PhysX的游戏帧数表现:

全球使命Benchmark表现情况

上文视频我们已经了解到,AMD的显卡是无法开启PhysX的,而没有开启GPU PhysX加速的画面是非常空的,里面各种特效基本都看不见,拥有87帧的速率也无法享受绚丽的画面,而使用目前比较强的SNB 2600K的CPU进行PhysX运算也无法达到最低流畅值。

CUDA帮你塞满iPhone4

多媒体带动了移动设备的发展,现在iPad,iPhone几乎成了“街机”,人人都有,但普通的影音格式却无法在这些设备上播放,因此非常繁琐转码难题就接踵而来。NVIDIA针对这一难题,发挥自家CUDA架构强大的并行计算能力,大大缩短了等待的时间,以往需要几个小时的任务,现在只需十几分钟,影音品质却几乎没有损失。

一个普通的CPU有两颗核心,高端一点儿的是四核,就算旗舰i7 980X也不过是六核心12线程,如今随便拿出一款NVIDIA显卡就有上百个CUDA核心,如果能让它们代替CPU做一些繁重的工作岂不是美事?

视频转码对CPU而言是一件苦差,它会使CPU满载,同时再做其它事效率会大打折扣,而且视频压缩耗时漫长,有时等了一晚往往只处理好一部片子。不过利用CUDA庞大的通用计算矩阵可以令转码效率大幅增加,同时CPU资源还可以腾出来为其它操作服务。

MediaCoder是著名的免费转码软件,能很好地支持CUDA运算,下面我们将用它测试GTX580用作CUDA转码时的效率。AMD显卡不支持CUDA,无法参与测试对比,尽管AMD驱动中自带基于Stream技术的AVIVO转码器,单输出的视频质量并不理想,因此现实中也鲜见有人使用。

测试方案设定:

测试压缩一部446MB的1080P HD.264视频,码率20000KB/s,输出规格为184MB的720P H.264视频,码率压缩到8192KB/s,记录所耗时间。

测试中用在用CUDA转码时,将CPU启用核心数量关闭到最后一个,使主要工作移交给GPU,从而测试出更准确的GPU转码速率。

顶级CPU也无法和CUDA同日而语

转码软件目前已经支持多线程处理器了,那么桌面级最好的多线程处理器Core i7 980X在做转码的时候也比GTX560落后足足30秒,这种差距随着视频文件的容量变大而变大,当然,Intel的最新的核显也加强了该功能。

 AMD的AVIVO是AMD自家利用VPU(GPU)来执行格式转码的软件,虽然如此,但是推广和实际效果并不是太理想,市场上的呼声很小,该应用的确没有NVIDIA的CUDA和Intel的核显转码来的成熟。

3D Vision可带来震撼的视觉效果

随着消费者对视觉的需求越来越高,3D技术应运而生,这同时也是近几年来包括多媒体、电视、显示器厂商,以及NVIDIA和AMD都在推的一个技术。

偏振模式下的3D眼镜

配合3D眼镜可以体验到真实震撼的3D视觉

3D的原理是通过NVIDIA让GeForce显卡在计算游戏(影片效果是通过双摄像头实现的)时将每一帧计算出两个不同的画面,显示在显示器上,然后通过3D Vision眼镜让左右眼分别看到不同的画面,从而给人眼以错觉,让我们的眼睛误认为看到了一个“三维”的物体,从而实现立体成像技术的。

由于3D的实现要消耗平均2倍的性能,因此一些大型游戏就对显卡提出了更高的要求,而GTX560就恰好可以满足,在只要不是在超大分辨率的情况下,GTX560可以给我们带来最完美的3D体验,当然,发烧友也可以选择GTX560双路SLI。

3D Vision

NVIDIA自从G80开始就加入了3D Vision,经过GF9,GT200,Fermi的不断完善和优化的技术积淀,如今的3D技术已经炉火纯青,完美实现3D电视,动画,游戏的视觉效果,这一点上AMD是刚刚起步,很多技术尚待完善。

CUDA把CPU解放出来

不说大尺寸显示器,大容量硬盘带动了高清,还是高清带动了前者这个先鸡先蛋的问题。高清电影的确成了目前的主流,彻底摆脱了VCD影碟机+电视的那种时代。

在电脑进入千家万户后,随着大尺寸液晶显示器的平民化,人们逐渐习惯于将播放影片的任务交给它来完成,以至于PC机种中很快演化出一个新的分支—HTPC。顾名思义,它的主要用途是播放高清影视,体型小巧,可放入家庭影院的机柜里,当然最重要的是拥有足够的高清解码能力。

解码,就是将视频文件中的数据转变根据其编码规则转化为视频信息,这是当今大多数视频播放的形式。超大码率的高清影片(如H.264的1080P)需要消耗大量的CPU资源才能保证每秒钟有足够帧数的画面输出,而CPU性能较差的PC无法获得流畅的画面。1080P影片的分辨率达到1920×1080,观看时赏心悦目,这是以往用DVD机和电视都无法企及的高级享受,在现在的家用影碟设备中只有蓝光DVD机能做到。

假设一部高清影片中视频部分的数据为24GB,片长120分钟,这意味着电脑平均每分钟要处理200MB的数据,如果电脑解码的效率低于这个数字,那么影片的播放便会出现不连贯的卡顿,这样显然就谈不上享受了。

要解决这个问题有两个办法,传统方式是装备一枚性能较强的CPU,使高清解码效率满足需求。但这样也有个问题,就是播放影片时CPU的占用率相当高,此时若再进行其它任何操作都会非常慢。

另一个办法是利用GPU庞大的并行处理线程进行高清解码,这是最理想的解决方案,GPU相对CPU在这方面有得天独厚的优势。还拿Core i7 980X来说,拥有着6核12线程的规格,而显卡则随便拿来一片并行线程数量都会有几十个,甚至上百个。

NVIDIA很早就在GPU中加入对高清解码的支持,称为PureVideo技术,可以通过高清解码软件来调用CUDA流处理器从而达到PureVideo高清解码的目的。

常用的高清解码软件——PowerDVD/暴风影音

NVIDIA的CUDA技术的成功,越来越多的软件开始支持并积极发挥CUDA所拥有的功能,现在比较流行和常用的播放软件如PowerDVD,暴风影音等均支持NVIDIA的高清加速,在选项里简单设置一下,就可以让CPU彻底解放出来。

PowerDVD设置方法:

在主界面中点击鼠标右键,选择“设置”这一项,从中可以找到开启高清硬件解码的选单。

勾选“启用硬件加速”选项后此功能便被激活。在后面的括号里,程序还会显示目前所使用的硬件解码方案。

暴风影音设置方法:

在主界面点击鼠标右键弹出菜单,选择“高级选项”。

 

在高级选项菜单的“高清”栏目中,勾选“播放高清文件时默认开启加速”便可激活GPU解码功能。下放的信息栏里,程序识别出目前默认的高清加速方案。

接下来让我们用PowerDVD和暴风影音为读者展示用NVIDIA GPU为高清硬件解码加速的效果。

●PowerDVD10高清解码加速开启前后效果对比

测试所用显卡:NVIDIA Geforce GTX560-256bit/1024MB

◎ H.264格式1080P视频

硬件解码加速关闭,CPU占用率:76%

硬件解码加速开启,CPU占用率:1%

◎ MPEG-2格式1080P视频

硬件解码加速关闭,CPU占用率:47%

硬件解码加速开启,CPU占用率:2%

◎ VC-1格式1080P视频

硬件解码加速关闭,CPU占用率:45%

硬件解码加速开启,CPU占用率:1%

PowerDVD能够充分利用NVIDIA显卡为高清视频解码,其效率之高已无需言表。三项测试中开启硬件解码后CPU占用率都在1%~2%之间徘徊,几乎处于闲置状态。所以在播放视频的同时,你完全可以做一些其它的事情,不会觉得丝毫卡顿。

●暴风影音高清解码加速开启前后效果对比

测试所用显卡:NVIDIA Geforce GTX560-256bit/1024MB

◎ H.264格式1080P视频

硬件解码加速关闭,CPU占用率:81%

硬件解码加速开启,CPU占用率:5%

◎ MPEG-2格式1080P视频

硬件解码加速关闭,CPU占用率:38%

硬件解码加速开启,CPU占用率:15%

◎ VC-1格式1080P视频

硬件解码加速关闭,CPU占用率:87%

硬件解码加速开启,CPU占用率:16%

暴风影音的高清解码也有不俗的效果,除了MPEG-2之外,其余的H.264和VC-1格式在硬件加速开启之前CPU占用率都有天壤之别。尽管PowerDVD在此方面的强悍能力不可逾越,但毕竟这款软件支持更全面的视频编码格式,况且最高15%左右的CPU占用率也不会对用户的其它操作造成影响。

● 查看一下显卡配置 PureVideo HD可能就在你的电脑里

无需过多言语熏染,以上测试想必已经证明了一切。读完本文后你要做的第一件事就是选中“我的电脑”,点鼠标右键-->属性-->设备管理器-->显示适配器。如果看见“NVIDIA Geforce”,恭喜你,只要这台电脑不是太古老,它都具备PureVideo的功能。如果你刚准备攒机,那么购买代数越新的型号,就获得越全面的高清加速效果。有人问,本次测试所用的GTX560是NVIDIA最近发布的中高端显卡,那么如GT210、9500GT这样的入门级产品的高清解码性能会不会不够?如果你了解NVIDIA CUDA架构便知答案是什么,虽然这些入门级显卡的流处理器数量较少,但仍是CPU核心数量的十几倍,做高清解码加速还是小菜一碟。

NVIDIA倍线技术让视频更清晰

受国内网络带宽的制约,普及1080P真高清恐怕尚需时日,目前喜欢下载的用户选择最多的还是720P甚至是480P。利用NVIDIA的倍线技术,就可以把这些本身画质一般或者是分辨率低的视频优化,输出的画质可以媲美1080P真高清。

关于倍线技术,好多人可能会觉得陌生,其实倍线技术的原理是软件分析前后数帧的画面,将其中的有效色彩信息提取出来补全到每一帧当中,实现提升色彩表现、清晰度和对比度的目的,可以将低分辨率的视频输出为高清信号。

正如上面的对比图所示,左边为480P的DVD画质,右边就是经过倍线技术优化过的1080P画质,我们可以看出将标清视频插值扩充至高清分辨率之后,画面细节与品质均大幅提升。

作为普通消费者,你不需要去了解它的实现原理,你只需要拥有NVIDIA CUDA架构的显卡和支持倍线优化的播放器,即可感受这种质的飞跃。

常用的播放软件如何设定:

PowerDVD:

上图即为PowerDVD设置中的TrueTheater特效选项,我们可以自由开启和关闭TrueTheater HD,以及是否选择NVIDIA CUDA技术的支持,如果不勾选的话,软件将会以CPU软解方式进行倍线,但将会非常非常消耗CPU资源。

TotalMedia Theatre 3-SimHD:

通常情况下,SimHD是不启用的,表现为软件标题栏内的SimHD选项是不可选的。而只有播放DVD碟片时才会才不同颜色高亮。

点击SimHD图标,可以选择SimHD设置,设置选项非常丰富。可以对处理方式、分辨率以及清晰度等进行调节。特别是提供了GPU还是CPU的处理方式,充分考虑了不同类型的用户。那在设置好之后,SimHD还另外提供有4种倍线显示方式,分别为无、普通、比较和拆分,分别以不同的形式让使用者对倍线前后DVD画质上的变化进行比较。

画质差距对比:

而除了对于普通DVD进行倍线,TrueTheater更具实用性的是其可以为任何一部视频进行倍线,适用范围非常广泛,比如上面测试的这部X264编码、720P画质、MKV格式的《2012》,并且倍线技术依然能对其画质再提升。

从上图的对比来看,虽然左图表现的720P画质已达到高清的基本标准,不过在倍线之后,画面上的草丛等细节表现更为锐利,其画质也进一步向1080P靠近。

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