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【原创】A卡也玩PhysX:物理加速简介 兼ATI HD5770+物理加速卡初步测试

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发表于 2010-4-26 10:11:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 我是胖墩 于 2010-4-26 10:13 编辑

1.jpg

近日在淘宝上收了一块PhysX物理加速卡,昨天装机后做了些简单测试。不过首先还是让大家了解一下什么是物理加速

2.jpg

一,物理加速的概念

物理加速,就是让虚拟世界中的物体,按照真实世界中的物理规律去运动,以增加游戏的真实感。

举个例子,相信CS大家都玩过,如果仔细观察的话我们会发现,无论我们从任何角度,任何距离,任何枪种去射击一块玻璃,这块玻璃都只会按相同的状态破碎,并且碎玻璃会以相同的轨迹坠落,这是绝对不符合物理规律的。因为在真实世界中,从不同的角度和距离去射击,玻璃破碎的样子自然不一样,碎玻璃坠落的轨迹必然也不一样。

要想让玻璃和现实世界中一样的破裂和坠落,就要进行物理模拟计算。这种物理计算的计算量很大,不要说单核CPU,即使是双核,四核也难以应付。这是因为CPU在设计上就不适合做这种计算。因此需要借助一些手段对物理计算进行加速。这就是物理加速的概念。

二,物理加速引擎

物理加速引擎,简单说就是实现物理加速计算的方法,不严格的说就是加速物理计算的程序。现在主要有两种物理加速引擎

1.Havok Physics

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Havok是目前物理加速领域的领军者,包含物理加速计算的游戏中,四分之三使用的是Havok引擎。例如《星际争霸2》使用的就是Havok引擎。

Havok通过GPU(显卡)+CPU(中央处理器)联合计算的方法,实现物理加速,从而减轻CPU的负担。

这种方法成本低且易于实现。

Havok现在被Intel收购,Intel收购后,限制了Havok在GPU上的应用(汗,谁让Intel做不出GPU呢,无耻啊),所以目前最新的Havok游戏都只是单纯的CPU计算。

AMD-ATI选Havok为自己的物理加速引擎。

所以说ATI显卡并非不支持物理加速,ATI显卡可以完美支持Havok物理加速。ATI显卡只是不支持下面将要说到的PhysX by Nvidia罢了


2.PhysX by  Nvidia

4.jpg

拜Nvidia所赐,现在PhysX炒得火热。我虽身为Afan,但我并不看不起Nvidia,Nvidia的很多技术确实有出众的地方,不过遗憾的是PhysX并不是Nvidia发明的。

如上所述PhysX也是一种物理加速引擎,可以不准确的理解为加速物理计算的一种程序,由Ageia公司开发。Ageia在开发物理加速程序的同时,还设计了一个加速物理计算的硬件——PPU,也就是物理处理器。PPU在计算机中只负责计算PhysX程序,不参加其他计算。也就是说PPU是为物理加速而生的。

在这里我们必须要明确一点,否则后面会看得很糊涂:无论是Havok还是PhysX,都是软件层面的东西,换句话说,都是程序,是加速物理计算的程序。而PPU则是专门计算PhysX程序的硬件。

按照Ageia当年的设想,未来的计算机将由CPU+GPU+PPU联合进行游戏的数据处理。其中CPU居中调度,GPU渲染图形,PPU物理计算。三种处理器各司其职。

Ageia的设想很好,可惜的是不久之后,他们就被Nvidia收购了。

Nvdia收购Ageia之后,不再开发专门的PPU,而是把PhysX程序交由自己的Nvidia-GPU去计算。所以,大家看到Nvidia显卡上写着PhysX,千万不要认为是Nvidia显卡里集成了PPU。Nvidia只是让GPU去计算PhysX程序罢了。
不过这样做就存在一个问题:GPU的处理能力也不是无限的,GPU有自己的本职工作——渲染图形。PhysX计算只是GPU的兼职。

如果GPU足够强大,也就是高端显卡(比如9800GTX,GTX295),当然可以做到图形渲染,PhysX计算两不误,鱼和熊掌兼得;但是像这种高端显卡并不是一般人消费的起的,大部分人用的都是主流中端、中低端显卡(比如9600GT ,GT240),这类显卡渲染图形还忙不过来呢,怎么会有精力去干兼职的物理加速计算呢。在这类显卡里打开PhysX加速,只会得到一个结果:PhysX加速打开了,但是流畅度降下来了。

另外客观的讲,在新发布的GTX480/470里,得益于新的Fermi架构,这种情况有所改善。

同时,Nvidia将PhysX引擎分为:PhysX CPU和PhysX GPU两种。

前者依然要靠CPU计算PhysX程序,

后者才是真正的彻底解放CPU,只靠GPU计算PhysX程序。

可以说Nvidia已经彻底颠覆了Ageia公司对PhysX的规划,不但取消了PPU的发展,甚至又倒退回去用CPU去进行物理加速了。


说到这,我们总结出这么一点,物理加速技术被Intel和Nvidia分割后,发生了戏剧性的变化。做不出GPU的Intel将物理计算的重任交给CPU,做不出CPU的Nvidia把物理计算的重任交给GPU。

究竟这两种方式谁会笑到最后,我们拭目以待

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 楼主| 发表于 2010-4-26 10:14:44 | 显示全部楼层
三,物理加速游戏的现状


1.Havok游戏

刚才说到,有四分之三的物理加速游戏采用的是Havok引擎,下面列出一些主要的游戏

《星际争霸2》

《光晕2》

《光晕3》

《半条命2》

《魔兽世界》

《帝国时代3》

《马克斯 佩恩 2》

《上古卷轴 IV》

《孤岛危机》

《战地:叛逆连队2》

.........共计300余种,详见

http://www.havok.com/index.php?page=all

2.PhysX游戏

上面提到过,Nvidia将PhysX收入旗下后,将PhysX物理加速分为PhysX CPU和PhysX GPU两种。

前者不受显卡限制,因为显卡根本不参与物理加速计算,计算PhysX的是CPU。

后者必须是采用CUDA体制,且显存大于256MB的Nvidia显卡才可以打开物理加速,包括Geforce 8系列,9系列和GT200系列。

Nvidia提到支持PhysX的游戏超过150种,乍看起来很丰富,其实这150种之中,绝大多数是PhysX CPU方式。只有16种是PhysX GPU方式。

常常看到有人吹嘘,我的N卡可以玩极品飞车13不卡,你们A卡能么。每每看到这我就为此类人士感到悲哀。极品飞车13确实是PhysX物理加速,遗憾的是它采用的是PhysX CPU,而不是PhysX GPU。不会因为你用N卡而快多少,也不会因为你用A卡而慢多少,在极品飞车13里,物理加速能力完全取决与你的CPU,八核必然比四核快,四核必然比双核快。

下面看看仅有的使用PhysX GPU的16种游戏

《雪域危机》

《镜之边缘》

《虚幻竞技场3-PhysX》

《蝙蝠侠:阿卡姆疯人院》

《疯狂机器2》

《Dark Void》

《黑暗之日》

《幽灵行动:尖峰战士2》

《Metal Knight Zero Online 》

《一舞成名》

《鱼雷快艇:海上骑士》

《好战者行动:毁灭城市》

《圣域2》

详见http://www.nzone.com/object/nzone_physxgames_home.html

可以看出来,单纯PhysX GPU物理加速的游戏少且冷门。Havok是物理加速领军者这句话并非说说而已。不过Nvidia广告做的倒是不错,百度贴吧随处看见小白们在叫嚣PhysX by Nvidia。
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 楼主| 发表于 2010-4-26 10:16:57 | 显示全部楼层
四,PhysX 物理加速卡小试

如果有人说,我是ATI显卡用户,可是我却非常希望玩上面列出的那16种PhysX GPU游戏,该怎么办呢?

有如下几种方案可供解决

1.换N卡

2.A/N杂交,A卡渲染图形,N卡物理加速。前提是必须使用Windows 7系统。网上有教程,有兴趣的可以去看。另外微星出了一款Bigbang主板,就是支持A/N杂交的

3.A卡+物理加速卡,这也是本人采用的方式,也是下面测试所要采用的。

物理加速卡,就是前文提到的,Ageia被Nvidia收购前出的那种PPU。当初价格不菲,需要2000多RMB。现在淘宝上有售,价格在200RMB左右。

Ageia物理加速卡分为100系列和200系列,200系列用的是PCI-E插槽,100系列用的是PCI插槽。200系列要稍贵一点。

生产过物理加速卡的有两个厂家:BFG和ASUS。

下面介绍一下测试环境:

CPUhonem II X4 925 2.8GHz

主板:Gigabyte GA-MA770T-UD3P

内存:VDATA DDR3 1333 2GB

显卡:Powercolor HD5770 1GB

硬盘:Seagate 7200.12 1TB

物理加速卡:BFG PhysX 100 PCI

操作系统:Windows 7 Ultimate 32bit

              Windows XP SP3

驱动:ATI催化剂10.3

         PhysX by Nvidia 8.09.04



需要说明的是:Nvidia在PhysX 9.x驱动后,全面屏蔽了物理加速卡。也就是说,物理加速卡只能用8.09.04驱动,这种方式除了《蝙蝠侠:阿卡姆疯人院》无法运行外,其他PhysX游戏都可以打开硬件物理加速或通过一定方式打开。

1.3D Mark Vantage

在Windows 7下运行3D Mark Vantage,我们只测试CPU Test 2,只有这个测试使用到了物理加速。

第一步,在控制面板里关闭物理加速

1.jpg

这种情形下,我们运行3D Mark Vantage的CPU TEST 2,得到的CPU分数是:13.46

2.jpg

下面我们打开物理加速卡

3.jpg

再次运行CPU TEST 2,得到的分数是:25.71,快了一倍

4.jpg
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 楼主| 发表于 2010-4-26 10:18:40 | 显示全部楼层
2.雪域危机测试DEMO

雪域危机测试DEMO中,运用到大量物理计算,例如下图中的水,这些水都是以实体形式存在的,滴落到人身上会按照物理轨迹运动。

操作系统环境是Windows 7 Ultimate。

1.jpg

关闭物理加速卡,运行这个测试Demo ,耗时1033.287秒,平均FPS:9.5

2.jpg

下面我们打开物理加速卡,再来测试一遍

耗时526.793秒,平均FPS:18.6。

快了一倍

3.jpg

3.Realitymark

这是一个测试软件,专门测试物理加速的,我们在Windows XP SP3环境下测试

结果是这样的

4.jpg

单纯使用羿龙II四核CPU加速时,帧数仅为2.62.使用物理加速卡之后,帧数为19.06,快了近10倍!

这个测试软件是专门为物理加速卡设计的。曾经见到这样一种说法,Nvidia收购Ageia后,鉴于GPU计算能力也是有限的,同时GPU还有图形渲染的任务,因此对PhysX进行了一定的阉割。PhysX by Nvidia远没有PhysX by Ageia计算量庞大,例如镜之边缘中那些玻璃破碎的特效其实在PhysX原本的设计中只是些跑龙套的小角色,真正考验物理加速能力的是爆炸这样的特效
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 楼主| 发表于 2010-4-26 10:20:16 | 显示全部楼层
4.一舞成名 DEMO

1.jpg

一舞成名是一款Nvidia赞助开发的网游,自然在其中加入了PhysX GPU加速。这款游戏目前还在开发中,但是放出了一个DEMO程序供玩家测试自己的机器。

测试中可以看到虚拟人物的旗袍和短裙伴随音乐舞动,就是这个应用到了物理计算。

2.jpg

使用A卡+物理加速卡一样能打开物理加速。

我们首先关掉物理加速卡,程序结束后给出结果:FPS:8.1

3.jpg

OK,下面我们打开物理加速卡 测试结果 FPS:23.11,提升了2倍多

4.jpg

以上就是对物理加速卡的初步小测。鉴于本人没有Nvidia显卡,因此没法进行对比测试,有Nvidia显卡又有兴趣的朋友可以帮我测试一下,记得把结果告诉我。同时在游戏下载完成后,我还会进行更进一步的测试。

谢谢
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该用户从未签到

发表于 2010-4-26 10:22:18 | 显示全部楼层
来膜拜胖总
这种研究精神,真值得学习哇~~
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  • TA的每日心情
    无聊
    2014-8-20 14:24
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2010-4-26 10:24:08 | 显示全部楼层
    胖墩又一大作
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    该用户从未签到

    发表于 2010-4-26 10:24:53 | 显示全部楼层
    不错不错,顶了
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2015-8-13 08:19
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2010-4-26 10:27:52 | 显示全部楼层
    额,炖锅真是强人啊。。。
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    该用户从未签到

    发表于 2010-5-5 17:49:04 | 显示全部楼层
    ageia时代的东西  被NV收购后好像就绝迹了。。。。。。
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