用来形容主机性能的teraflops究竟是个什么东西?

作者 Iniestyle   编辑 Iniestyle   2016-07-06 08:30:00

从“万亿次浮点运算每秒”是什么说起,我们来聊聊索尼和微软的下一台主机究竟会有哪些改善。

GPU性能与其计算能力并非线性关系

  通常来说,在 GPU 内加入更多的计算单元会带来更高的性能,但 2 倍的 TF 并不会带来 2 倍的游戏帧率。这里面的原因有很多,但总的来说显存带宽的限制是最主要的因素。

  拿 Radeon R9 380X 显卡来说,其采用了拥有完整 32 个计算单元的 Tonga 核心。在与核心相同但计算单元删减为 28 个的 R9 380 进行对比测试时,游戏帧率只领先 10% 到 15%。要知道不仅是流处理器数量,其在核心频率和显存速度上都更占优势。随着 GPU 规格差别的增大,TF 数值和实际性能的差异只会进一步增加。微软为了让天蝎发挥出最大的实力,为其 6TF 的 GPU 提供了 320GB/s 的显存带宽支持,相对的 Neo 仅为 218GB/s。

  TF 与实际游戏性能的差异在 PS4 和 Xbox One 身上也有一定程度的体现。由于主机游戏几乎都会锁定帧率,再加上开发商为了在不同主机实现相近的性能表现,会采用不同的渲染组件对画面质量进行微调或者直接改变原生分辨率,因此几乎找不到合适的针对不同主机 GPU 的性能测试程序。

  但凡事都有例外,那就是 Io Interactive 制作的《杀手》。这个游戏的 PS4 版和 Xbox One 版具有相同的 1080P 分辨率,画质也完全相同,并且没有锁定帧率,很适合作为理想的测试标准。

  最终的测试结果显示,在主要考验 GPU 性能的场景中,PS4 有 30% 的优势。事实上 PS4 的 1.84TF 计算性能比 Xbox One 的 1.31TF 高 40%,并且显存带宽也更高(这取决于它们如何利用 Xbox One 内置的 ESRAM)。除此以外还有一个现象:Xbox One 版的《杀手》在某些场景中的帧率反而更高。这就引出了我们的下一个话题。

CPU同样会影响游戏性能

  CPU 和 GPU 各自对游戏性能的影响在《杀手》中有很好的体现。游戏的巴黎关卡中有着数量众多的 NPC,需要在模拟人物各自行为的同时处理人体动画效果,而这项工作更适合由 CPU 来完成。

  PS4 和 Xbox One 都采用了性能相对较弱的 AMD Jaguar 核心 CPU,其架构本来是为移动设备设计的。为了弥补性能上的不足,两家都将核心数量翻倍 —— 老实说这只是无奈之举。不同之处在于 Xbox One 的 CPU 频率为 1.75GHz,相对 PS4 的 1.6GHz 快了9.4%,这在《杀手》的某些场景中可以切实感受到。

  索尼试图在 Neo 上解决这个问题。鉴于 AMD 的下代 Zen 核心 CPU 无法与 GPU 整合为单块芯片,只好退而求其次:维持相同的八核心不变,将工作频率从 PS4 的 1.6GHz 提高到 2.1GHz,实现 31.3% 的性能提升。至于天蝎的 CPU 架构目前尚不明确,但相关分析表明微软很有可能采用同样的策略,对现有 Jaguar 核心进行提速,或略作改进。

  这就是 Neo 和天蝎最令我们担心的一点。更强的 GPU 带来了海量的浮点计算能力和革命性的图形处理性能,但 CPU 性能却没有对等的增长。这也许可以解释为何厂商宣传的重点是 4K 分辨率,而不是帧率的显著提升。我们当然希望帧率能从 30fps 提高到 60fps,但这需要更强力的 CPU。至少就 Neo 的规格而言,帧率的倍增是无法实现的。

结论:teraflops并不能完全决定主机的图形性能

  实际游戏性能同由 TF 代表的计算能力之间没有直接的线性关系。虽然我们可以通过 TF 大致推断不同 GPU 的性能优劣,但只有相同架构产品间的对比才是有意义的。而即便是架构相同,TF 领先 40% 的 GPU 在实际游戏中的性能也并不会成线性比例增长。GPU 的性能并不仅仅取决于计算能力,其他因素譬如显存带宽也非常重要。

  不过可以肯定的是,Xbox One 的 12 计算核心、1.31TF GPU 相对 PS4 的 18 计算核心、1.84TF GPU 处于劣势,而且这种劣势还常因为 Xbox One 更低的显存带宽而进一步加剧。然而纵使规格上的差距如此之大,跨平台游戏开发商们还是尽力做到了在不同平台实现相近的游戏体验,主要区别仅在于分辨率,比如 1080p vs 900p。当然总体来说,PS4 的帧率也更稳定。

  从目前的迹象来看,Neo 和天蝎也会有类似的规格差别 —— 不过这次好牌在微软手上,但这种差别对游戏体验造成的影响仍然有待观望。微软的目标似乎是原生 4K 分辨率,索尼也在考虑,但更可能是通过插值来实现。

  当然面对强劲的对手,索尼和游戏厂商们也可能会转变思路,在现有的 1080p 上酝酿新文章。毕竟除了更高的分辨率,新主机们还有其他的路可以走。

来源:Eurogamer 翻译:Iniestyle

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