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Asteroid-Demo mit D3D12
Asteroid-Demo mit D3D12 (Bild: Intel)

Grafikschnittstelle: Feature Levels bleiben leidiges Thema bei DirectX-12

Asteroid-Demo mit D3D12
Asteroid-Demo mit D3D12 (Bild: Intel)

DirectX-12 steigert die Geschwindigkeit von Spielen, egal ob der Prozessor oder die Grafikkarte limitieren. Das Blöde: Microsoft unterscheidet mal wieder zwischen sogenannten Feature Levels und sorgt so für Unsicherheit bei zukunftsbedachten Käufern.

Microsofts Direct3D-Technikchef Max McMullen hat auf der Games Developer Conference in San Francisco viele Details der Grafikschnittstelle von Windows 10 erläutert. Die Quintessenz: Direct3D-12 ruft bei identischer Hardware mehr Grafik- und Prozessorleistung als Direct3D-11 ab. Welcher Chip aber wovon im Detail profitiert, ist nur schwer zu durchschauen, da Microsoft die Spezifikationen von Direct3D-12 in Feature Levels unterteilt.

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  • D3D12 im Überblick (Bild: Microsoft)
  • Weniger Overhead und besseres Multithreading (Bild: Microsoft)
  • Chaotische Unterteilung bei den Binding Tiers (Bild: Microsoft)
  • Neue Render Features für D3D12 (Bild: Microsoft)
  • Unterteilung der Feature Levels für D3D12 (Bild: Microsoft)
  • ExecuteIndirect für weniger Overhead (Bild: Microsoft)
  • Von ExecuteIndirect profitieren GPU wie CPU (Bild: Microsoft)
  • UAV Barriers reizen die GPU besser aus (Bild: Microsoft)
  • Dank UAV Barriers muss die GPU wenig Wartezyklen einlegen (Bild: Microsoft)
  • Zusammenfassung für D3D12 (Bild: Microsoft)
  • Fable Legends mit D3D11 (Bild: Microsoft)
  • Fable Legends mit D3D12 (Bild: Microsoft)
  • Intel Asteroids mit D3D11 (Bild: Microsoft)
  • Intel Asteroids mit D3D12 (Bild: Microsoft)
Unterteilung der Feature Levels für D3D12 (Bild: Microsoft)

Die grundlegend gute Idee der Feature Levels wurde 2012 mit Direct3D-10.1 vorgestellt: Spiele-Entwickler entwickeln für eine API, etwa DX11, und abhängig vom unterstützten Feature Level können Grafikkarten mehr oder weniger Details darstellen, ohne einen Fallback-Pfad wie DX9 nutzen zu müssen.

Ein Beispiel ist Total War Shogun 2: Das unterstützt die Feature Level 11.0, 10.1 und 10.0. Grafikkarten mit Feature Level 11.0 stellen alle Details dar, bei 10.1 fehlt Tessellation und bei 10.0 die Multisampling-Kantenglättung. Obendrein gibt's einen 9.3-Fallback komplett ohne weiche Schatten.

Für D3D12 sieht Microsoft derzeit zwei Feature Level vor: 12.0 und 12.1 - letzteres erweitert 12.0 um weitere geforderte Rendering Features. Zudem gibt es noch 11.3, was von den Rendering Features her 12.0 entspricht, aber anders als D3D12 nicht den CPU-Overhead verringert. Welche Grafikarten welches Feature Level unterstützen, hat Microsoft bisher nicht explizit erklärt.

Das macht es zugegeben schwierig, aufzulisten, welche aktuellen Grafikkarten welches Feature Level bieten. Nvidia scheint derzeit am besten dazustehen: Die großen Maxwell-Chips GM204, also Geforce GTX 980/970/960 sowie deren Mobile-Pendants, und GM200 (Geforce GTX Titan X) unterstützen, laut Nvidia, alle Rendering Features, bieten also 12.1-FL. Ältere Architekturen wie Maxwwell v1 (Geforce GTX 750 Ti), Kepler (Geforce GTX 680) und Fermi (Geforce GTX 480) sind auf Feature Level 11.0 beschränkt, profitieren aber vom geringeren Overhead.

  • D3D12 im Überblick (Bild: Microsoft)
  • Weniger Overhead und besseres Multithreading (Bild: Microsoft)
  • Chaotische Unterteilung bei den Binding Tiers (Bild: Microsoft)
  • Neue Render Features für D3D12 (Bild: Microsoft)
  • Unterteilung der Feature Levels für D3D12 (Bild: Microsoft)
  • ExecuteIndirect für weniger Overhead (Bild: Microsoft)
  • Von ExecuteIndirect profitieren GPU wie CPU (Bild: Microsoft)
  • UAV Barriers reizen die GPU besser aus (Bild: Microsoft)
  • Dank UAV Barriers muss die GPU wenig Wartezyklen einlegen (Bild: Microsoft)
  • Zusammenfassung für D3D12 (Bild: Microsoft)
  • Fable Legends mit D3D11 (Bild: Microsoft)
  • Fable Legends mit D3D12 (Bild: Microsoft)
  • Intel Asteroids mit D3D11 (Bild: Microsoft)
  • Intel Asteroids mit D3D12 (Bild: Microsoft)
Fable Legends mit D3D11 (Bild: Microsoft)

Bei AMD bleibt es undurchsichtig: Die ältere GCN-1.1-Technik, wie die Radeon R9 290X, ist zwar in Teilen moderner als Nvidias Maxwell v2. Dafür unterstützt sie AMD zufolge keine Conservative Rasterization, womit GCN 1.1 nur zum Feature Level 12.0 kompatibel wäre. Die Radeon R9 285 (GCN 1.2) könnte 12.1 unterstützen, bei kommenden GCN-1.3-Karten wie der Radeon R9 390X dürfte Feature Level 12.1 gesetzt sein.

Bleibt am Ende die Frage, welche Rendering Features von Spiele-Entwicklern überhaupt eingesetzt werden. Lionhead etwa nutzt für Fable Legends eine Technik namens UAV Barriers. Die läuft auf allen Chips mit Feature Level 12.0 und erhöht die Leistung im Grafiklimit um etwa 20 Prozent. Das sind 60 statt 50 fps oder eine 1080p-Auflösung statt 900p bei gleicher Bildrate.

  • D3D12 im Überblick (Bild: Microsoft)
  • Weniger Overhead und besseres Multithreading (Bild: Microsoft)
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  • Von ExecuteIndirect profitieren GPU wie CPU (Bild: Microsoft)
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  • Dank UAV Barriers muss die GPU wenig Wartezyklen einlegen (Bild: Microsoft)
  • Zusammenfassung für D3D12 (Bild: Microsoft)
  • Fable Legends mit D3D11 (Bild: Microsoft)
  • Fable Legends mit D3D12 (Bild: Microsoft)
  • Intel Asteroids mit D3D11 (Bild: Microsoft)
  • Intel Asteroids mit D3D12 (Bild: Microsoft)
Intel Asteroids mit D3D11 (Bild: Microsoft)

Intels Asteroid-Demo auf einem Haswell-Chip profitiert wiederum vom verbesserten Multi-Threading, weswegen sich die Bildrate bei zugleich stärkerer CPU-Auslastung verdoppelt. Mit vorberechneten Texturen und ExecuteIndirect für gebündelte Draw Calls verdreifacht sich die Bildrate, die CPU-Auslastung sinkt. All das klappt dank Feature Level 11.0 auch auf älteren Karten.


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Hotohori 11. Mär 2015

Oder für VR, wobei selbst dafür sind die Top Modelle zu langsam.

ms (Golem.de) 10. Mär 2015

May bad, verguckt. GTX 760 ist Kepler, d.h. wohl FL 11_0 und somit weniger Overhead, aber...

Allandor 10. Mär 2015

sry, erstmal lol Bei Vulkan weiß man doch noch viel weniger. Bei DirectX gibt es nur ein...



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