Вы помните, когда появились первые так называемые многоядерные процессоры? Почти 15 лет назад! Они произошли от безысходности, к которой привела так называемая «война мегагерц» – давнее соперничество между двумя основными конкурентами на рынке микропроцессоров – Intel и AMD. Многие годы основным мерилом успеха в этой гонке была тактовая частота чипов, а принцип был «чем больше, тем лучше».
В начале нового века в обоих лагерях стало кристально ясно, что вскоре «накачка» мегагерц столкнется с непреодолимой стеной технологических ограничений и перестанет быть источником топлива для так называемого «Закона Мура». Решением этой проблемы стала многоядерность – микросхемы с двумя и более ядер на одной кремниевой пластине, которые работают параллельно и таким образом достигают более высокой производительности.
В теории этот подход казался гораздо более разумным и эффективным – вместо того, чтобы постоянно увеличивать тактовые частоты, что приводит к значительному увеличению выделения тепла и потребления энергии, нужно объединить несколько ядер в одном чипе, которые будут разделять между собой трудоемкие вычисления, чтобы выполнять больше работы за единицу времени.
Реальность, к сожалению, оказалась немного менее оптимистичной – чтобы получить желаемый результат, возможность параллельной работы должна поддерживаться не только аппаратными средствами (многоядерным чипом), но и программным обеспечением – в частности, операционной системой и приложениями.
К сожалению, даже сегодня, спустя 15 лет после появления первых коммерческих версий процессоров с двумя и более ядер, в этом вопросе есть еще много пожеланий. Хотя поддержка многоядерности на уровне операционной системы уже давно факт, приложений, которые в полной мере используют возможности параллельной обработки информации, все еще сравнительно мало. Это, конечно, не удивительно – в мире высоких технологий аппаратные средства традиционно опережают программное обеспечение не менее чем на три круга. В связи с этим перед пользователями встает интересный вопрос: «Какой смысл в покупке, скажем, четырехъядерного процессора, если на практике он обеспечит точно такой же уровень производительности, как и вариант с двумя ядрами?»
Ситуация становится еще более интересной, если принять во внимание достаточно серьезные различия в быстродействии между процессорами последнего поколения от Intel и AMD. В сравнительных тестах нередко оказывается, что чип AMD с 6 или даже 8 ядрами менее производительный, чем 4-ядерный процессор от Intel.
Особенно резкие эти различия, когда речь заходит о современных приложениях, а именно, компьютерных играх, предъявляющих исключительно высокие требования к аппаратному обеспечению.
Ситуация на рынке PC-гейминга такова, что видеокарта в конфигурации компьютера имеет существенно более важное значение для игровой производительности нежели центральный процессор.
Причина этого в значительной степени заключается в том, что самый массовый программный интерфейс, обеспечивающий 3D-ускорение на PC под управлением Windows – DirectX – разработан так, чтобы использовать максимально эффективно возможности графического процессора. Что касается центрального процессора – его использованию уделяется сравнительно мало внимания и часто разница в производительности между одним чипом и другим (особенно если мы говорим о моделях одного производителя) является незначительной.
К счастью, с новым DirectX 12, который станет одним из самых значимых улучшений в Windows 10, Microsoft собирается это изменить. Еще при первоначальном анонсе операционной системы компания подчеркнула, что изменения здесь существенные и в частности влияют на использование всех доступных ядер процессора. В текущей версии интерфейса прирост производительности от использования одного- и многопоточного режима является минимальным. Другими словами, DirectX сравнительно плохо распределяет задачи между ядрами процессора. В результате одно из них может быть загружено на 80-100%, а остальные просто бездействуют. С DirectX 12 это изменится – Microsoft обещает увеличение производительности до 50%.
Это очень хорошая новость, поскольку это означает бесплатный апгрейд – т.е. только путем перехода на новую версию DirectX (и Windows в частности) пользователи получат до 50 процентов более высокую производительность в играх на компьютерах с видеокартами, которые поддерживают DirectX 11. В теории это звучит замечательно, но как обстоят дела на практике?
Улучшенные возможности DirectX 12 начали приобретать четкие контуры на прошлой неделе, когда Futuremark выпустили интересный дополнительный модуль для самого популярного синтетического теста производительности 3D Mark. Он разработан так, чтобы максимально использовать возможности новой Windows 10 и встроенного в нее DirectX 12.
Принцип, на котором работает тестовый модуль, относительно прост – он требует, чтобы центральный процессор нарисовал на экране определенную геометрическую фигуру. Команда проходит через программный интерфейс (DirectX) и передается от центрального к графическому процессору.
Постепенно нагрузка увеличивается, а финальный результат теста показывает, сколько геометрических фигур было нарисовано до падения количества кадров в секунду ниже критического минимума в 30fps, необходимых для комфортной игры.
Futuremark подчеркивают, что речь идет о тесте, сосредоточенном исключительно на использовании центрального процессора и который почти полностью игнорирует доступный графический чип. Т.е. новый модуль не может и не должен использоваться для сравнения производительности видеопроцессоров.
Результаты теста, проведенного на геймерском PC средней ценовой категории, который использует четырехъядерный процессор Intel, выглядят исключительно интересно. Они демонстрируют не просто очевидное, а сокрушительное превосходство нового DirectX 12 перед старой 11-ой версией, так как прирост производительности измеряется не в процентах, а в десятках раз!
Не меньший интерес представляют и тесты процессоров с разной тактовой частотой и количеством ядер. Общеизвестно, что чип из нижнего класса, работающий на повышенной тактовой частоте, может показать одну и ту же или даже более высокую производительность при сравнении с процессором более высокого класса, работающим на номинальной частоте. DirectX 12 изменит и это, так как новый программный интерфейс отдает видимое преимущество большему количеству ядер, а не тактовой частоте.
Это отличная новость для владельцев многоядерных процессоров AMD. При текущем положении дел не секрет, что даже 8-ядерный чип AMD FX-8370 (Vishera) уступает в некоторых игровых новинках относительно рядовому двухъядерному процессору Intel Core i3-4360. Однако при эффективном использовании всех 8 ядер DirectX 12 может уровнять положение дел и даже дать некоторое преимущество AMD перед конкурентом.
Конечно, все эти данные полностью предварительные. Более того – они результат синтетических тестов и не отражают реальную ситуацию, поскольку, как вы знаете, на рынке пока еще нет игр с DirectX 12.
Только тогда, когда они будут выпущены, мы получим окончательный ответ на два важных вопроса: «Действительно ли новый программный интерфейс приносит столь значительные улучшения игровой производительности?» и «Как и насколько хорошо будут справляться разработчики игр с реализацией возможностей использования процессорных ядер, которые предлагает DirectX 12?»
