نفسر لماذا تحسن AMD أكثر من نفيديا عند الذهاب إلى دايركت 12

من المؤكد أنك قرأت أو سمعت أن بطاقات رسومات AMD أفضل بكثير في DirectX 12 من Nvidia ، وأن البنية المستخدمة من قبل الأولى أكثر استعدادًا للعمل مع واجهة برمجة تطبيقات الجيل الجديد. هذه تأكيدات نراها عادةً كل يوم ، ولكن هل AMD أفضل حقًا من Nvidia في DirectX 12؟ نقول لك كل ما تحتاج إلى معرفته في هذا المنشور.

الحمل هو سبب تحسين AMD مع DirectX 12

منذ أن بدأ DirectX 12 في الحديث ، رأينا رسومًا بيانية مقارنة كما يلي:

تقارن هذه الرسومات بين بطاقتي رسومات مكافئتين ، مثل GeForce GTX 980 Ti و Radeon R9 Fury X ، إذا مررنا بالصور السابقة نرى أن AMD لديها مكاسب أداء وحشية عند الانتقال من DirectX 11 إلى DirectX 12 ، ضد Nvidia ، فإنها تظل يساوي أو يفقد الأداء عند بدء العمل مع واجهة برمجة التطبيقات الجديدة. عند رؤية هذا ، قد يعتقد أي مستخدم أن بطاقة AMD أفضل بكثير من بطاقة Nvidia.

ننتقل الآن إلى الصورة التالية:

يقارن الرسم البياني هذه المرة أداء GeForce GTX 980 Ti و Radeon R9 Fury X في DirectX 11 و DirectX 12. ما يمكننا رؤيته هو أنه في DirectX 11 ، تنتج بطاقة Nvidia ضعف ضعف AMD تقريبًا ، وعند الانتقال إلى DirectX 12 ، يكون الأداء متساويًا. نرى أن Radeon R9 Fury X يحسن أداءه كثيرًا عند العمل مع DirectX 12 و GeForce GTX 980 Ti يتحسن بشكل أقل. على أي حال ، فإن أداء كليهما تحت DirectX 12 هو نفسه لأن الفرق لا يصل إلى 2 FPS لصالح Fury X.

عند هذه النقطة علينا أن نسأل أنفسنا لماذا AMD لديها مثل هذا التحسن عند الانتقال إلى DirectX 12 و Nvidia تتحسن بشكل أقل. هل تعمل AMD بشكل أفضل مع DirectX 12 من Nvidia أم أنها تواجه مشكلة كبيرة في DirectX 11؟

الجواب هو أن AMD لديها مشكلة كبيرة تحت DirectX 11 ، وهي مشكلة تجعل أداء بطاقاتها أسوأ من أداء Nvidia. تتعلق هذه المشكلة بالاستخدام الذي تقوم به برامج تشغيل البطاقة للمعالج ، وهي مشكلة تعرف باسم "حمل علوي " أو تحميل زائد.

تستخدم بطاقات رسومات AMD المعالج بشكل غير فعال للغاية تحت DirectX 11 ، للتحقق من هذه المشكلة ، علينا فقط أن ننظر إلى مقاطع الفيديو التالية التي تحلل أداء Radeon R7 270X و GeForce GTX 750 Ti مع Core- i7 4790K ثم مع Core-i3 4130. كما نرى ، يفقد الرسم البياني AMD المزيد من الأداء عند العمل مع معالج أقل قوة.

لعبة Far Cry 4

Ryse: ابن روما

حرب القد المتقدم

يكمن مفتاح ذلك في " قائمة انتظار الأوامر " أو قوائم الأوامر ضمن DirectX 11. وبطريقة بسيطة ومفهومة يمكننا تلخيصها في أن بطاقات رسومات AMD تأخذ جميع مكالمات الرسم إلى واجهة برمجة التطبيقات وتضعها في جوهر معالج واحد ، وهذا يجعلهم يعتمدون بشكل كبير على الطاقة أحادية الترابط للمعالج وبالتالي يعانون بشكل كبير عند العمل مع معالج أقل قوة لكل نواة. هذا هو سبب معاناة رسومات AMD بشكل كبير مع معالجات AMD FX ، أقل قوة بكثير لكل نواة من معالجات Intel.

بدلاً من ذلك ، تأخذ Nvidia مكالمات السحب إلى واجهة برمجة التطبيقات وتقسمها بين نوى المعالج المختلفة ، وبذلك يتم توزيع الحمل ويتم استخدام أكثر كفاءة وأقل طاقة تعتمد على قلب المعالج. ونتيجة لذلك ، تعاني AMD من النفقات العامة أكثر بكثير من Nvidia تحت DirectX 11.

التحقق من هذا الأخير بسيط للغاية ، علينا فقط مراقبة AMD وبطاقة رسومات Nvidia تحت نفس اللعبة ونفس المعالج وسنرى كيف في حالة Nvidia تعمل جميع النوى بطريقة أكثر توازنا.

تم إصلاح هذه المشكلة العامة تحت DirectX 12 ، وهذا هو السبب الرئيسي وراء تحقيق مكاسب هائلة في أداء بطاقات الرسومات AMD من DirectX 11 إلى DirectX 12. إذا نظرنا إلى الرسم البياني التالي ، فإننا نرى كيف أنه لم يعد يتم فقدان أداء DirectX 12 عند الانتقال من معالج ثنائي النواة إلى واحد من أربعة.

ولماذا لا تفعل AMD مثل Nvidia؟

يعد تنفيذ Nvidia لقوائم انتظار الأوامر في DirectX 11 مكلفًا للغاية ، ويتطلب استثمارًا كبيرًا في المال والموارد البشرية. كانت AMD في وضع مالي سيئ لذا ليس لديها نفس الموارد التي تستثمرها Nvidia. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المستقبل يمر عبر DirectX 12 ولا توجد مشكلة عامة لأن API نفسه مسؤول عن إدارة قوائم انتظار الأوامر بطريقة أكثر كفاءة.

بالإضافة إلى ذلك ، يعاني منهج Nvidia من مشكلة كونه أكثر اعتمادًا على تحسين برامج التشغيل ، لذلك تكون Nvidia عادةً أول من يطلق إصدارات جديدة من برامج التشغيل الخاصة به في كل مرة تأتي فيها لعبة مهمة إلى السوق ، على الرغم من أن AMD قد وضعت مكدسات على هذا في الآونة الأخيرة. يتميز منهج AMD بكونه أقل اعتمادًا على برامج التشغيل ، لذا لا تحتاج بطاقاتها إلى إصدارات جديدة بشكل عاجل مثل Nvidia ، وهذا أحد الأسباب التي تجعل بطاقات الرسومات Nvidia تزداد سوءًا مع مرور الوقت عندما لم تعد مدعومة.

وماذا عن تظليل غير متزامن؟

كان هناك أيضًا الكثير من الحديث عن Shaders غير المتزامن ، فيما يتعلق بهذا الأمر ، يجب أن نقول فقط أنه تم إعطاؤه الكثير من الأهمية عندما يكون الحمل في الواقع أكثر أهمية وتحديد أداء بطاقة الرسومات. تدعمها Nvidia أيضًا على الرغم من أن تنفيذها أبسط بكثير من AMD ، والسبب في ذلك هو أن هندسة Pascal تعمل بطريقة أكثر كفاءة لذا لا تحتاج إلى Shader غير المتزامن مثل AMD.

تتضمن رسومات AMD ACEs ، وهي عبارة عن محرك أجهزة مخصص للحوسبة غير المتزامنة ، وهو جهاز يشغل مساحة على الشريحة ويستهلك طاقة ، لذا فإن تنفيذه ليس نزوة ، ولكن بسبب نقص كبير في بنية Core Graphics. التالي من AMD مع الهندسة. تعتبر بنية AMD غير فعالة للغاية عندما يتعلق الأمر بتوزيع عبء العمل بين وحدات الحساب المختلفة والنوى التي تشكلها ، وهذا يعني أن العديد من النوى خارج العمل وبالتالي تضيع. ما تفعله ACEs و Shader غير المتزامن هو "إعطاء العمل" لهذه النوى التي ظلت عاطلة عن العمل حتى يمكن استغلالها.

في الجزء الآخر لدينا رسومات Nvidia استنادًا إلى معماريتي Maxwell و Pascal ، وهي أكثر كفاءة في الهندسة وعدد النوى أقل بكثير من رسومات AMD. هذا يجعل بنية Nvidia أكثر كفاءة عندما يتعلق الأمر بتقسيم العمل وليس هدر العديد من النوى كما هو الحال في AMD. يتم تنفيذ Shaders غير المتزامن في Pascal من خلال البرامج ، حيث إن تنفيذ الأجهزة لن يوفر أي ميزة أداء تقريبًا ، ولكنه سيكون عبئًا على حجم الشريحة واستهلاكها للطاقة.

يوضح الرسم البياني التالي مكاسب أداء AMD و Nvidia مع تظليل Mark Time Spy 3D غير المتزامن:

يعتمد ما إذا كانت نفيديا ستقوم بتطبيق Shaders غير متزامن في المستقبل على الفوائد التي تفوق الضرر.