DirectX 12: همه چیز درباره نسل جدید تکنولوژی گرافیکی ویندوز 10

در ماه‌های اخیر و پیش از عرضه‌ی رسمی ویندوز 10، اخبار بسیاری در مورد نسل جدید تکنولوژی DirectX مایکروسافت که قرار بود برای اولین‌بار در ویندوز 10 مورد استفاده قرار گیرد، به گوش می‌خورد. از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که این روزها در مورد DirectX 12 می‌شنویم می‌توان به افزایش نرخ‌ فریم در بازی‌ها، کاهش مصرف برق و همچنین عملکرد بهتر کارت‌های گرافیک شرکت AMD اشاره کرد. بسیاری از افراد معتقدند که دنیای PC Gaming با ظهور نسل جدید دایرکت‌ایکس، وارد عرصه‌ی جدیدی شده است. اما آیا واقعا این موضوع حقیقت دارد؟

هنوز مدت زمان زیادی از عرضه‌ی ویندوز 10 نگذشته و احتمالا تا چند وقت دیگر که این سیستم‌عامل فراگیر شود، شاهد عرضه‌ی بازی‌های مختلف بر پایه‌ی DirectX 12 باشیم. ولی در حال حاضر هیچ عنوانی که از نسل جدید این تکنولوژی استفاده کند، تولید نشده است. با این حال قصد داریم در مورد DirectX به تفصیل صحبت کنیم و ببینیم که آیا واقعا نسل جدید این تکنولوژی می‌تواند دنیای بازی‌های رایانه‌ای را تحت تاثیر قرار دهد؟

DirectX 12 چیست؟

دایرکت‌ایکس را می‌توان “رابط برنامه نویسی کاربردی” مایکروسافت دانست که در محیط آن، بسیاری از پردازش‌های گرافیکی که در کامپیوترهایی که به سیستم‌عامل Windows مجهز شده‌اند، کنترل می‌شوند. تا کنون این رابط برنامه‌نویسی به گونه‌ای طراحی شده بود که تنها با سیستم‌عامل ویندوز سازگاری داشت، اما حالا با برنامه‌ی جدید مایکروسافت، “Windows EveryWhere”، مایکروسافت می‌تواند این واسط گرافیکی را به هر پلتفرمی که می‌خواهد، بیاورد. و این یعنی می‌توانیم از این پس شاهد حضور DirectX 12 در پلتفرم‌هایی همچون کامپیوتر شخصی، تبلت، گوشی‌های هوشمند و حتی ایکس‌باکس وان باشیم.

در واقع کلمه‌ی Xbox که سال‌هاست نام آن را می‌شنوید، از عبارت DirectX box می‌آید. البته باید اشاره کنیم که مایکروسافت هیچ برنامه‌ای برای آوردن نسل جدید این تکنولوژی به سیستم‌عامل‌های قبلی خود را ندارد و تنها می‌توانیم در ویندوز 10 شاهد این تکنولوژی جدید باشیم. خب خبر خوب هم در این مورد، این است که ویندوز 10 برای بسیاری از افراد به صورت رایگان عرضه شده است.

چه چیزی در مورد DirectX 12 بسیار خاص است؟

اگر بخواهیم کوتاه پاسخ دهیم، سرعت بازی‌ها به شکل قابل توجهی افزایش پیدا می‌کند اگر سازندگان از تمام امکانات دایرکت‌ایکس 12 استفاده نمایند.

ولی اگر بخواهیم کمی مفصل‌تر در این مورد صحبت کنیم، می‌توانیم دلیل آن را توانایی بالای این تکنولوژی در میان سایر تکنولوژی‌های موجود در جذب سخت‌افزار در سطوح بالا دانست. همچنین این تکنولوژی بیشترین سازگاری را با سخت‌افزارها داشته و به توسعه‌دهدنگان اجازه می‌دهد تا از تمامی قابلیت‌های آن استفاده نمایند. از طرفی، این امکان برای توسعه‌دهندگان وجود دارد تا از سطوح پایین سخت‌افزاری استفاده و بازی‌هایی را که تولید می‌کنند به صورت کامل با پردازنده بهینه نمایند. این بهینه‌سازی می‌تواند شرایط گسترده و متفاوتی همچون بهینه کردن فرمان‌ها و وظایف مختلف میان هسته‌های پردازشگر را نیز شامل شود. همچنین بهبود بخشیدن شرایط برای استفاده‌ی موتور بازی از تمامی هسته‌های پردازنده، می‌تواند یکی از بهترین نمونه‌های استفاده از دایرکت‌ایکس 12 باشد.

یکی از ویژگی‌های که شاهد به کارگیری آن در نسخه‌ی جدید DirectX هستیم، فناوری Explicit Multiadapter می‌باشد. این سیستم جدید به صورت نرم‌افزاری، این امکان را فراهم می‌کند تا از تمامی پردازشگرهای گرافیکی در یک سیستم استفاده شود. به عنوان مثال اگر شما از پردازنده‌های اینتل استفاده می‌کنید و در کنار یک کارت گرافیک ساخته شده توسط انویدیا و AMD نیز دارید، قادر خواهید بود تا از آنها به صورت همزمان در پردازش اطلاعات کمک بگیرید. حتی این امکان وجود پیدا می‌کند که در یک سیستم، دو کارت گرافیک AMD و Nvidia در کنار یکدیگر به پردازش پرداخته، بدون اینکه مشکلی به وجود آید.

پردازش هر بخش از یک بازی و یا پردازش‌هایی که به قدر کارت گرافیکی نیاز دارند، توسط دو کارت گرافیک و یا دو پردازشگر گرافیکی متفاوت، نه تنها باعث می‌شود تا نرخ فریم ایجاد شده افزایش پیدا نماید بلکه این امکان را فراهم می‌کند تا تجربه‌ی بسیار بهتری از دنیای گیم در ذهن کاربران باقی بماند. این موضوع در تست‌هایی که بر روی بازی Civilization: Beyond Earth انجام گرفته، به خوبی دیده می‌شود و زمانی که برای این بازی، دو کارت گرافیک ساخته‌ی AMD در کنار یکدیگر به صورت CrossFire قرار گرفته‌اند، فریم‌دهی به شکل قابل توجهی افزایش پیدا می‌نماید.

در واقع Explicit Multiadapter می‌تواند یک دریچه به سوی آینده در دنیای PC Gaming باشد اما باید ببینیم که شرکت‌های سازنده، تا چه حدی به این موضوع توجه داشته و از آن حمایت می‌کنند. اگر می‌خواهید در این مورد بیشتر بدانید، می‌توانید به وب‌سایت مایکروسافت مراجعه کرده و اطلاعات تکمیلی را مطالعه نمایید چرا که مبحث Explicit Multiadapter، مقاله‌ای جداگانه را می‌طلبد.

با موضوعی آشنا روبه‌رو شده‌اید…؟

اگر با مطالعه‌ی بخش قبلی، ذهن شما به سوی تکنولوژی Mantle شرکت AMD رفته و تصور می‌کنید که شباهت زیادی میان DirectX 12 و Mantle وجود دارد، حس درستی دارید. AMD و Mantle، تمامی این امکانات را پیش از معرفی ویندوز 10 در اختیار توسعه‌دهدنگان قرار دادند و حتی در بسیاری از تست‌ها، نتیجه‌ی کاملا مثبتی نیز گرفته‌اند. مدیران اجرایی AMD در این مورد مطمئن بودند که مایکروسافت هرگز DirectX 12 را به سادگی برای مقابله با منتل عرضه نخواهند کرد، به همین علت تمامی ویژگی‌های این تکنولوژی را در نسل جدید دایرکت‌ایکس قرار دادند.

آیا واقعا DirectX 12 می‌تواند تفاوت زیادی را با گذشته در بازی‌ها کامپیوتری به وجود آورد؟

با توجه به نشانه‌هایی که وجود دارد، پاسخ این سوال مثبت است. طبق ادعای مایکروسافت و اینتل، دایرکت‌ایکس 12 می‌تواند علاوه بر ذخیره‌کردن انرژی و مصرف برق کمتر، عملکرد سیستم در بازی‌های رایانه‌ای را تا 50 درصد و بیشتر، افزایش دهد.

تصویر بالا، می‌تواند نمونه‌ی خوبی از جمله‌ی قبلی ما باشد. به کاهش مصرف برق، زمانی که در بنچمارک پردازنده اینتل، از دایرکت‌ایکس 11 به دایرکت‌ایکس 12 تغییر می‌کند، دقت کنید. آقای Bryan Langley، یکی از مهندسین بخش گرافیک مایکروسافت در مورد DX12 و این تست، اینگونه اعلام می‌کند: “انگار یک سخت‌افزار رایگان به شما داده شده است!” آقای Langley در مصاحبه‌ای که با PCWorld در ماه مارس داشته، ادامه داده: “اگر شما یک گیمر باشید، با ارتقاء ویندوز خود به Windows 10 و همچنین بهره‌گیری از پردازشگرهای گرافیکی Iris Pro (نسل جدید گرافیک مجتمع پردازنده‌های اینتل – در واقع با استفاده از پردازنده‌های جدید Skylake اینتل)، می‌توانید قدرت سیستم خود را بسیار بیشتر از گذشته کرده و در عین حال، مصرف برق را نیز کم کنید.

آقای Raja Kojuri از شرکت AMD نیز زمانی که این تکنولوژی در سال 2014 معرفی میشد، اذعان داشت “دایرکت‌ایکس 12، جهش تکنولوژی به 4 نسل جلوتر می‌باشد”.

یکی از تست‌های مهمی که در اینز مینه انجام شده و نتیجه‌ی آن نیز بسیار جذاب بوده، افزایش 58 درصدی عملکرد سیستم در بازی Battlefield 4 در زمانی که از DX12 به جای DX11 استفاده شده است، می‌باشد. در این تست از Mantle نیز استفاده شده و نتیجه‌ی تقریبا مشابهی با افزایش 50 درصدی عملکرد سیستم نسبت به DX11 در همین بازی به دست آمده است. در واقع این پتانسیل بسیار بالای DX12 می‌باشد که چنین قدرت دیوانه‌کننده‌ای را در اختیار کاربران قرار دهد.

شاید با خود بگویید که این نتایج و بنچمارک‌ها نمی‌توانند صحت داشته باشند و یک تکنولوژی گرافیکی جدید نمی‌تواند به تنهایی چنین افزایش عملکردی را به وجود آورد. در این مورد حق دارید چرا که عوامل بسیار زیادی وجود دارند که باید به آنها توجه داشت، عوامل زیادی که می‌توانند باعث شوند تا چنین بهینه‌سازی و قدرتی در اختیار کاربران قرار بگیرد. همچنین با انتشار یک بنچمارک هر چند رسمی، نمی‌توان به قدرت بالای DX12 اشاره کرد. در این مورد باید منتظر باشیم تا تست‌های بیشتری از بازی‌های روز و عناوینی که می‌توانند توانایی DirectX 12 را بسنجند، منتشر شوند.

چندی پیش اولین تست در مورد عملکرد DX12 در بازی‌های رایانه‌ای منتشر شد که می‌توانید از این لینک، به صورت کامل و مفصل آن را مطالعه نمایید. این تست در بازی Ashes of Singularity و میان کارت GTX 980 و R9 390X انجام گرفت. جالب است بدانید به خاطر مشکلاتی همچون ناسازگاری که در درایورهای انویدیا وجود داشته، کارت‌ این شرکت نتوانسته‌اند عملکرد خوبی در تست DX12 داشته باشند، اما کارت‌ R9 390X با افزایش خیره‌کننده‌ای در عملکرد همراه بوده که می‌تواند مهر تاییدی برا ادعای اینتل و مایکروسافت در مورد قدرت بالای این تکنولوژی باشد.

آیا برای اجرای بازی‌ها با تکنولوژی DirectX 12، نیازی به خرید کارت گرافیک جدید خواهد بود؟

در این مورد ابهامات زیادی میان کاربران وجود دارد اما قصد داریم به آنها با جمله‌ای کوتاه پاسخ دهیم. DirectX 12 تقریبا با تمامی کارت‌های گرافیک مدرن، سازگاری دارد. در واقع تمامی کارت‌های گرافیک شرکت AMD از سری Radeon 7000، Radeon 8000 و همچنین Radeon R200 و Radeon R300 که به معماری “Graphics Core Next” (به اختصار: GCN) و همچنین کارت‌های Fury و Fury X، به صورت کامل از این تکنولوژی پشتیبانی خواهند نمود. اگر بخواهیم خلاصه‌تر اشاره کنیم، تمامی کارت‌های AMD که از سال 2012 به بعد عرضه شده‌اند، از این رابط برنامه‌نویسی، پشتیبانی خواهند نمود.

در مورد انویدیا، پشتیبانی از این رابط برنامه‌نویسی بسیار بیشتر از AMD بوده و تمامی کارت‌های گرافیک سری GTX 400، 500، 600، 700، 900 را شامل می‌شود. همچنین تنها کارت گرافیک GTX 980 Ti با بهره‌مندی از نسل دوم معماری Maxwell، از نسخه‌ی پیشرفته‌تر از این رابط یعنی DirectX 12.1 پشتیبانی می‌نماید.

با این اوصاف اینطور می‌توانیم بگوییم ه دیگر کارت‌های گرافیک موجود، از DirectX 12 به صورت کامل پشتیبانی نمی‌کنند؟ در این مورد اطلاعات چندانی در دست نیست و بسیاری از منابع اینترنتی هستند که به صورت جسته گریخته به این موضوع اشاره دارند. در این مورد بهتر است به این مقاله مراجعه کرده و این موضوع را بررسی کنید. در مورد گرافیک‌های مجتمع پردازنده‌های اینتل نیز باید بگوییم که پردازشگرهای نسل چهارم به بعد، یعنی Haswell، به صورت کامل با دایرکت‌ایکس 12 سازگاری دارند.

ویژگی خاص Conservative rasterization، یکی از نقاط قوت و همچنین سطح بالای این رابط برنامه‌نویسی (DX 12.1) به حساب می‌آید که تنها GTX 980 Ti قادر به پردازش آن خواهد بود.

اگر از لینوکس و یا مک استفاده کنیم، نتیجه چه می‌شود؟

پاسخ منفی است و این امکان وجود ندارد که به صورت کامل از DirectX 12 بر روی لینوکس استفاده کنید. البته این مورد، چندان عجیب نیست چرا که DirectX 11 که شش سال از زمان عرضه‌ی آن می‌گذرد، قرار است انتهای سال جاری برای لینوکس عرضه و با آن سازگاری پیدا نماید. هر چند، شرکت‌هایی که پشت رابط‌های بزرگ Open GL و Vulkan هستند، قصد دارند تا به همراه دانشی که از خاکستر Mantle به دست آورده‌اند، دنیای پی‌سی گیمرها را متحول سازند. این مورد می‌تواند در مورد لینوکس نیز به حقیقت بپیوندد.

و اما مهمترین پرسش، ویندوز 10 عرضه شده است: آیا باید شاهد افزایش سرعت در اجرای بازی‌ها باشیم؟

نه خیلی سریع. درست است که ویندوز 10 از DirectX 12 به صورت کامل پشتیبانی می‌کند، درست است که این رابط قادر خواهد بود تا سرعت اجرای بازی‌ها را به شکل قابل توجهی افزایش دهد، درست است که در تست‌های منتشر شده، شاهد افزایش بسیار زیاد قدرت سیستم به همراه این تکنولوژی بوده‌ایم، اما اگر هرگونه افزایش سرعتی را همین حالا در سیستم خود ببینید، این مورد نمی‌تواند به DirectX 12 مربوط باشد!

دلیل آن نیز بسیار واضح است، هنوز نرم‌افزارها و بازی‌هایی که بر اساس DirectX 12 باشند، ساخته نشده‌اند. درست است که هم اکنون در نرم‌افزار FureMark، شاهد وجود تستی مربوط به سنجش عملکرد DirectX 12 هستیم، اما انتظار می‌رود تا پایان سال 2015، هیچ بازی کامپیوتری جدیدی بر مبنای این رابط ساخته نشود.

زمانی که DirectX 11 معرفی و ویندوز 7 عرضه شد، به یاد دارید که چه قدر طول کشید تا شاهد قدرت‌نمایی این رابط کاربری در بازی‌ها باشیم؟ در مورد DirectX 12 نیز این موضوع صدق می‌کند و برای مشاهده‌ی بازی‌های جدید با این تکنولوژی باید مدتی صبر کرد. تولید و توسعه‌ی یک بازی با یک رابط برنامه‌نویسی جدید، کار واقعا سختی است و شاید سازندگان نتوانند به سرعت عرضه‌ی ویندوز 10، برنامه‌نویسی بازی‌های خود را نیز تغییر دهند. تنها کاری که فعلا می‌توان انجام داد، انتظار برای انتشار بازی‌های جدید می‌باشد.

امیدوارم در این مقاله، توانسته باشیم ویژگی‌های جدید این رابط برنامه‌نویسی و اهمیت بالای آن را برایتان جا انداخته باشیم. اگر سازندگان به استفاده از این تکنولوژی روی بیاورند، آینده‌ی دنیای بازی‌های کامپیوتری مخصوصا عناوینی که برای PC عرضه می‌شوند، می‌تواند تا حد زیادی تغییر کند.