能否撼動DirectX?Vulkan規範性能初探
2023-06-29 23:08:12 1
在近些年顯卡性能穩步提高、能耗比再上新臺階的同時，與顯卡產品息息相關的圖形API也迎來了爆發，除去藉助AMD「饅頭」API（Mantle API，已經宣告死亡）的東風推出的新一代圖形API——DirectX 12已經來到我們身邊之外，蘋果也宣布了（紙面）針對自家OSX、iOS系統且面向移動平臺的「Metal」。而就在今年2月16日，Khronos組織也正式發布了很久以前就公布過的「Vulkan 1.0」標準規範，並帶來了包含標準規範文檔、驅動程序、SDK開發包、符合性測試在內的一整套解決方案。
Vulkan由Khronos組織推出的底層圖形API，它不同於目前僅支持AMD顯卡的Mantle API以及僅適用於Windows 10的DiretX 12 API，更不像蘋果紙面提出的「封閉式」Metal API，它是一個免費開放、開源、跨平臺的底層圖形API規範。
按照Khronos組織的說法，Vulkan得益於AMD Mantle API的啟發，為Vulkan構建了一套完善的開發體系，在功能和性能方面都十分豐富，擁有最新圖形技術、通用目的計算、預編譯著色器、多核心多線程高效率、底層驅動過載、橫跨桌面/移動/主機/嵌入式、底層GPU硬體控制、精煉API。
而在硬體支持方面，只要硬體本身支持OpenGL ES 3.1/4.x，就可以對Vulkan提供支持。而在作業系統方面，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等在內的眾多系統。
PS：Vulkan規範的相關簡介部分內容來源於網絡
「Vulkan 1.0」標準規範才剛剛發布不久（一天），AMD、NVIDIA就推出了相應的配套驅動，而Croteam更是推出了支持Vulkan規範的測試版遊戲——《塔洛斯法則》(The Talos Principle)。近日，知名國外媒體AnandTech就進行了一次比較簡單的嘗鮮測試。下面，我們就來一睹「Vulkan 1.0」這個圖形計算API在其「初級階段」的表現。
AnandTech使用的測試平臺與作業系統、驅動程序信息如下：
需要各位注意的是，由於《塔洛斯法則》並不支持DirectX 12，所以AnandTech採用的作業系統是Windows 8.1，並非最新的Windows 10。另外，由於Vulkan才剛剛誕生，尚在襁褓之中，雖然AMD、NVIDIA等廠商已經開始對Vulkan提供支持，但相應的支持卻並不完善，所以本次測試的目的也僅僅是讓各位一睹「Vulkan 1.0」在其「初級階段」的表現而已。
參測顯卡在DirectX 11、OpenGL與Vulkan三種API下的測試結果如下：
看到上面三張圖中的測試結果，各位可以看到Vulkan在《塔洛斯法則》中的表現與DirectX 11相比有非常明顯的差距，用四個字來描述就是「大幅落後」。導致這種結果出現的原因，除去Vulkan剛剛誕生，自身與其配套支持均相當不完善之外，測試項目《塔洛斯法則》本身的CPU利用率也不高，這就導致Vulkan自身的一大優勢——針對核心的呼叫調用改進無從發揮，所以這樣的結果似乎並不會讓人感到太過意外。
雖然身處「初級階段」的Vulkan實際表現不及DirectX 11，但Vulkan的表現與同樣出自Khronos之手的OpenGL相比，則會給人一種眼前一亮的感覺。因為，在對CPU依賴性相對更高的低解析度（1280 × 720）測試中，Vulkan已然有著超越OpenGL的勢頭，而在對顯卡要求相對更高的1920 × 1080或2560 × 1440解析度時，Vulkan也可以與OpenGL平起平坐。如果單獨來看GTX 980 Ti在各個解析度、不同API下的測試結果，Vulkan還能夠明顯領先於OpenGL，而這其中的原因自然就是Vulkan將取代OpenGL了。
PS：在原文中，AnandTech特別說明了R9 285、R7 370在測試中表現不盡如人意的原因是因為它倆的2GB GDDR5顯存不夠用，在測試時幾乎是佔滿的。
除了放出身處「初級階段」的Vulkan與DirectX 11、OpenGL在《塔洛斯法則》中的性能表現對比之外，AnandTech還放出了使用AMD R9 285與NVIDIA GTX 980 Ti這兩款顯卡運行《塔洛斯法則》時的實際渲染圖。下面我們再來看看在Vulkan模式下這兩種顯卡能夠帶給我們什麼樣的畫面效果。（點擊圖片可放大）
R9 285運行《塔洛斯法則》的實際渲染圖：
GTX 980 Ti運行《塔洛斯法則》的實際渲染圖：
在成像質量方面，通過上面兩組實際渲染圖，各位是不是發現找不出這兩組實際渲染圖在畫質上的區別，而且看上去似乎和DirectX 11一樣精緻。但是，就算AnandTech在測試中並沒有遇到嚴重影響視覺體驗的貼圖錯誤，但AMD、NVIDIA這兩家提供的開發者預覽版驅動還是給他們的測試帶來了不少困擾......■
