普及知识：nVIDIA与AMD对曲面细分技术的实现

gbaoye

1.nVIDIA对曲面细分的理解与实现　　作为GPU领域的领军者，nVIDIA认为曲面细分技术所代表的GPU几何性能是新一代显卡最重要的功能，也是DirectX 11最重要的组成部分。GPU的发展从Geforce FX5800时代发展到Geforce GTX285，五代时间内像素处理能力增长了1500%，而几何性能只增长了300%。因此nVIDIA认为几何性能已经成为制约GPU性能的瓶颈，在新一代Fermi架构（费米架构，包括GT400，GT500系列显卡）中，要专门加强几何处理能力，曲面细分作为几何处理的典范便首当其冲得到了加强。
　　在Fermi架构中，nVIDIA通过PolyMorph Engine，将Tessellation任务分配给CUDA单元（CUDA单元也就是通常说的“流处理器”，nVIDIA称其为CUDA单元）处理。Fermi第一代旗舰显卡GTX480拥有15个PolyMorph Engine，也就等效于拥有15个具有Tessellation技术处理能力的单元。
　　nVIDIA这样做的优点在于，可以在高曲面细分负载下获得优秀的曲面细分能力，也就是在纯Tessellation计算中GPU的几何性能相当出色。在单纯的Tessellation计算中，nVIDIA以16倍于AMD的Tessellation处理单元的数量，得到了6倍于AMD的Tessellation处理能力。

不过缺点在于，这种设计占用了CUDA单元的计算能力，前文说过，曲面细分并不是DirectX 11的全部。在实际游戏中，并不是单纯的Tessellation计算。CUDA单元还要处理其他游戏相关的3D渲染数据，如果游戏中3D渲染数据处理需求不大，这种设计就不成问题，不过一旦3D渲染数据处理需求很大，比如高分辨率，高全屏抗锯齿，丰富的光影效果等，那么这种设计的缺陷就会暴露出来。
　　这就是在3DMARK 11中，GTX460成绩不如HD5830的原因之一，3DMARK软件图形、光照、抗锯齿计算压力很大，GPU还要分出CUDA单元去处理曲面细分计算，因此整体计算能力便捉襟见肘。再比如在《地铁2033》中，即使GTX580也不能打开全部效果在1080P下全程流畅运行， 且表现不及HD5970 。这与nVIDIA的曲面细分实现方法也是有关的。2.AMD对曲面细分的理解与实现　　作为Tessellation技术的开发者，AMD(ATI) 对曲面细分的态度有所不同。AMD认为，在当前的DirectX 11游戏中，将一个物体的细分后最小的像素在16个是比较合适的，过分的加大曲面细分负载所带来的变化，是人的肉眼无法分辨的。因此AMD坚持对模型做适度的Tessellation处理才是理智的，过分的加大Tessellation计算负载，只是在白白浪费计算资源，因为人的肉眼无法分辨。
　　在Evergreen架构（即HD5000系列）中，AMD秉承了自R600以来的做法，集成了一个专用的Tessellation处理单元。在之后的Northern Islands架构的Barts核心中（即HD6800系列），AMD又对Tessellation处理单元做了优化，通过增强的线程分配模块设计，Barts核心在低Tessellation计算负载下拥有1.5倍于5800系列的处理能力。当然高负载下仍然不理想。之后的采用Cayman核心的HD6900系列显卡，则将专用的Tessellation处理单元增加到2个。
　　AMD这种设计的优点在于，专用的Tessellation单元并不占用流处理器资源，不影响3D渲染数据的计算。在实际游戏中，画面分辨率越高，抗锯齿级别越高，3D渲染处理需求越大，这种设计的优势就越明显。
　　其缺点是，在3D渲染数据处理需求不大时，遇到高负载Tessellation计算，便力不从心。

raistlinwang

从这点可以看出  AMD的做法更理智

孤岛危机2 DX11补丁（NV花了大价钱） 曲面细分就被严重滥用（64级）  也就导致了 相同设置下 A卡帧数全面低于N卡
相应文章http://www.chiphell.com/thread-250085-1-1.html  后来A卡出驱动补丁 可以自行设置曲面细分等级  根据对比 孤岛危机2里面 细分曲面16级跟64级就看不出来有什么差别了

wwwxp127

单从游戏的角度上来说，AMD的做法比较好，毕竟游戏不是只有曲面细分，纹理，光影都得有才行，而NV的做法更倾向于专业角度，单一渲染某一方面很强。

gbaoye

回复 2# raistlinwang


    看来我不必纠结于n卡的物理加速了，在dx11下，再开启物理加速，哪等于自寻死路

raistlinwang

N卡的物理加速也只是PHYSX TO GPU的专门游戏才能享受 这些游戏屈指可数（比如 比较有名的 蝙蝠侠 黑手党2） 当然 有总比没有好 绝大部分用PHYSX物理引擎制作的游戏都是通过CPU处理的  更何况还有intel的havok物理引擎这个老大哥（CPU的大佬基本是不可能让havok采用GPU去处理的 最近的代表作 战地3） 还有bullet物理引擎（大名鼎鼎的GTA4物理效果就是采用bullet物理引擎制作的）

引用一下
Bullet是一个开源的物理模拟计算引擎，世界三大物理模拟引擎之一（另外两种是Havok和PhysX）。广泛应用于游戏开发和电影制作中。Bullet也是AMD开放物理计划成员之一。（所以请小白以后不要说A卡没有物理 其实havok和physx都可以用CPU或GPU处理这些物理特效 只不过现在是他们的专利 没有开源而已） 　　

Bullet是一个跨平台的物理模拟计算引擎。支持Windows、Linux、MAC、Playstation3、XBOX360、Nintendo Wii。Bullet也整合到了Maya和Blender 3D中。 　　

大部分的物理引擎都是通过CPU完成物理模拟计算，目前仅有nVIDIA PhysX可以调用GPU完成物理模拟计算且将其实用化。GPU有着CPU无法比拟的并行计算和浮点计算能力，而复杂的物理模拟计算（例如流体模拟和柔性物体模拟）却十分依赖并行计算能力和浮点计算能力。在与AMD合作后，Bullet Physics物理引擎可以透过OpenCL或者DirectCompute，使用GPU完成物理模拟计算，这也是AMD开放物理计划的内容之一。

raistlinwang

A卡玩PHYSX TO GPU的游戏 其实只要再弄一块低端卡（GTS250）作为物理卡就能完美解决问题了 效率很高

以前的老A卡+GTS250 混交测试 黑手党2

call52wendy

好强大，选择AMD确实不错哈哈

a4227675

要不怎么出性价比，N/A两卡设计方面都一样，那玩家选择显卡就费力了！

10911

N卡有N卡的强项，个人看好N卡能够大量处理细分曲面的能力和物理加速。另外就是价格，价格给力最重要。

hzypage

好强大，选择AMD确实不错哈哈