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Microsoft annonce DirectX Raytracing

Publié le 20/03/2018 à 15:16 par Guillaume Louel

Microsoft a profité de l'ouverture de la GDC pour annoncer une nouvelle API, DirectX Raytracing (DXR) . Comme son nom l'indique, il s'agit d'une nouvelle API qui vient s'ajouter aux autres API DirectX pour standardiser l'utilisation de certaines techniques dites de raytracing. Le raytracing tente pour rappel de représenter de manière plus exacte le parcours de la lumière pour proposer des rendus réalistes. L'inconvénient de la technique étant son coût généralement prohibitif, même si des approximations existent.

A l'inverse, le rendu 3D dans les jeux actuel est basé sur la rasterisation, la projection d'une scène 3D en 2D avant d'y appliquer les traitements pour obtenir la couleur des pixels, avec des techniques plus ou moins avancées de gestion de lumière (les premiers jeux 3D se contentant d'imiter les effets de lumière en les dessinant directement dans les textures, tandis qu'aujourd'hui les pixel shaders s'appliquent sur l'image 2D ce qui limite les possibilités même si les développeurs sont extrêmement créatifs). Comme le rappelle le sous titre de l'annonce de Microsoft, "3D Graphics is a lie" (le rendu 3D est un mensonge) !

Avec DXR, Microsoft souhaite donc ajouter un peu de "réalisme" avec une petite dose de raytracing. Dans le détail, il s'agit d'une API complémentaire qui ajoute de nouvelles possibilités pour utiliser le raytracing par dessus les pipelines actuels de rasterisation. En pratique, DXR s'appuie sur une représentation de la géométrie pour lancer des rayons. Par dessus cette représentation, chaque objet ou groupe d'objet pourra définir des "raytracing shaders" et des textures spécifiques à utiliser. Une fois ceci crée, le lancé de rayons est appliqué, l'API définie les cas d'intersection, de non intersection, et de "presque" intersection (near miss), en gérant les cas ou les rayons rebondissent sur plusieurs surfaces (multi bounce).

Techniquement, le lancer de rayon est effectué a partir de la "caméra" dans la variante utilisée par DirectX, et peut se faire pour une sélection de pixels de l'écran ou la totalité (Microsoft prend l'exemple de ne le faire uniquement que pour les objets dont la surface est réfléchissante).


Un exemple de rendu DXR avec le moteur SEED d'EA, Project PICA

D'un point de vue compatibilité avec le matériel existant, Microsoft renvoi simplement vers les constructeurs pour les détails. Certains matériels sur le marché disposeraient déjà d'un support de DXR (on ne sait pas lesquels), et Microsoft semble proposer un mode de rendu alternatif s'appuyant sur Direct Compute pour fonctionner sur tout le matériel existant aujourd'hui (avec un niveau de performances on l'imagine réduit).

AMD nous a indiqué qu'ils collaboraient "étroitement" avec Microsoft "pour les aider à définir, améliorer et prendre en charge l'avenir de DirectX 12 et du ray tracing", un propos qui évite soigneusement de prononcer l'acronyme DXR. AMD dispose déjà d'une API de ce type utilisable sur de multiples plateformes avec Radeon Rays . Interrogé sur la question spécifique de l'accélération matérielle, AMD nous a indiqué qu'ils proposeraient, à un moment non défini, un pilote qui proposera une accélération DXR (au delà du mode "fallback" utilisant Direct Compute et qui lui marche sur tous les GPU, mais probablement en étant peu utilisable). Ce qui sera accéléré, et quelles cartes seront concernées n'est pas encore défini non plus selon le constructeur. On semble sentir une certaine précaution pour ne pas dire frilosité de la part de la société sur sa communication, il nous est difficile de savoir s'il s'agit d'un manque de préparation sur le sujet, d'un désaccord avec Microsoft sur certains choix effectués, ou d'autre chose.

Nvidia de son côté a évoqué son implémentation sous le nom de RTX, cette dernière ne s'appliquera qu'à compter des GPU Volta et ultérieurs (soit uniquement la Titan V dans les GPU "joueurs" actuels de la gamme du constructeur). Nvidia présente la technologie là aussi de manière assez vague, sous entendant que leur implémentation sera utilisable "via" DXR, mettant son API en avant sans que l'on sache si c'est simplement dans un but de démarcation compétitive ou autre chose. Là encore à l'image d'AMD, la communication des deux principaux constructeurs ne va pas exactement dans le même sens que celle de Microsoft (les relations entre Microsoft et les responsables GPU ont toujours été particulières, chacun tentant de tirer la couverture de son côté et de créer un avantage compétitif, que ce soit les constructeurs de GPU l'un face à l'autre, ou Microsoft à proposer une API et des fonctionnalités qui ne soient pas cross-platform).

Du côté des développeurs, Microsoft annonce que les moteurs Frostbite, SEED (plus haut), Unity et Unreal Engine proposeront une forme de support de DXR. Futuremark devrait également proposer un test de ce type pour une version de 3D Mark.

3DMark reçoit un support limité de Vulkan

Publié le 27/03/2017 à 10:42 par Damien Triolet

Futuremark vient de mettre à jour son benchmark phare pour apporter le support de l'API graphique Vulkan. Il ne s'agit cependant pas d'un support généralisé mais limité au test spécifique à l'API Overhead, tout du moins dans un premier temps.

Pour rappel, ce test introduit dans 3DMark il y a 2 ans permet de mesurer la capacité des systèmes à encaisser un grand nombre de commandes de rendu. Les API de plus bas niveau telles que Mantle, DirectX 12 ou Vulkan réduisent significativement le surcoût CPU de ces commandes et permettent d'exploiter efficacement tous les coeurs CPU pour pouvoir prendre en charge de nombreuses commandes de rendu.

L'ajout de Vulkan dans ce test permet donc de s'assurer que tout fonctionne bien à ce niveau sur votre système. Il ne s'agit cependant pas d'un test qui mesure directement les performances globales des cartes graphiques. Il teste les capacités des pilotes, du CPU et du processeur de commandes du GPU sur un point particulier.

Voici pour information ce que nous avons obtenu avec une GTX 1080, une GTX 1060 6 Go et une RX 480 sur un Core i7-5960X cadencé à 4 GHz et sans HyperThreading :

Nous pouvons observer que le pilote Nvidia semble un petit peu plus efficace avec Vulkan alors que celui d'AMD l'est un peu moins. A noter que dans le cas de la Radeon RX 480 en DX12 et Vulkan ainsi que de la GTX 1060 en DX12, les performances semblent ici limitées par le processeur de commandes puisqu'elles varient directement avec la fréquence GPU.

Dans tous les cas la capacité de prise en charge des commandes de rendu explose avec ces API, à un niveau largement supérieur à ce qui est actuellement exploité par les développeurs. Dans un premier temps, l'intérêt principal pour ces derniers est de réduire les spécifications minimales requises pour leurs jeux plutôt que d'augmenter la complexité à l'écran.

Si Futuremark n'exclut pas la possibilité de porter également le test plus complet Time Spy sous Vulkan, sa priorité est actuellement la finalisation d'un nouveau test DirectX 12 prévu cette fois pour la VR.

Le test DirectX 12 de 3DMark est disponible

Publié le 26/03/2015 à 16:49 par Damien Triolet

Futuremark vient de rendre disponible son premier outil de test DirectX 12. Il s'agit d'un test synthétique, et non d'une scène complète, dont le but est de mesurer les performances de différentes API ainsi que des pilotes au niveau du surcoût CPU.

Rappelons d'une part que les API classiques, telles que DirectX 11 ou OpenGL, affichent un surcoût très élevé pour chaque commande, notamment parce qu'elles effectuent de nombreuses vérifications à la place du développeur. D'autre part, elles n'autorisent qu'un contrôle très limité sur le parallélisme au niveau de ces commandes, ce qui limite fortement la capacité des développeurs à exploiter tous les cœurs CPU.

Les API récentes, dites de bas niveau, telles que Mantle, DirectX 12 ou encore Vulkan, font exploser ces barrières en transférant presque tout l'aspect "contrôle" vers les développeurs. Si ceux-ci font en sorte de proposer un code à la fois robuste et efficace, les performances peuvent faire un bond au niveau du CPU, grâce à un surcoût réduit et à une meilleure utilisation de tous les coeurs.


C'est ce que permet de mesurer l'API Overhead Feature Test de 3DMark. Ce test, très léger au niveau du GPU, consiste à augmenter progressivement le nombre d'objets affichés dans la scène, et donc la charge CPU, jusqu'à se stabiliser à 30 fps. Plus l'API et le pilote graphique sont performants, plus il sera possible d'aller loin dans le test et donc d'afficher plus d'objets.

L'API Overhead Feature Test est compatible avec DirectX 11, DirectX 12 et Mantle. Dans le cas de DirectX 12, Windows 10 Technical Preview build 10041 ou supérieur sera nécessaire, et dans le cas de Mantle, le système devra bien entendu être équipé d'une Radeon compatible.

Nos confrères de PCPer  ont pu effectuer quelques premiers tests avec des pilotes beta fournis par AMD et Nvidia. Dans ces premiers résultats, si les GeForce et leurs pilotes ont un avantage sensible sous DirectX 11, surtout en mode multithreading (basique), ce sont les Radeon et leurs pilotes qui prennent l'avantage sous DirectX 12. Les gains observés peuvent dans les deux cas être supérieurs à 10x entre DirectX 11 et DirectX 12. Des gains qui signifient qu'à charge égale il est possible de se contenter de plus petits CPU, ou qu'il sera possible pour les développeurs de décupler la complexité des mondes qu'ils créent.

Si vous disposez déjà de 3DMark (Advanced ou Professional), la mise à jour v1.5.884 devrait vous être proposée au prochain lancement. Quant à la course aux pilotes optimisés, elle ne devrait pas tarder.

GDC: Le test D3D12 de Futuremark en démo chez Microsoft

Publié le 04/03/2015 à 21:35 par Damien Triolet

Sur le stand de Microsoft, nous avons pu apercevoir le premier test Direct3D 12 de Futuremark. Toujours en phase beta, il devrait être proposé en même temps que la sortie de Windows 10.


Il s'agit d'un test synthétique destiné uniquement à mesurer la capacité des systèmes à encaisser un nombre élevé de draw calls, soit d'objets dans la scène. Une sorte de ville futuriste est rendue avec une complexité qui augmente jusqu'à ce que le niveau de performances se stabilise autour de 30 fps. Plus le système est performant, plus le test dure longtemps.

Sur le stand de Microsoft, le benchmark tournait sur un CPU Intel Core i7 4770R dont le core graphique était chargé du rendu. Voici les performances relevées :


D3D11 Single Thread : 0.664 million de draw calls / seconde
D3D11 Multi Thread : 0.698 million de draw calls / seconde
D3D12 (Multi Thread) : 2.166 millions de draw calls / seconde

Dans ce test, le multi-threading sous D3D11, visiblement peu optimisé, n'apporte qu'un maigre gain de 5%, alors que D3D12 multiplie les performances par un facteur de plus de 3x.

Par ailleurs il faut noter que si la fréquence du GPU Intel est relativement faible en mode D3D11, elle grimpe en mode D3D12, signe que le GPU est soumis à une charge bien plus élevée. Il est donc possible qu'il devienne le facteur limitant et que les gains soient encore plus élevés dans ce test avec une GeForce ou une Radeon dédiée.

Bientôt un feature test Mantle pour 3DMark

Publié le 21/11/2014 à 15:12 par Marc Prieur / source: AMD

Futuremark a indiqué à l'occasion d'un événement organisé par AMD qu'il allait lancer d'ici à la fin de l'année un test de fonctionnalité, qui n'influencera donc pas le score global, spécifique aux Draw Call permettant de comparer ce qu'il est possible d'obtenir avec Mantle par rapport à DirectX 11.


Les premiers résultats sont comme attendus impressionnants puisque selon les estimations de Futuremark le score obtenu dans ce test mesurant les capacités de la machine en terme de commandes de rendu seraient multipliées par plus de 7 en passant à Mantle, l'éditeur ne précisant pas avec quel type de processeur.


Mais Futuremark estime également que, c'est somme toute logique, DirectX 12 permettra d'atteindre le même niveau de performance. Reste que si Mantle fonctionne dès à présent, pour DirectX 12 il faudra attendre le second semestre 2015, date à laquelle Futuremark compte sortir une nouvelle version de 3DMark au nom de code de "Dandia".

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