Perché le DirectX 12 cambiano tutto per il PC - articolo

C'è dell'eccitazione palpabile per l'arrivo di Windows 10 e delle DirectX 12, la sensazione che il PC si libererà finalmente dalle briglie che lo frenano e che i componenti ad alta tecnologia prodotti da AMD, Nvidia e Intel possano finalmente avvicinarsi a realizzare il proprio potenziale. Questa settimana abbiamo fatto degli esperimenti con Windows 10 e siamo giunti a una conclusione molto soddisfacente: le DX12 offrono vantaggi enormi a virtualmente tutti gli utenti PC ma saranno una manna in particolare per AMD, restituendo forse una certa dose di pluralità al mercato hardware PC.

Al momento, nell'era delle DirectX 11, AMD non ha vita facile e i suoi problemi nel mercato CPU sono ben documentati. La sua più recente architettura Bulldozer punta su molti core più lenti in un mondo in cui i giochi basati su DX11 beneficiano più di meno core ma più veloci, dando a Intel un vantaggio inattaccabile. AMD produce ancora processori a 32 e 28 nanometri mentre Intel è arrivata a 14nm, che le danno vantaggi in fatto di efficienza energetica oltre agli inerenti vantaggi prestazionali.

Nel mercato delle schede grafiche AMD è più competitiva ma deve affrontare sfide significative da parte della sua implacabile rivale, Nvidia. Grazie ad alcuni aggiustamenti di prezzo assennati, il team rosso ha dell'hardware di valore per competere con la maggior parte dei prodotti Nvidia (in pratica fino alla GTX 970), ma nel corso degli ultimi sei mesi sta diventando sempre più evidente l'inadeguatezza del driver DirectX 11 di AMD, particolarmente rilevante per chi voglia costruire un PC di fascia economica, vale a dire l'area in cui AMD offre teoricamente il miglior rapporto tra prestazioni e prezzo.

Abbiamo notato il problema per la prima volta giocando Call of Duty: Advanced Warfare. Un Core i3 e un i7 fanno girare il gioco in maniera molto simile se utilizzati insieme a una scheda Nvidia, ma le prestazioni crollano con le GPU di AMD ogni volta che il sistema disegna una scena più complessa. E Advanced Warfare non è un caso isolato: regolate il vostro sistema per favorire il frame-rate rispetto agli effetti grafici e incontrerete un collo di bottiglia dal lato CPU molto più velocemente sull'hardware AMD che sull'equivalente Nvidia. Date un'occhiata a quest'immagine di The Crew: l'R9 280 è un ottimo prodotto a un prezzo fenomenale ma abbinatela a un Core i3 invece che a un processore quad-core più prestante e un terzo delle sue prestazioni svanisce. Nel frattempo, ancora una volta, la scheda equivalente di Nvidia regge efficacemente.

[60fps] Call of Duty Advanced Warfare PC: AMD Graphics Cards Causing CPU Issues

Per venire al dunque, la maggior parte delle recensioni di hardware PC vi diranno che le schede grafiche AMD di fascia economica sono più prestanti delle equivalenti di Nvidia, e nei benchmark eseguiti abbinando la GPU a un processore di fascia ultra-alta le cose stanno effettivamente così. Negli scenari limitati dalla CPU, però, l'hardware AMD viene limitato dal driver non ottimale, per cui in molti giochi moderni (ma, sottolineiamo, non in tutti), i componenti meno potenti di Nvidia offrono in realtà prestazioni più stabili. È per questa ragione che il nostro PC economico monta una Nvidia GeForce GTX 750 Ti, anche se AMD offre un prodotto competitivo spesso in vendita a un prezzo appena più alto (la R9 270X), che domina assolutamente nei benchmark.

Quindi, cosa succede? Beh, prima che la scheda grafica renderizzi una scena qualsiasi, la CPU deve simulare il mondo in-game, poi preparare le istruzioni secondo cui la GPU può disegnare la scena. Più intricata è la scena, più 'draw call' vengono preparate dalla CPU. Il frame-rate crolla nelle scene più articolate di Call of Duty, quando ci sono più cose da disegnare, poi torna normale nelle aree meno complesse. Lo stesso accade con The Crew. I frame-rate sono adeguati all'esterno delle città ma quando si entra in ambienti più elaborati, le prestazioni ne risentono. In breve, il driver di Nvidia elabora le stesse draw call molto più efficientemente dell'equivalente AMD, mantenendo frame-rate alti e lasciando alla CPU più risorse per gestire il gioco.

Abbiamo tenuto AMD aggiornata nei nostri test ma tutto ciò che abbiamo avuto in termini di feedback è stata l'assicurazione che il team dei driver sta investigando e che “c'è del lavoro in corso dietro le quinte”. Visto che le DirectX 11 non svaniranno nel nulla e domineranno la scena videoludica almeno per il 2015, speriamo che sia così. La buona notizia, comunque, è che le prestazioni del driver AMD su DX12 sembrano eccezionali e in grado di rivoluzionare lo scenario, sia per le schede grafiche che per i processori.

Abbiamo raccolto una grande quantità di dati, con benchmark di cinque CPU e sette GPU, su quattro API (tre per le schede Nvidia, che non hanno il supporto di Mantle). Non possiamo presentarli tutti in questa pagina ma vi forniamo il link a un documento Google con tutti i dati da cui abbiamo tratto i risultati. Una cosa da tenere presente è che i componenti PC testati sono solo due: potenza della CPU e processori geometrici della scheda grafica. Non è un benchmark della GPU nella sua interezza.

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Le versioni recenti di Windows 10 hanno il supporto DirectX 12 abilitato e Windows Update ci fornisce driver sia per le schede AMD che per quelle Nvidia (che sul suo sito ha però un driver DX12 più recente scaricabile). Futuremark, specialista nel campo dei benchmark, ha poi aggiornato il suo 3Dmark con uno strumento di misurazione delle API che carica il sistema di draw call, permettendoci di confrontare le prestazioni del driver delle schede AMD e Nvidia con DX11 e DX12. C'è anche il supporto per le defunte API Mantle, che illustrano la consapevolezza della compagnia dei problemi con le DirectX e la ricerca di soluzioni più radicali, anche quando le DX12 stavano nascendo.

Dai risultati emergono alcune chiare tendenze. I problemi con i driver DirectX 11 di AMD, amplificati da un benchmark specifico per le draw call, risultano nettamente attenuati. Prima di tutto, non solo le prestazioni dei singoli thread di AMD sono inferiori ma il driver non è tarato sulle configurazioni multi-core. Il Core i5, il processore con le prestazioni migliori per singolo core in tutti questi test, è l'unico chip capace di varcare la soglia del milione di draw call su hardware AMD, confutando in qualche modo la nostra precedente conclusione che le GPU di livello enthusiast richiedano una CPU Intel quad-core per essere sfruttate al meglio. Di contro, Nvidia ottiene un numero di draw call equivalenti su ogni CPU provata.

C'è dell'ironia in questo: il driver di AMD funziona meglio su hardware Intel e prospera con la propria architettura per processori. L'hardware grafico di Nvidia scala in maniera intrigante con l'FX 8350 di AMD. I risultati suggeriscono anche che il driver di Nvidia sia molto più adatto alle CPU AMD delle stesse schede video di AMD, in particolare nel caso della scalabilità delle GPU Nvidia di fascia più bassa sugli otto core dell'FX 8350.

Passando ai risultati di Mantle e DirectX 12, AMD si riscatta più che pienamente. Ci sono dei massicci incrementi nella produzione di draw call dall'inizio alla fine su ogni processore testato, e l'incremento maggiore viene dall'FX 8350, con cui la R9 290X produce un aumento monumentale delle prestazioni, nell'ordine del 2.000% (!) nel confronto tra i punteggi single-core di DX11 e DX12. Ricordate che stiamo misurando un particolare elemento del procedimento di rendering ma l'incremento è comunque fenomenale.

Il salto nelle prestazioni si applica sia a Mantle che a DirectX 12, e abbiamo rilevato che con le DX12 l'hardware AMD mostra miglioramenti significativi rispetto a Mantle (le sue stesse API, ricordiamolo) in ogni test. È degno di menzione anche il fatto che qui AMD risulta competitiva con Nvidia in tutte le aree: in effetti, le sue GPU di fascia più bassa elaborano le draw call più velocemente delle equivalenti Nvidia. La buona notizia, però, è che ogni hardware provato vede dei miglioramenti grazie alle DX12, con un utilizzo molto più intenso di CPU e GPU. I dati dimostrano in particolare quanto siano sottoutilizzati i motori geometrici sulle nostre GPU: quali altri componenti poco sfruttati dell'hardware grafico potrebbero raggiungere le DX12? Le prospettive sono allettanti.

Non bastasse, nel classico scenario di gioco con DirectX 11, il Core i5 4690K è uno dei processori più veloci a prezzi ragionevoli sul mercato e surclassa l'FX 8350, dal costo simile. Con le DX12 il divario si riduce notevolmente e il chip AMD diventa molto più competitivo: non male, considerando che stiamo confrontando un processore Intel del 2014 con un rivale AMD più vecchio di due anni.

I dati presentati in quest'articolo devono essere visti in un certo contesto. Aumentare a dismisura il numero di draw call rende la misurazione affascinante ma si tratta solo di un piccolo componente del tipico motore da gioco. Serviranno dei nuovi motori sviluppati appositamente attorno alle nuove API per vedere miglioramenti sotto forma di mondi più popolati e ricchi ma le opportunità delle inevitabili patch DX12 che vedremo nel breve termine sono comunque eccitanti: l'esperienza PC è incentrata sulla scalabilità ma, come abbiamo fatto notare di recente, in particolare nelle prestazioni ridotte della Titan X di Nvidia in alcune situazioni, c'è qualcosa che sta frenando il gaming su PC dallo sfruttare al massimo il proprio vantaggio di hardware. Siamo affascinati dalla possibilità di constatare se le DX12 possano fare la differenza.

Dal punto di vista dell'hardware, tutto indica che le DX12 siano una componente fondamentale per portare più competitività sul mercato. I dati in questa pagina suggeriscono fortemente che la strategia multi-core di AMD possa finalmente iniziare a fruttare. Visto che questa settimana è stato annunciato che l'architettura Zen sarà più veloce del 40%, in futuro Intel potrebbe non essere più la scelta preferita dai giocatori. Staremo a vedere.

Nel mercato dell'hardware grafico, AMD è stata spesso criticata per il suo approccio fiacco al supporto dei driver. I nostri test su hardware DX11 hanno illustrato il grosso divario presente, che dovrebbe essere corretto. Curiosamente, il driver DX12 in Windows 10 sembra avere dei miglioramenti DX11 non presenti nell'attuale driver per Windows 8.1, che portano incrementi di prestazioni tangibili a Project CARS quando il gioco gira sul nuovo OS. Speriamo che questo sia solo l'inizio degli sforzi di AMD nell'ottimizzazione per DX11, ma i benchmark suggeriscono che ci siano le basi per una maggiore competitività del produttore anche sul versante del software una volta che le DX12 saranno al centro dello sviluppo per PC.

La vera domanda è quanto dovremo attendere affinché ciò accada. Microsoft sta dando via Windows 10 gratuitamente, e questo dovrebbe favorire l'adozione delle DX12 in tempi brevi. Nel breve termine dovremmo assistere anche all'arrivo di giochi con supporto sia per DX11 che DX12. I giochi richiedono anni di sviluppo e i titoli di rilievo di quest'anno punteranno ancora quasi certamente alle DX11. In verità importanti sviluppatori, e tra questi Johan Andersson di DICE, stanno ancora considerando se adottare le DX12 per i giochi del prossimo anno. Come detto da Andersson, ci sono chiaramente dei grossi benefici, quindi speriamo che la transizione avvenga più prima che poi.