- TEST: VULKAN vs OpenGL – AMD proti NVIDIA v DooM
aneb jak to vypadá, když se optimalizuje!
Jak to vypadá, když hra využívá grafické karty skutečně pořádně se vší, co nabízí? Roky jsme mnozí tvrdili, že hry jsou špatně optimalizované, a že výkon některých grafik v některých hrách, nedává prostě smysl a rozhodně to není záležitost ovladačů, protože není normální, aby výrobce GPU musel ještě opravovat a dodělávat práci za vývojáře her. Posledních pár měsíců nám dává za pravdu.
AMD před časem se svým API MANTLE celému světu naplno ukázalo, že problém už je i ve vlastních API (DirectX i OpenGL), které vůbec řídí využívání hardware, a že jsou zastaralé, omezují výkon moderního HW a nevyužívají jeho možností. A tak začal horentní vývoj a na základech MANTLE vznikly zcela nová API. DirectX12 a API VULKAN. Obojí přináší mnohem lepší využití HW prostředků a v posední době není měsíce, kdy by nepřišla nějaká nová hra, která to v praxi ukazuje.
Pár ukázek toho, že některé grafické karty (zejména AMD) v DirectX11 hrách trpěly nevyužíváním jejich výkonu a omezením ze strany procesorů, se v poslední době objevilo v prvních DirectX12 hrách. Dnes poprvé se ale můžeme podívat, že otevřené API OpenGL na tom nebylo o nic lépe než DX11 (dokonce možná i hůře). Do výborné hry DooM, která jako jedna z mála velkých AAA her staví na OpenGL místo DirectX, totiž dorazil masivní technologický patch, který do hry přináší řadu technologií z nového API VULKAN. A černě na bílém můžeme vidět, jak tragická situace s optimalizacemi byla a jak trpěl zejména modernější a výkonnější HW, který prostě nemohl ukázat, co skutečně umí.
VULKAN stejně jako DirectX12 pokračují v tom, co začalo AMD s API MANTLE (VULKAN je vlastně otevřené MANTLE, co by nový standard otevřeného API a nástupce OpenGL). V první řadě odstraňují zásadní nedostatky a omezení a to hlavně kolem „bottlenecku“ procesorů, čímž trpěla zejména technologicky a paralelně pokročilejší grafická architektura AMD GCN – méně paralelní NVIDIA s tím takový problém neměla. V druhé řadě pak výrazně více využívají grafického i výpočetní výkonu grafik. V obou případech jsou nová API tzv. nízko-úrovňová, tedy že umožňují skutečně maximální využití a kontrolu nad HW prostředky a jejich maximální využití. Samozřejmě to vyžaduje poněkud kvalitnější programování. Výkonové přínosy jsou ale masivní, tedy pokud je na to hardware připravený. Výhodou pak je, že už se nic nemusí složitě ladit a opravovat přes ovladače grafik v podstatě mnoho věcí už ani ladit nejde. Důležité ale je, aby hardware dodržoval standardy určitým způsobem, což vývojářům usnadňuje práci a optimalizaci už právě v základu.
Tvůrci nového DooM pak názorně předvádějí, jak to vypadá, když se věci dělaly doteď klasickým způsobem, a pak jak to vypadá, kdy se opravdu optimalizuje. Jinými slovy, jak vypadá stejná hra z hlediska výkonového a technického využití stejného HW, když běží ve starším API OpenGL a pod novým API VULKAN. Výsledek? Někdo by potřeboval pořádně nakopat … toho výkonu, za který jsme platili a který jsme živili, a který nebyl nijak využíván. Je to smutná, ale naštěstí se věci lepší a hodně!
Otestovali jsme tedy pro vás znovu hru DooM a porovnali, jak jednotlivé grafické karty běhají pod původním OpenGL a pod novým VULKAN …
- DooM – OpenGL vs VULKAN výkon
Samozřejmě jsme museli všechno otestovat znovu, naštěstí máme vše potřebné. Hru DooM jsme testovali, když vyšla, ale od té doby proběhlo pár update hry a také ovladačů grafik, takže se trochu výkony změnili. Spolu s původním OpenGL jsme pak otestovali stejnou hru s nejnovějším update s technologiemi z API VULKAN.
Vše na naší redakční sestavě (viz grafy). Rozdíl nás šokoval ve smyslu, že jsme věděli že lze optimalizací získat více, ale až o tolik? Stejná hra zcela jiný výkon, když se využívá výkonu grafik, jaký skutečně mají. Pro vaši informaci tak začněme výpočetním výkonem, které současné grafické karty (ty které máme v testu) opravdu mají:
Ve hrách samozřejmě záleží i na dalších věcech a parametrech a výbavě grafik samotných. Například velikost grafické paměti, výkon paměťového subsystému, výkon v některých oblastech (tessellační jednotky apod.). Nicméně ten výpočetní výkon tady prostě je a teď záleží na aplikaci (herních vývojářích) kolik ho dokáže využít. Pokud má tedy výkonná grafika v nějaké hře špatný výkon, problém je téměř vždy na straně aplikace a jejího vývojáře. Není to grafická karta, co má špatný výkon, je to aplikace (hra) co má špatný výkon. Jak to vypadá, když dnes vývojáři mají možnosti jak využít výkonu grafik? Podívejte se:
- OpenGL vs VULKAN v 1920x1080
Nejdříve nízké rozlišení, kde se nejvíce projevuje případné omezení výkonem procesoru. Nové VULKAN (stejně jako DX12) odstraňují tzv. bottlenecky a zejména u AMD grafik to samotné přináší hodně. Součástí VULKAN i DX12 jsou ale speciální možnosti využití souběžně grafického a výpočetního výkonu (Compute shadery) a to nahání ještě mnohem více. Zde už pak záleží skutečně na výkonu té které grafiky a toho jak ho dokáže nabídnout:
AMD potvrzuje, že GCN opravdu trpělo nevyužitím ze strany vývojářů her a nárůst výkonu je bezprecendentní a klidně 50% u některých AMD grafik! Nějaké to zvýšení je i u některých NVIDIA grafik, ale nesrovnatelně nižší (nedokáží s „Compute“ těžit a fakticky moc není z čeho těžit další výkon).
- OpenGL vs VULKAN v 2560x1440
I ve vyšším rozlišení se objevuje stejný obrázek. GTX 1080 má dokonce co dělat, aby se udržela před starším FURY X! Kde je pak nový mainstreamový Radeon RX 480, by raději u NVIDIA asi neviděli:
- OpenGL vs VULKAN v 3840x2160
Vysoké 4K rozlišení pak už není moc brzděno procesory, takže tady už nejsou přínosy tak velké, ale pořád jsou u AMD grafik masivní a zcela mění situaci.
Šokující, ale nikoliv neočekávané …
- Závěr: Je neomluvitelné vydávat další hry pod DX11/OpenGL!
Myslím, že není potřeba dalších důkazů, že jsme roky byli okrádáni o výkon (zejména s AMD Radeon, kdy bude hodně zajímavé udělat nějaké to srovnání starších generací grafik – kdepak v nových hrách budou asi HD 7000/R9 200 vs GTX 500/600/700 grafiky). Není třeba dalších důkazů, že nové DirectX12 a VULKAN jsou obrovským skokem vpřed a konečně to opravdu bude o výkonu hardware, nikoliv o mizerném výkonu aplikací a kdo se více vykašlal na optimalizace.
Tvůrci DooM mluví o tom, že tohle je jen první ukázka co API VULKAN umožňuje a pracují již na nativním VULKAN herním engine, tedy nové verzi idTech engine, která pojede ještě lépe s využitím dalších technik. I tady tedy přichází ke slovu využití výpočetního výkonu grafik a low level přístup k HW. Názorně se také ukazuje, jak na tom skutečně AMD a NVIDIA jsou po stránce jejich architektur a výkonu grafik. Až doposud jsme fakticky pod DX11/OpenGL netestovali výkon grafik, ale prostě výkon aplikací a ty zjevně měly ke skutečnému využití výkonu grafik daleko. Také se však ukazuje, že architektura AMD GCN, která je stará už řadu let, nemá konkurenci z hlediska pokročilosti a univerzálnosti. Je opravdu hanba a ostuda, jak dosud byla nevyužívána ze strany tvůrců her i API. AMD však před časem udělalo skvělý tah s API MANTLE a ukázalo cestu. Z MANTLE je tak definitivně největší revoluce od doby uvedení API jako taktových, se zásadním přínosem pro vývojáře i uživatele, a co je neuvěřitelné, AMD to dalo světu zdarma a neomezilo ji pouze na svůj HW! Viditelnější důkaz zcela rozdílných přístupů, filozofií a chování dvou hlavních firem na grafickém trhu, těžko najdete. Samozřejmě AMD tím sledovalo dlouhodobější cíle prospěšné i sobě, ale masivní přínos pro všechny už teď a zdarma, je evidentní.
AMD má obrovskou výhodu (opět ale vybudovanou), že její GCN čipy jsou v konzolích PS4/Xbox, a míří tam dokonce i aktuální POLARIS 10 GPU (RX 480/470). Z toho jsou nadšeni i vývojáři (autory DooM nevyjímaje), protože ti tak mohou stejnou hru na konzole i na PC (pokud má AMD Radeon) dělat stejně, se stejnými low level optimalizacemi a využitím HW prostředků. Problém to je a bude čím dál větší pro NVIDIA, která technologicky na poli architektury zaostává už dlouho, řadu věcí nepodporuje, i když z toho také těží, zdaleka ne tolik, ale ono ani není z čeho brát). Dlouho to ale bylo maskováno, nyní zjevně bude muset začít něco dělat a to nikoliv ve smyslu prznit hry „GameWorks“ hloupostmi či pimpení ovladačů. Ani jedno už do nových her s optimalizacemi už v základu prostě nepatří.
Nečekejte žádné zázračné ovladače, výkon NVIDIA grafik GTX 900 "neopraví" nic (ani o to u NVIDIA není žádný zájem) a ani GTX 1000 z nových přínosů API nebudou těžit jako AMD. Není kde u nich z čeho brát. NVIDIA samozřejmě nesvědčí fakt, že nové hry vznikají a jsou primárně optimalizovány na AMD grafiky a mám od mnoha vývojářů potvrzeno, že nové hry budou masivně na AMD grafiky optimalizovány a NVIDIA s tím nemůže dělat vůbec nic. Její strategie je a bude prostá, agresivní marketing a cesta hrubé síly grafik (i proto GTX 1000 jsou taktované na téměř maximum s minimálním běžně využitelným OC potenciálem). Nic víc se ani dělat nedá.
- Závěr – světlé zítřky? :)
Každopádně nový DooM nám s API VULKAN ukazuje, že stejná hra může běhat mnohem lépe, když se výkon grafik skutečně využije, než jak tomu bylo doposud. Je to vlastně poprvé, kdy se setkáváme s API VULKAN u nové velké PC hry a rozhodně to není naposledy. Je naprosto nemyslitelné, že by takhle hra mohla chybět v objektivním testu a srovnání výkonu nových grafických karet, které si právě na tyhle nové hry, ať už s VULKAN nebo DX12, kupujeme. A připravte se na smršť nových DX12 her s podobnými optimalizacemi. S okamžitou platností zařazujeme DooM s API VULKAN do našeho testování grafik a současně asi vyřadíme jednu DX11 hru.
Osobně pokládám za neomluvitelné, pokud se letos objeví velká AAA hry bez DX12 nebo VULKAN optimalizací. Moje informace naznačují, že vývojáři se opravdu snaží a většina těch her opravdu DX12 (v menší míře VULKAN) letos už používat bude a v čím dál větší míře. Přínos je masivní, neoddiskutovatelný a bude to zásadně ovlivňovat výkonová srovnání AMD s NVIDIA. Zajímavé tak bude sledovat i recenze, protože je zcela evidentní, že testy v DirectX11 nereprezentují skutečné výkony grafik ani jejich výkon do nových her. Každopádně vidím před námi světlejší zítřky a můžeme se opodstatněně těšit na hezčí a lépe optimalizované hry než kdy dříve :).
Za poskytnutí výbavy pro test děkujeme našim partnerům:
AUTOR: Jan "DD" Stach |
---|
Radši dělám věci pomaleji a pořádně, než rychle a špatně. |
|