Jak działa wielowątkowość DirectX 11 na kartach AMD Radeon i NVIDIA GeForce - test porównawczy

Test DX 11 MT na kartach GeForce i Radeon: konkluzje

Jak pokazały przeprowadzone testy, zachowanie sterowników kart graficznych AMD Radeon i NVIDIA GeForce jest znacząco różne, jeśli chodzi o wielowątkowość API DirectX 11. Zaczynając od drużyny czerwonej, bez względu na konfigurację procesora zmiana trybu renderowania w pliku konfiguracyjnym nie ma praktycznie żadnego wpływu na liczbę FPS. Jednocześnie przy tych ustawieniach Watch Dogs 2 strata do zielonych jest tylko kilkuprocentowa. Co do NVIDII, efekt włączenia wielowątkowości zależy od tego, ile wątków ma CPU - przy tylko czterech nastąpił regres w wysokości aż ok. 11%, natomiast przy 20 liczba FPS wzrosła o bagatela ok. 42%. Istotną informacją jest również obciążenie procesora, które dla konfiguracji 4C/4T we wszystkich przypadkach wynosiło 100%, natomiast dla 10C/20T w połączeniu z Radeonem wahało się w zakresie około 30-40% i takie same wartości zanotowałem w zestawieniu z GeForcem przy wyłączonym MT, podczas gdy aktywowanie wielowątkowego renderingu podniosło tę wartość do ~60-70%. Jednocześnie, ponieważ dla czterech rdzeni i wątków użycie CPU pozostawało maksymalne, tzn. z całą pewnością dokładnie takie same bez względu na wykorzystane GPU, jest to de facto porównanie stricte narzutu sterowników, który jest nieznacznie, bo o niespełna 7%, niższy w przypadku oprogramowania zielonych.

Testy wykazały, że istotną różnicą między sterownikami AMD i NVIDII jest natywna wielowątkość, którą implementują tylko zieloni i która jest przyczyną rozbieżności w obciążeniu CPU. Nie ma jednocześnie przesłanek, aby było związane to z narzutem.

 Intel Core i5-12400 i Core i5-12400F – test wydajności steppingów C0 i H0

Co wyniki testów mówią o działaniu wielowątkowości w grach

Tyle o liczbach, a teraz należy zastanowić się, jakie znaczenie mają uzyskane wyniki. Przede wszystkim wyraźnie widać, że na GeForce'ach nie ma żadnego automatycznego rozbijania renderingu na wiele wątków i jeżeli twórcy gry nie skorzystają z DirectX 11 MT, to nikt magicznie nie zrobi tego za nich. Patrząc na skalowanie między 4C/4T a 10C/20T przy wyłączonej wielowątkowości w pliku konfiguracyjnym, jest z grubsza podobne między AMD oraz NVIDIĄ. Jednocześnie aspekt ten będzie wyglądał analogicznie w innych grach, które nie korzystają z DCL i gdzie czerwoni nie mają problemów z narzutem, który potrafi ograniczać skalowanie, i innych kłopotów jak w tytułach na CryEngine pod Windowsem 10. Solidny odjazd zielonych przy 20 wątkach zaczyna się dopiero po aktywacji MT - wtedy FPS jest wyższy o około 48%, a także wzrasta obciążenie procesora (jakby nie było, jedno jest z drugim bezpośrednio powiązane).

 Intel Core i5-10400F/11400F kontra tanie Alder Lake – test porównawczy

Wielowątkowość DirectX 11 a liczba wątków - co może pójść nie tak

W tym miejscu warto też zwrócić uwagę na dwie kolejne rzeczy. Po pierwsze, jak najbardziej może się zdarzyć, że przy małej liczbie wątków wydajność CPU będzie wyższa na Radeonie, co pokazały testy dla czterech rdzeni bez SMT i z włączoną wielowątkowością. Decyzja co do tego, czy w ogóle używać DCL i kiedy to robić, jest po stronie autorów gry - NVIDIA jedynie udostępnia narzędzie, z którego można skorzystać, ale nie ma takiego obowiązku. Rozsądnym mechanizmem wydaje się decyzja na podstawie tego, iloma wątkami dysponuje procesor, gdyż przy zbyt małej ich liczbie nastąpi spadek FPS i notabene informację tę możemy znaleźć w materiale Intela - sposób, w jaki zaimplementowano rendering MT w DirectX 11, generuje dodatkowy narzut związany z użyciem tej techniki (ale nie jest to narzut sterownika!), który stanowi problem przy małowątkowych CPU. Innymi słowy, gdy dana gra niepotrzebnie korzysta z DCL przy słabym procesorze, to liczba FPS w połączeniu z GeForcem może ucierpieć.

 Intel Core i5-12400 – test iGPU. Wyświetlacz pulpitu czy może coś więcej?

Skąd się biorą różnice w obciążeniu procesora i wnioski końcowe

Po drugie, wyższe obciążenie CPU bynajmniej nie świadczy o większym narzucie. Zieloni mają natywne wsparcie MT w sterowniku, co pozwala grom skorzystać z wielowątkowości, jeżeli tylko pomyśleli o tym ich twórcy, podczas gdy AMD takowe dodaje dla konkretnych, nielicznych tytułów (jeden z nich to pierwsza część Watch Dogs). Ergo typowo niższe użycie procesora na Radeonach to efekt nieoptymalnie działającego MT, a nie niższego narzutu (jak wygląda ten ostatni, pokazały testy bez wielowątkowości). Reasumując, wykonane pomiary nie potwierdziły teorii spiskowej na temat magicznych zdolności oprogramowania NVIDII. Zamiast tego, uzyskane rezultaty są zgodne z oficjalnie opisaną zasadą działania DirectX 11 MT, którą znajdziecie w zalinkowanych we wstępie stronach i która została tam skrótowo opisana. Przy czym nie oczekuję, że to, co dzisiaj zaprezentowałem, będzie dla wszystkich przekonujące - wszak to tylko obserwacja o charakterze empirycznym. Nie zmienia to jednak faktu, że przesłanki za automatyczną wielowątkowością zielonych są mgliste i w zasadzie niedorzeczne, bo oparte na nieprawdziwych informacjach (patrz programowy planista) czy nieprawidłowej interpretacji wskazań OSD. Tym wnioskiem żegnam się z Wami, na koniec tradycyjnie zapraszając do sekcji komentarzy, gdzie możecie podzielić się swoimi opiniami na omawiany temat, z którymi się chętnie zapoznam.

Karty graficzne do testów dostarczyli:

Procesor do testów dostarczył: