笔记本电脑DirectX 11性能专项测试
- 来源:微型计算机
- 关键字:笔记本电脑,性能,专项测试
- 发布时间:2011-02-15 14:39
自2009年9月首款支持DirectX 11标准的显卡ATI Radeon HD 5870登场至今，除了《尘埃2》、《文明5》等部分游戏大作启用了对DirectX 11的支持之外，其他很多的游戏厂商如EA、Treyarch等的大多数游戏软件仍然坚守着DirectX9/10阵地，大部分玩家对于DirectX 11还很陌生。因此，Futuremark历时近三年时间开发的《3DMark 11》对于衡量显卡的DirectX 11性能，便具有了指导性的标杆意义。
《3DMark 11》的测试重点是利用DirectX 11 API实时更新和渲染复杂的游戏世界，通过六个不同测试环节得到一个综合评分，借此评判一套PC系统的DirectX 11性能水平。从技术角度上来看，《3DMark 11》没有让人失望—曲面细分、公平的物理引擎、原生的DirectX11支持和对显卡性能更苛刻的需求等等都让图形基准测试迈入了新的时代。与以往一样，3DMark系列又一次成为衡量3D性能的最佳标准（当然，这样的高规格让它也成为了绝对的硬件杀手）。但有些问题依然存在，比如对CPU的要求还是原地踏步、游戏Demo的部分场景依然有些僵硬等等。不管怎么说，《3DMark 11》的发布给了DirectX 11时代的显卡带来了新的衡量标准，它的出现使得应用层面上的性能需求再次超越了当前最强显卡所能提供的性能，毫无疑问，这一版本将重新定义DirectX 11显卡的性能。
简洁快速 《3DMark 11》的测试项目解析
和之前的多场景、长时间测试不同，《3DMark 11》的测试场景只有6个，测试时间和测试速度都相当快。这6个测试场景又被不同的画质和计算要求划分为4个图形测试、1个物理测试以及1个综合测试。对《3DMark 11》中所采用的测试技术和特性感兴趣的读者可以参考本期杂志《DirectX 11显卡专用裁判—<3DMark 11>深度解析》一文，下面我们就只对每一个测试场景的技术应用和画质情况进行简单介绍。
《3DMark 11》是目前衡量显卡DirectX 11性能的最佳选择
3DMark经典回顾
自1998年开始，3DMark系列便紧随微软的脚步，不但见证着DirectX标准的发展，而且由于自身完美的平衡性，3DMark也逐渐成为业内最具权威的图形基准测试软件。
19 9 8 年，F u t u r ema r k 的前身Ma dOn ion（疯狂洋葱）推出了基于Di rectX 6.0的3DMa rk第一代作品《3DMark 99》。它以真实的游戏场景为基准，几乎支持当时所有D3D标准的3D特效，得到的测试成绩基本上可以作为电脑在运行游戏时的实际参考。
跟随Di rectX 8而来《3DMa rk2001》全面支持SM1.1，不但采用了光照效果处理强大的MAX FX图形引擎，游戏场景也由前作的两个提升到四个，其中前三项场景均有高低细节之分，最后一项测试采用PS指令只有支持DirectX8的显卡才能完成。在DirectX 8时代的显卡性能测试中，《3DMark 2001》拥有绝对权威的地位。不过《3DMark2001》的整个测试对于CPU的依赖性非常高，使得即使同一块显卡在不同的平台上跑出来的成绩也有比较大的差距。
20 03年2月，支持Di r e c tX 9的《3DMa r k 0 3》发布。相比前代，《3DMark 03》受处理器及测试平台的影响更小，它更专注于显卡的着色能力测试，并且从这个版本开始内置了独立的CPU测试项目。值得一提的是，NVIDIA和ATI在当年新一代显卡推广之际还专门针对《3DMark 03》推出了“优化驱动”，这场风波虽然体现了3DMark的影响力，但也让3DMark系列的权威地位有所动摇。
2 0 08 年发布的《3 D M a r kVantage》专门为DirectX 10显卡量身打造，而且只能运行在Windows VistaSP1下。它包括两个图形测试、两个处理器测试和六个特性测试。图形测试项目借助DirectX 10显卡的新技术和高性能打造了绚丽逼真的视觉特效，处理器测试项目还特别加入了对人工智能和物理加速的专门测试
1.图形测试1并没有使用曲面细分技术，在这个测试中大量应用了体积光照、点光源、渲染大量投影，后期处理上运用了景深技术。
2.图形测试2中开始加入一定的曲面细分效果，主要用于呈现岩石、沉船、潜艇、珊瑚等。当然本测试中对体积光照、点光源以及景深等处理依旧是重点。
3.图形测试3中加入了大量的曲面细分，用于处理石柱、雕像和部分植被。另外，本测试使用了一个投影线光源(太阳)和中等数量的非投影点光源，并加入了环境光遮蔽效果。需要说明的是，体积光照仅仅用于投影线光源，非投影点光源则不产生体积光照。
4.图形测试4基本上可以算图形测试3的夜晚版本。在这个测试中，曲面细分也被加强应用，光线方面和图形测试3基本相当。
5. 物理测试：之前的《3DMark Vantage》采用了NVIDIA的PhysX物理测试引擎，但被业界质疑可能存在偏颇。本次《3DMark 11》采用了Bullet开源物理C++库作为基本物理引擎。在本测试中包含了大量刚体模拟，这些刚体之间存在相互碰撞和相互作用，其中部分刚体还相互连接。这些因素综合起来可以模拟复杂的物理情况。在3D渲染方面，为了降低显卡负担，物理测试中的3D渲染尽可能轻量化，因此你会看到在这个测试场景中的图形画质很差。
6.混合测试：该测试将对CPU和GPU同时进行压力性测试。在这个测试中，包含了大量刚体（石柱、石球）和软体模拟(旗帜)以及3D渲染场景。刚体之间的碰撞和物理模拟由CPU完成，其测试内容也和上一节的“物理测试”基本相同。而软体测试比如旗帜等，则由DirectCompute完成。在这一节中，Bullet开源物理C++库依旧是最基本的物理引擎库。除此之外，整个图形测试还包含了包括曲面细分、体积光效效果和后期处理效果等高级3D效果。
从《3DMark 11》的测试场景以及整个测试流程来看，这次的测试软件在测试时间上要比之前几代3DMark都要少。对于一些经常使用3DMark作为工作工具的技术人员而言，这种变化无疑是相当令人满意的，它意味着整个测试变得更有效率，更简洁。
更细致的版本划分，提供演示模式
为了给用户更多的选择，Futuremark推出了三种版本的《3DMark11》软件，价格从免费到惊人的995美元不等。得益于微星、安钛克等厂商的赞助，《3DMark 11》基础版（BasicEdition）免费提供下载，无需注册即可无限次使用，满足了个人用户的测试需求，确实是很意外的惊喜！想对自己的平台进行测试的朋友，不妨参考以下版本说明：
—基础版（Basic Edition）：免费。可进行性能级（Performance）预设的测试，包括四个图形测试场景、物理测试场景、综合测试场景和音频视觉演示（分辨率固定于720p）。但必须连接Futuremark网站才可获得测试成绩，可在线创建账户、查询和对比结果。
—高级版（ A d v a n c e dEdition）：19.95美元。可进行入门级（Entry）、性能级（Performance）和极限级（Extreme）三种预设的测试（不常用的高等级被取消），允许自定义测试设置，音频视觉演示可自定义分辨率，允许离线测试结果管理和循环测试，但仍需要登录网站才能获得测试结果，在线结果保存无限制。
— 专业版（Pr o f e s s i o n a lEdition）：商业使用授权，995.00美元。允许演示循环，附带画质工具，支持命令行自动运行，并提供优先技术支持。
值得一提的是，3DMark05中的音频加视频演示模式在《3DMark 11》完美回归，综合了深海、神庙两个场景，辅以著名音乐人Pedro Macedo Camacho的原创音轨，效果出众。另外，基础版中视觉效果固定，高级版中可进行自定义。
更清晰直观的设置界面
《3DMar k 11》的界面进行了重新设计，各项功能清晰直观，测试项目可以灵活定制。如果是专业版的《3DMa r k 11》，那么主界面上有“Basic”、“Advanced”、“Professional”、“结果”和“帮助”5个选项卡，其中Basic标签提供测试级别（入门级、性能级和极限级）和运行方式的选择。
运行方式共有3种，其第一项“完整3DMark 11体验”包括了“基准测试”和“演示”两部分，而其余两种就是第一项的分离。简单来说，只有“基准测试”一栏才有对应的成绩出现，“演示”的选择只是给大家见识一下《3DMark11》强悍的画面效果而已。
喜欢自由的玩家，一定会对灵活的“Advanced”标签喜爱有加。该标签下，玩家不但能对测试场景进行选择，下部的“设置”栏更是可以对各个预置的测试级别进行定制，玩家能随心所欲地调节分辨率、抗锯齿、各向异性过滤、曲面细分、阴影与照明、景深及色彩等参数的级别和质量。更贴心的是，最下部的“复位”按钮能随时恢复预设的级别。不过，需要注意的是，如果是要与其他的系统进行比较，选择事先预置的参数无疑是更为合理的设置。
“Pr o f e s s i o n a l ”标签则是在“Advanced”的基础上，进行更细致的个性化设置。“结果”和“帮助”标签自然是用来了解测试成绩和深入了解《3DMark 11》的方方面面。
其他参与测试的软件和DirectX 11游戏一览：
《天堂》
游戏引擎开发商Unigine于2009年10月推出的《天堂》是首款基于DirectX11测试程序，支持DirectX 9、DirectX 10、DirectX 11与OpenGL 4.0，通过26个场景的测试最终得出显卡的实际效能。软件凭借对曲面细分等新特性的深度及广泛应用成为媒体和玩家测试DirectX11显卡的重要工具。最新的2.1版本最突出的特性便是加入了对OpenGL 4.0标准规范的支持，包括OpenGL模式下的硬件曲面细分技术。除此之外，还加入了对多种立体3D模式的支持，包括Anaglyph、Separate Images、NVIDIA 3DVision和iZ3D等等。
《失落星球2》
《失落星球2》的游戏舞台是前作故事发生后十几年之后经过温暖而改变的EDN-3rd。这里将新增丛林等新场景，主人公也并非前作那样为一人，而是以“雪贼”们不同的视点展开故事。与前作相同，《失落星球2》采用CAPCOM公司原创引擎MT Framework的最新版VER.2.0进行开发，游戏世界的表现更加细致和美丽。不仅仅是画面上的进化，在前作玩家要求基础上《失落星球2》追加了大量全新要素，新场景、新角色、新武器等自不必说，角色的动作也比前作更加丰富多彩。
《潜行者：普里皮亚季召唤》
《潜行者：普里皮亚季召唤》采用GSC的X-Ray图形引擎开发。游戏故事发生在《潜行者：切尔诺贝利的阴影》的故事之后，普里皮亚季是乌克兰的一个城镇名字，是切尔诺贝利事件的隔离区。对于这一非常正统但是趣味无穷的故事，该游戏中的氛围对人非常有吸引力，在画面表现上也非常注重细节描绘，手电的灯光和空中划过的闪电都非常逼真，比以往的潜行者系列游戏更加精彩。
移动版DirectX 11 GPU规格一览
AMD
AMD拥有最齐全的DirectX 11产品线。事实上，早已布局完成的AMD无论是在高端，还是在入门市场都已经完全支持DirectX 11。不仅如此，AMD已经发布了第二代DirectX 11显示核心，并且已经有搭载了最新显示核心的笔记本电脑问世。有意思的是，AMD第二代DirectX 11显示核心的命名规则已经发生了变化，随着AMD最近两年在图形市场上的成功，原来并购ATI得来的黄金招牌已经没有再继续存在下去的必要。命名规则也得到了简化，以后缀的“M”代替了以往的Mobility。这对于一个严谨的技术媒体来说当然是件好事—光这个改变，我们就可以节约出不少的版面哦^_^。
AMD的DirectX 11显示核心大体上可以分为三个档次：流处理器为800个的高端市场，包括ATI MobilityRadeon HD 5800系列，适用于以游戏及多媒体娱乐为主的大尺寸笔记本电脑。流处理器为400个的主流性能市场，包括ATI Mobility Radeon HD570 0/5 6 0 0系列和新推出的AMD Radeon HD 6500M，适用于主流的14英寸~15英寸的笔记本电脑。流处理器为80个的入门市场，包括ATI MobilityRadeon HD 5400系列和AMD Radeon HD6300M，主要适用于入门市场。
值得一提的是，AMD还拥有几款同样命名为“5”系列的产品，包括ATI Mobility Radeon HD 5100系列及ATI Mobility 500v系列，但这些仅支持DirectX 10.1，并不支持DirectX 11，消费者在购买时应该尤为小心，谨防被“奸商”蒙蔽。
由于AMD在DirectX 11产品的推出上暂时居于领先地位，目前，AMD的GPU在笔记本电脑上随处可见，占据了较大的市场份额。
NVIDIA
与AMD相比，NVIDIA在DirectX 11产品的发布上要略慢半拍，再加上NVIDIA认为目前的入门级DirectX 11核心并不能胜任DirectX 11应用，一直到现在为止，NVIDIA的DirectX 11方案都仅限于高端及主流性能级市场。
从规格上看，NVIDIA的DirectX 11产品有多种方案可以采用，尤其在高端领域，CUDA处理器数目分别为352、288和192的GeForce GTX 480、GeForceGTX 470和GeForce GTX 460。不过，市面上最为常见的除了少量高端笔记本电脑采用GeForce GTX 480外，就属定位主流的GeForce GT 425M和GeForceGT 420M最普遍了，两者之间的性能差距并不大。不过，单就DirectX 11的市场份额而言，NVIDIA还需要在移动领域更加一把劲。
性能测试
我们挑选的几款具有代表性的，支持DirectX 11的笔记本电脑进行测试。华硕G73j基于酷睿i7 720QM处理器与ATI Mobility Radeon HD 5870的搭配，这也是目前高端笔记本电脑采用得最多的典型搭配。联想ideapad Y460采用了ATI Mobility Radeon HD 5650的配置，华硕A 4 0 j则采用AMD的第二代DirectX 11显示核心AMD RadeonHD 6570M，而三星RF410则NVIDIAGeForce GT 420M，这三款GPU都是目前主流市场应用较为广泛的产品。有意思的是，这三款笔记本电脑都采用了酷睿i5 460M处理器。另外，由于笔记本电脑所采用的移动GPU在频率上会与官方参考值有一些出入，我们也列出了待测笔记本电脑的实际规格。
3DMark 11
如我们之前所述，3DMark 11主要分为Entry、Performance和Extreme三项基本测试。由于分辨率受到限制，除了17英寸的华硕G73j可以完成全部三项测试外，其他的三款14英寸机型只能完成Performance和Entry两项测试。在Entry测试中，高端DirectX 11移动显示核心与主流级别的DirectX 11移动显示核心有较为明显的差距，采用ATI Mobility Radeon HD 5870的G73j的Entr y模式总分要比排名第二的华硕A40j足足高出77%。两款AMD的主流DirectX 11 GPU之间的性能则较为接近，新的6000系列要比之前的5000系列略有优势一些。同为主流性能级产品中规格最低的产品，GeForce GT420M与ATI Mobility Radeon HD 5650在性能上还是有一些差距。
如果说3DMark 11的总分还包含了整个系统其他配置的差异，那么，专门考察GPU得分的GFX选项更能体现出GPU的性能差距。Entry模式的GFX得分差距与Entry模式的总分差距处于相同的水平，这也说明在Entry模式下，CPU对于总分的影响几乎可以忽略不计。
从我们的主观感受来看，华硕G73j可以较为流畅地运行，另外三款主流笔记本电脑的测试画面大部分时候还算流畅，但时不时会出现一些卡顿现象。
与Entr y模式相比，3DMark 11的Performance模式分辨率达到了720p（1280×720），各项特效的设定也更高。虽然呈现出来的画质更为精细，但对系统的要求有了较为明显的提升。在Entry模式中获得E2906的华硕G73j在该模式下得分降至P2038，大致下降了43%。与其他机型相比，它在该模式下的性能优势比Entry模式有了进一步的提升，达到了80%。这也说明，随着特效的提升，GPU性能在整个3D性能中的比重进一步提高了。
在G F X 比较中，华硕G 7 3 j 在Performance下的得分比Entry模式得分降低了50%之多，这个差距比总分的差距更大，进一步说明了特效提升后GPU性能的重要性更为突出。不过，四款笔记本电脑的相互得分差距还是与Entry模式相差无几。相比而言，采用GeForce GT 420M的三星RF410与其他两款采用AMD方案的笔记本电脑在性能上还是有较为明显的差距。从这个差距来看，即使是性能更好的GeForceGT 425M也不大可能弥补这一差距。AMD方案在3DMark 11中的表现显然要略强于NVIDIA的方案。
从实际的测试画面来看，除了搭载了ATI Mobility Radeon HD 5870的华硕G73j还算流畅以外，其他三款采用主流DirectX 11显示核心的机型卡顿较为明显。那么，在几款实际的游戏中，它们的表现能否有所改观呢？
《天堂2.1》这个演示程序是最先基于DirectX 11的测试应用，在过去的一年中，几乎提到DirectX 11必然会有它的出现。目前，它的最新版本是2.1。我们在测试时会将屏幕分辨率设置为1360×768，这也是14英寸笔记本电脑的标准分辨率。特效设置则分别更改Shader和Tessellation的设置。相比3DMark 11，《天堂2.1》对于硬件性能的要求丝毫不低，甚至更为苛刻。即使是搭配了酷睿i7 720QM和ATIMobility Radeon HD 5870，堪称目前最为强劲的笔记本电脑的华硕G73j，其平均帧速也只是在低画质下突破了30fps，整个过程勉强算得上流畅。低画质下，其他三款代表主流水平的笔记本电脑有时会相当卡顿，严格来说并没有达到足以流畅运行的目标。在将特效设置为中等后，参测机型的性能有一定程度下降，而在将特效设置为高以后，即使是G73j也已经只有14.7fps的平均帧速，其他产品的帧速更是跌落到只有个位数的惨状了。
《潜行者：普里皮亚季的呼唤》
在这个DirectX 11游戏中，我们将分辨率设置为1360×768，并按照预设值将特效设置为几档。
在最为苛刻的Extreme设置下，G73j完全可以达到流畅运行的要求，即使在最为“BT”的SunShafts场景下，其平均帧速也突破了30 fps。AMD的两款主流移动GPU大部分场景的帧率都在30fps左右，算得上是较为不错的表现—毕竟，这是最为苛刻的“Extreme”设置。
你没有看错，我们也没有弄错。尽管我们也不太相信，但在这个游戏中将画质特效从最高的“Extreme”依次递减到“Ultra”，再递减到“High”，大部分项目的测试成绩也基本没有发生什么变化，只是在要求最严格的“SunShafts”场景中有比较明显的提升。一直在将特效降低为“Medium”以后，各款产品的平均帧率才有了较为明显的提高。
总的来说，目前的高端移动显示核心完全能够胜任这个游戏，主流产品在对特效稍作设置后，其效果也还算可以接受的。
《失落星球2》
在这个游戏中，我们还是将屏幕分辨率设置为1360×768，并启用Motion Blur设置，画质设置则分别设置为High、Middle和Low。
刚刚在《潜行者：普里皮亚季》中积累起的乐观情绪在这里再次荡然无存。即使是华硕G73所搭载的目前最强劲的ATIMobility Radeon HD 5870，在高画质和中画质下都难以突破30fps，至于其他几款参测机型就更不用指望了。不过，在低画质下，各个机型的测试成绩有了大幅提升。没有任何疑问，就算是最顶级的移动GPU，在这里也只能在低画质下才能达到可玩的程度。
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