Explicamos por que o amd melhora mais do que a nvidia ao acessar o directx 12

Certamente você leu ou ouviu falar que as placas gráficas AMD são muito melhores no DirectX 12 do que a Nvidia, que a arquitetura usada pela primeira é muito mais preparada para trabalhar com a nova geração de API. Essas são afirmações que costumamos ver todos os dias, mas a AMD é realmente melhor que a Nvidia no DirectX 12? Contamos tudo o que você precisa saber neste post.

A sobrecarga é a causa do aprimoramento da AMD com o DirectX 12

Desde que o DirectX 12 começou a falar, temos visto gráficos comparativos como os seguintes:

Esses gráficos comparam duas placas gráficas equivalentes, como a GeForce GTX 980 Ti e a Radeon R9 Fury X, se observarmos as imagens anteriores, veremos que a AMD tem um ganho brutal de desempenho ao passar do DirectX 11 para o DirectX 12, contra a Nvidia. igual ou até perde desempenho ao começar a trabalhar com a nova API. Vendo isso, qualquer usuário pensaria que a placa AMD é muito melhor que a placa Nvidia.

Agora nos voltamos para a seguinte imagem:

Desta vez, o gráfico compara o desempenho da GeForce GTX 980 Ti e da Radeon R9 Fury X no DirectX 11 e DirectX 12. O que podemos ver é que, no DirectX 11, a placa Nvidia produz quase o dobro da AMD e, ao passar para o DirectX 12, o desempenho é igualado. Vemos que a Radeon R9 Fury X melhora muito seu desempenho ao trabalhar com o DirectX 12 e a GeForce GTX 980 Ti melhora muito menos. De qualquer forma, o desempenho de ambos no DirectX 12 é o mesmo, pois a diferença não chega a 2 FPS em favor do Fury X.

Nesse ponto, precisamos nos perguntar por que a AMD tem essa melhoria ao migrar para o DirectX 12 e a Nvidia melhora muito menos. A AMD funciona melhor no DirectX 12 que a Nvidia ou está tendo um grande problema no DirectX 11?

A resposta é que a AMD tem um grande problema no DirectX 11, um problema que faz com que suas placas tenham um desempenho pior que o da Nvidia. Esse problema está relacionado ao uso que os drivers da placa fazem do processador, um problema conhecido como " sobrecarga " ou sobrecarga.

As placas gráficas AMD fazem uso muito ineficiente do processador no DirectX 11. Para verificar esse problema, precisamos apenas olhar os seguintes vídeos que analisam o desempenho da Radeon R7 270X e da GeForce GTX 750 Ti com um Core- i7 4790K e depois com um Core-i3 4130. Como podemos ver, o gráfico da AMD perde muito mais desempenho ao trabalhar com um processador muito menos poderoso.

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A chave para isso está na " fila de comandos " ou nas listas de comandos do DirectX 11. De uma maneira muito simples e compreensível, podemos resumir que as placas gráficas da AMD recebem todas as chamadas de desenho para a API e as colocam em como um único núcleo do processador, isso os torna muito dependentes da energia de thread único do processador e, portanto, sofrem muito ao trabalharem em conjunto com um processador menos potente por núcleo. É por isso que os gráficos da AMD sofreram muito com os processadores AMD FX, muito menos poderosos por núcleo do que os da Intel.

Em vez disso, a Nvidia recebe as chamadas de empate para a API e as divide entre os diferentes núcleos do processador, com isso a carga é distribuída e um uso muito mais eficiente é feito e menos energia depende do núcleo do processador. Como conseqüência, a AMD sofre muito mais sobrecarga do que a Nvidia no DirectX 11.

A verificação desta última é muito simples, precisamos apenas monitorar uma placa de vídeo AMD e Nvidia no mesmo jogo e no mesmo processador e veremos como, no caso da Nvidia, todos os núcleos funcionam de uma maneira muito mais equilibrada.

Esse problema de sobrecarga foi corrigido no DirectX 12 e esse é o principal motivo pelo qual as placas gráficas AMD têm um enorme ganho de desempenho, passando do DirectX 11 para o DirectX 12. Se observarmos o gráfico a seguir, veremos como o desempenho do DirectX 12 não é mais perdido ao passar de um processador de núcleo duplo para um dos quatro.

E por que a AMD não gosta da Nvidia?

A implementação da Nvidia de filas de comando no DirectX 11 é muito cara, exigindo um grande investimento em dinheiro e recursos humanos. A AMD está em uma situação financeira ruim, por isso não possui os mesmos recursos que a Nvidia para investir. Além disso, o futuro passa pelo DirectX 12 e não existe esse problema de sobrecarga, pois a própria API é responsável por gerenciar as filas de comando de uma maneira muito mais eficiente.

Além disso, a abordagem da Nvidia tem o problema de ser muito mais dependente da otimização dos drivers, portanto a Nvidia geralmente é a primeira a lançar novas versões de seus drivers toda vez que um jogo importante chega ao mercado, embora a AMD tenha colocado o empilha sobre isso ultimamente. A abordagem da AMD tem a vantagem de ser muito menos dependente dos drivers, de modo que suas placas não precisam de novas versões com a mesma urgência que as da Nvidia. Essa é uma das razões pelas quais as placas gráficas da Nvidia envelhecem pior com o passagem do tempo quando eles não são mais suportados.

E quanto aos sombreadores assíncronos?

Também se tem falado muito sobre sombreadores assíncronos, com relação a isso, apenas precisamos dizer que foi dada muita importância quando, na realidade, a sobrecarga é muito mais importante e determina o desempenho da placa de vídeo. A Nvidia também os suporta, embora sua implementação seja muito mais simples que a AMD, a razão para isso é que sua arquitetura Pascal funciona de uma maneira muito mais eficiente e, portanto, não precisa de Shaders Assíncronos como a AMD.

Os gráficos da AMD incluem ACEs, que são um mecanismo de hardware dedicado à computação assíncrona, um hardware que ocupa espaço no chip e consome energia; portanto , sua implementação não é um capricho, mas devido a uma grande deficiência da arquitetura Graphics Core. Próximo da AMD com geometria. A arquitetura da AMD é muito ineficiente quando se trata de distribuir a carga de trabalho entre as diferentes unidades de computação e os núcleos que as formam, isso significa que muitos núcleos estão sem trabalho e, portanto, desperdiçados. O que as ACEs e os Shaders Assíncronos fazem é "dar trabalho" a esses núcleos que permaneceram desempregados para que possam ser explorados.

Na outra parte, temos os gráficos da Nvidia baseados nas arquiteturas Maxwell e Pascal, estes são muito mais eficientes em geometria e o número de núcleos é muito menor que o dos gráficos da AMD. Isso torna a arquitetura da Nvidia muito mais eficiente quando se trata de dividir o trabalho e não são desperdiçados tantos núcleos quanto no caso da AMD. A implementação dos sombreadores assíncronos em Pascal é feita por meio de software, uma vez que a implementação de hardware não proporcionaria quase nenhuma vantagem de desempenho, mas seria um empecilho para o tamanho do chip e seu consumo de energia.

O gráfico a seguir mostra o ganho de desempenho da AMD e da Nvidia com os Shaders Assíncronos Mark Time Spy 3D:

Se a Nvidia implementará shaders assíncronos de hardware no futuro depende dos benefícios que superam os danos.