能否撼动DirectX?Vulkan规范性能初探

    在近些年显卡性能稳步提高、能耗比再上新台阶的同时，与显卡产品息息相关的图形API也迎来了爆发，除去借助AMD“馒头”API（Mantle API，已经宣告死亡）的东风推出的新一代图形API——DirectX 12已经来到我们身边之外，苹果也宣布了（纸面）针对自家OSX、iOS系统且面向移动平台的“Metal”。而就在今年2月16日，Khronos组织也正式发布了很久以前就公布过的“Vulkan 1.0”标准规范，并带来了包含标准规范文档、驱动程序、SDK开发包、符合性测试在内的一整套解决方案。

    Vulkan由Khronos组织推出的底层图形API，它不同于目前仅支持AMD显卡的Mantle API以及仅适用于Windows 10的DiretX 12 API，更不像苹果纸面提出的“封闭式”Metal API，它是一个免费开放、开源、跨平台的底层图形API规范。

    按照Khronos组织的说法，Vulkan得益于AMD Mantle API的启发，为Vulkan构建了一套完善的开发体系，在功能和性能方面都十分丰富，拥有最新图形技术、通用目的计算、预编译着色器、多核心多线程高效率、底层驱动过载、横跨桌面/移动/主机/嵌入式、底层GPU硬件控制、精炼API。

    而在硬件支持方面，只要硬件本身支持OpenGL ES 3.1/4.x，就可以对Vulkan提供支持。而在操作系统方面，Vulkan目前似乎不支持苹果提出的Metal，但却可以支持Android、Windows XP/7/8/10、SteamOS、Ubuntu、Red Hat、Tizen等在内的众多系统。

    PS：Vulkan规范的相关简介部分内容来源于网络

    “Vulkan 1.0”标准规范才刚刚发布不久（一天），AMD、NVIDIA就推出了相应的配套驱动，而Croteam更是推出了支持Vulkan规范的测试版游戏——《塔洛斯法则》(The Talos Principle)。近日，知名国外媒体AnandTech就进行了一次比较简单的尝鲜测试。下面，我们就来一睹“Vulkan 1.0”这个图形计算API在其“初级阶段”的表现。

AnandTech使用的测试平台与操作系统、驱动程序信息如下：

    需要各位注意的是，由于《塔洛斯法则》并不支持DirectX 12，所以AnandTech采用的操作系统是Windows 8.1，并非最新的Windows 10。另外，由于Vulkan才刚刚诞生，尚在襁褓之中，虽然AMD、NVIDIA等厂商已经开始对Vulkan提供支持，但相应的支持却并不完善，所以本次测试的目的也仅仅是让各位一睹“Vulkan 1.0”在其“初级阶段”的表现而已。

参测显卡在DirectX 11、OpenGL与Vulkan三种API下的测试结果如下：

    看到上面三张图中的测试结果，各位可以看到Vulkan在《塔洛斯法则》中的表现与DirectX 11相比有非常明显的差距，用四个字来描述就是“大幅落后”。导致这种结果出现的原因，除去Vulkan刚刚诞生，自身与其配套支持均相当不完善之外，测试项目《塔洛斯法则》本身的CPU利用率也不高，这就导致Vulkan自身的一大优势——针对核心的呼叫调用改进无从发挥，所以这样的结果似乎并不会让人感到太过意外。

    虽然身处“初级阶段”的Vulkan实际表现不及DirectX 11，但Vulkan的表现与同样出自Khronos之手的OpenGL相比，则会给人一种眼前一亮的感觉。因为，在对CPU依赖性相对更高的低分辨率（1280 × 720）测试中，Vulkan已然有着超越OpenGL的势头，而在对显卡要求相对更高的1920 × 1080或2560 × 1440分辨率时，Vulkan也可以与OpenGL平起平坐。如果单独来看GTX 980 Ti在各个分辨率、不同API下的测试结果，Vulkan还能够明显领先于OpenGL，而这其中的原因自然就是Vulkan将取代OpenGL了。

    PS：在原文中，AnandTech特别说明了R9 285、R7 370在测试中表现不尽如人意的原因是因为它俩的2GB GDDR5显存不够用，在测试时几乎是占满的。

    除了放出身处“初级阶段”的Vulkan与DirectX 11、OpenGL在《塔洛斯法则》中的性能表现对比之外，AnandTech还放出了使用AMD R9 285与NVIDIA GTX 980 Ti这两款显卡运行《塔洛斯法则》时的实际渲染图。下面我们再来看看在Vulkan模式下这两种显卡能够带给我们什么样的画面效果。（点击图片可放大）

R9 285运行《塔洛斯法则》的实际渲染图：

GTX 980 Ti运行《塔洛斯法则》的实际渲染图：

    在成像质量方面，通过上面两组实际渲染图，各位是不是发现找不出这两组实际渲染图在画质上的区别，而且看上去似乎和DirectX 11一样精致。但是，就算AnandTech在测试中并没有遇到严重影响视觉体验的贴图错误，但AMD、NVIDIA这两家提供的开发者预览版驱动还是给他们的测试带来了不少困扰......■