Мантл (API)

API рендеринга с низкими накладными расходами

Mantle был API рендеринга с низкими накладными расходами, ориентированным на 3D-видеоигры. ^{[3] Изначально} AMD разрабатывала Mantle в сотрудничестве с DICE , начиная с 2013 года. ^[1] Mantle был разработан как альтернатива Direct3D и OpenGL , в первую очередь для использования на персональных компьютерах , хотя Mantle поддерживает графические процессоры, присутствующие в PlayStation 4 и Xbox One . ^{[1] [4]} В 2015 году публичная разработка Mantle была приостановлена, а в 2019 году полностью прекращена, поскольку DirectX 12 и производный от Mantle Vulkan стали пользоваться все большей популярностью. ^{[5] [6] [7] [8]}

Обзор

Улучшения вызовов отрисовки Mantle помогают устранить случаи, когда узким местом является ЦП. Цели разработки Mantle — позволить играм и приложениям более эффективно использовать ЦП и ГП , устранить узкие места ЦП за счет снижения накладных расходов на проверку API и обеспечить более эффективное масштабирование на нескольких ядрах ЦП, обеспечить более быстрые процедуры отрисовки и обеспечить больший контроль над графическим конвейером за счет устранения определенных аспектов аппаратной абстракции, присущих как текущим преобладающим графическим API OpenGL, так и Direct3D. ^[9]

Сценарии, связанные с процессором

Базовая реализация Mantle была разработана для повышения производительности в сценариях, где ограничивающим фактором является ЦП:

• Проверка и обработка команд API с низкими накладными расходами; ^{[10] [11]}
• Явное управление буфером команд; ^[10]
• Масштабирование производительности близко к линейному за счет переупорядочивания буферов команд на нескольких ядрах ЦП; ^[10]
• Сокращение накладных расходов на компиляцию шейдера во время выполнения; ^[10]
• AMD утверждает, что Mantle может генерировать до 9 раз больше вызовов отрисовки в секунду, чем сопоставимые API, за счет снижения нагрузки на ЦП; ^[12]
• Поддержка многопоточного параллельного рендеринга ЦП как минимум для 8 ядер. ^[13]

Сценарии, связанные с графическим процессором

Mantle также был разработан для улучшения ситуаций, когда используются высокие разрешения и настройки «максимальной детализации», хотя и в несколько меньшей степени, поскольку эти настройки нагружают ресурсы GPU таким образом, что их сложнее улучшить на уровне API. Хотя Mantle предоставляет некоторые встроенные функции для улучшения производительности, связанной с GPU, выигрыш в этих случаях во многом зависит от того, насколько хорошо игровым движком используются функции и оптимизации Mantle. Вот некоторые из этих функций: ^{[14] [15]}

• Сокращение количества отправленных буферов команд
• Явный контроль сжатия ресурсов, расширений и синхронизаций
• Асинхронная очередь DMA для загрузки данных независимо от графического движка
• Асинхронная очередь вычислений для совмещения вычислительных и графических рабочих нагрузок
• Оптимизация форматов данных с помощью гибкого доступа к буферу/изображению
• Расширенные функции сглаживания для оптимизации MSAA/EQAA ^{[3] [10]}
• Собственная поддержка нескольких графических процессоров ^[3]

Показатели

• Производительность выше, чем у Direct3D 11 ^[16]
• Улучшена производительность в Battlefield 4 ^{[17] [18] [19]} и до 319% выше в демоверсии Star Swarm в конфигурации с одним графическим процессором ^{[20] [21] [22]} в ситуациях с крайней ограниченностью ЦП.

Другие претензии

• Проще портировать из Mantle в Direct3D 12, чем из Direct3D 11 в Direct3D 12 ^[23]
• На GDC 14 сотрудник Oxide Games Дэн Бейкер заявил, что Mantle решит фундаментальные проблемы разработки, которые не могут быть решены путем модернизации существующего API. Его трудно оптимизировать для драйвера графического устройства. ^{[24] [25] [26]}
• На саммите разработчиков AMD (APU) в ноябре 2013 года Йохан Андерссон, технический директор движка Frostbite в DICE, похвалил Mantle за то, что он упрощает разработку и позволяет разработчикам внедрять инновации. ^[27]
• Мантия цели 100К ^[28]
• Монолитный трубопровод ^[3]
• Экономия и загрузка трубопровода ^[23]
• Гибридная модель ресурсов
• Обобщенные ресурсы
• Контроль за подготовкой ресурсов
• Динамическое управление потоком без вмешательства ЦП
• Прямое управление графическим процессором
• Сокращение накладных расходов на компиляцию шейдера во время выполнения
• Лучший контроль над оборудованием. ^[12]
• «Все возможности оборудования доступны через API». ^[12]
• Сокращение количества отправленных команд в буфер
• Оптимизация форматов данных с помощью гибкого доступа к буферу/изображению
• Явный контроль сжатия, расширения и синхронизации ресурсов
• Асинхронная очередь DMA для загрузки данных независимо от графического движка
• Асинхронная очередь вычислений для совмещения вычислительных и графических рабочих нагрузок
• Новые методы рендеринга

Поддерживать

Mantle API был доступен только как часть AMD Catalyst до версии 19.5.1, которая была доступна для Microsoft Windows . AMD обещала поддерживать свой Mantle API только для своих видеокарт и APU, которые основаны на их микроархитектуре Graphics Core Next , но не для старых продуктов, основанных на микроархитектуре TeraScale . ^[29] По состоянию на июль 2014 года ^{[обновлять]}реализация Mantle API была доступна для следующего оборудования: ^{[ требуется ссылка ]}

• некоторые графические процессоры серии Radeon HD 7000
• некоторые графические процессоры серии Radeon HD 8000
• некоторые графические процессоры AMD Radeon Rx 200 серии («R7» и «R9»)
• все APU "Kaveri" на базе Steamroller : серии AMD A10-7000 и серии AMD A8-7000
• все APU «Kabini» и «Temash» на базе Jaguar : AMD серии E1-2000, серии E2-3000, серии A4-1200, A4-1350, серии A4-5000, A6-1450, A6-5200, Sempron 2650, Sempron 3850, Athlon 5150, Athlon 5350 и т. д.
• все APU "Beema" и "Mullins" на базе Puma : E1 Micro-6200T, A4 Micro-6400T, A10 Micro-6700T, E1-6010, E2-6110, A4-6210, A6-6310 и т. д.

Первоначально планировалось выпустить Mantle на других платформах, помимо Windows , включая Linux, но этого так и не произошло. ^{[30] [31]}

Хотя API был официально прекращен, Клеман Герен ^[32] в середине 2020 года запустил слой трансляции Mantle в Vulkan под названием GRVK ^[33]. Это позволяет API и, в конечном итоге, играм продолжать существовать даже без поддержки графических драйверов Mantle.

Игровые движки

• На GDC 2014 компания Crytek объявила, что будет поддерживать Mantle в своем движке CryEngine . ^[34]
• Во время презентации GPU 14 Tech Days было объявлено, что Frostbite 3 будет включать бэкэнд Mantle. ^{[4] [12]}
• Игровой движок Nitrous от Oxide Games , наряду с DirectX 12. Тест производительности Mantle по-прежнему доступен в бесплатном стресс-тесте Star Swarm. ^[35]
• Thief основан на модифицированном движке Unreal Engine 3 , который поддерживал Mantle.
• LORE, движок Civilization: Beyond Earth, поддерживаемый Mantle.
• Asura, движок, используемый в Sniper Elite III, поддерживал Mantle.

Видеоигры

• Поле битвы 4 ^[36]
• Battlefield Хардлайн
• Вор
• Растения против зомби: Садовая война
• Цивилизация: За пределами Земли ^[37]
• Dragon Age: Инквизиция
• Снайпер Элита III ^[38]

Первоначально планировалось

• Звездный гражданин ^{[39] [40]}
• 15 игр Frostbite после Battlefield 4 планировали поддерживать Mantle, включая Need for Speed ​​Rivals , Mass Effect: Andromeda , Mirror's Edge Catalyst , The Sims 4 и Star Wars Battlefront (2015) . ^[41]
• Ходили слухи о том, что и другие игры того времени, включая Call of Duty: Advanced Warfare , Dying Light , Grand Theft Auto V и Rise of the Tomb Raider, потенциально поддерживают Mantle, но эти сообщения не подтвердились.

Похожие технологии

Набор последних функций OpenGL 4.4 в сочетании с текстурированием без привязки в качестве расширения также может существенно снизить накладные расходы драйвера. Этот подход, названный Khronos Group как " AZDO " (Approaching Zero Driver Overhead), как было показано, обеспечивает существенное улучшение производительности, приближаясь к заявленным для Mantle. ^{[42] [43]} Nvidia расширила OpenGL рядом функций, которые еще больше снижают накладные расходы драйвера. ^[44]

После того, как подробности о DirectX 12 были обнародованы, AMD заявила, что они полностью намерены поддерживать DirectX 12, но в то же время они утверждали, что Mantle «[все еще] будет делать некоторые вещи быстрее». Они также утверждали, что из-за сходства в философии дизайна двух API, портирование игр из Mantle в DirectX 12 будет относительно простым, ^[45] и легче, чем портирование из DirectX 11 в 12. ^[23]

В конечном итоге AMD прекратила поддержку Mantle как игрового API из-за схожих целей DirectX 12 и glNext (позже переименованного в Vulkan). ^{[5] [6]} AMD передала Mantle API группе Khronos, которая развила его в Vulkan API. ^{[46] [47] [48] [49] [50] [51]}

Комментарии

Большая часть работы, которую раньше выполняли водители от имени приложения, теперь является обязанностью игрового движка . ... Это также означает, что эта работа, которая все еще должна быть сделана, выполняется кем-то, у кого значительно больше информации . Поскольку движок точно знает, что он будет делать и как он будет это делать, он может принимать решения по проектированию, которые водители не могли.

—  Firaxis , 28.04.2014, Почему мы выбрали Mantle

Программное обеспечение для записи и наложения FPS

Традиционно геймеры и профессионалы ПК использовали такие программы, как Fraps и Bandicam , для записи игрового процесса, измерения FPS в играх и отображения наложения FPS, но поскольку Mantle — это новая версия, большинство традиционных программ для записи не работают с новыми играми при использовании нового API.

В партнерстве с AMD сообщество ПК-геймеров и производитель программного обеспечения для записи игр Raptr переработали свой клиент и с тех пор переименовали его в клиент AMD Gaming Evolved в рамках инициативы AMD Gaming Evolved в игровом пространстве ПК. В рамках партнерства игроки, которые устанавливают и используют клиент во время игры, могут зарабатывать баллы, которые можно потратить на цифровые предметы, такие как игры или компьютерное оборудование, общаться с друзьями, оптимизировать свою игровую библиотеку, проверять обновления драйверов видеокарты, транслировать свои игры на Twitch и записывать собственный игровой процесс с помощью встроенного GVR, функции, похожей на программное обеспечение Nvidia Shadowplay в собственном программном обеспечении GeForce Experience, которое позволяет пользователям определять пользовательскую длину буфера в своей игре для ретроактивной записи игры одним нажатием кнопки, чтобы не упустить ни одного момента, и пользователям обычно не нужны дорогие настройки жесткого диска для записи. В конце 2014 года AMD обновила клиент для поддержки записи и потоковой передачи игр с помощью Mantle. ^[52] На момент первоначального обновления клиента программное обеспечение Gaming Evolved было единственным программным обеспечением, официально поддерживающим запись и потоковую передачу игр с поддержкой Mantle.

Помимо Raptr, D3DGear ^[53] был единственным коммерческим программным обеспечением для записи игр, которое поддерживало игры на базе API Mantle.

Смотрите также

• Direct3D 12 – низкоуровневый API от Microsoft
• Vulkan – API с низкими накладными расходами от Khronos, разработанный на основе Mantle
• Glide – еще один низкоуровневый API от ныне несуществующей 3dfx
• GNM – низкоуровневый API PlayStation 4
• GNMX – высокоуровневый API PlayStation 4
• Metal – низкоуровневый API для Apple iOS и macOS

Ссылки

1. Альтавилла, Дэйв (2013-09-30). "AMD и DICE совместно разрабатывают API в стиле консоли для графики Radeon". Forbes . Получено 2014-07-14 .
2. "Видеокарты серий AMD Radeon R9 и R7 открывают новую эру игрового реализма". AMD . Получено 22 июня 2021 г. .
3. "Mantle WhitePaper" (PDF) . AMD .
4. Parrish, Kevin (25 сентября 2013 г.). "AMD's Mantle API Gives Devs Direct Hardware Control". tomshardware.com . Tom's Hardware . Получено 1 октября 2013 г. .
5. Smith, Ryan (2 марта 2015 г.). "AMD Lays Out Future of Mantle". Anandtech.com . Получено 28 июня 2016 г. .
6. «Одно из будущих направлений Mantle: Vulkan | Блоги AMD».
7. "Революционный графический API Mantle от AMD" . Получено 2017-10-04 .
8. "Прощай, Mantle… AMD прекратила всякую поддержку API-вдохновения DirectX 12" . Получено 15.05.2019 .
9. "Некоторые тесты Mantle от AMD". AMD. 2014-02-01.
10. "Mantle 101". AMD. 2014-05-28. Архивировано из оригинала 2014-05-30.
11. "AMD Gaming". 2014-02-01.
12. "AMD Livestream at GPU 14 Tech Days". 2013. Архивировано из оригинала 27 сентября 2013 г.
13. Смит, Райан (26 сентября 2013 г.). «Понимание AMD Mantle: низкоуровневый графический API для GCN». anandtech.com . AnandTech . Получено 1 октября 2013 г. .
14. "Следующее поколение графических API". Oxide Games. 2014-05-21. Архивировано из оригинала 2016-03-04 . Получено 2014-07-18 .
15. "Гонка за металлом". Джош Барчак. 2014-05-23.
16. "Производительность Mantle". AMD. 2014-05-28.
17. «Анализ производительности API AMD Mantle с Radeon R7 260X, R9 270X, R9 280X».
18. "Tłumacz Google".
19. "AMD заявляет о повышении производительности до 45% при использовании Mantle поверх DirectX | PCGamesN".
20. "Флагманский нитрогенный двигатель AMD Mantle "Star Swarm Benchmark" вышел в Steam".
21. "Страница 2 - Тестирование AMD Mantle: крупнейшее нововведение в играх со времен DirectX 9 | ExtremeTech".
22. «AMD выпускает Mantle и делится показателями производительности».
23. "Mantle: начало будущего с низкими накладными расходами". AMD. 2014-05-28.
24. «Сочетание эффективной конструкции двигателя с современным API». 2014-03-20.
25. "Mantle словами разработчиков игр". AMD. 2014-05-28.
26. «Как Mantle меняет правила игры» (PDF) . 2013-11-21.
27. «Mantle для разработчиков (Юхан Андерссон, DICE)». 2013-11-21.
28. «Расширение возможностей инноваций в области 3D-графики». 2013-11-21.
29. Смит, Райан (26 сентября 2013 г.). «Понимание AMD's Mantle». Anandtech.com . Получено 28 июня 2016 г. .
30. "AMD хочет улучшить игровой процесс на Linux и Steam-консолях с помощью своих инструментов Mantle". 2014-06-18.
31. "Поддержка Linux не исключена полностью". Phoronix . 2014-05-31.
32. "libcg на Github". GitHub .
33. "GRVK на GitHub". GitHub .
34. «Поддержка AMD Mantle появится на другом игровом движке».
35. «Стресс-тест Star Swarm в Steam».
36. «Mantle Renderer теперь доступен в Battlefield 4».
37. «Мантл отправляется к звездам с Sid Meier's Civilization: Beyond Earth».
38. «Sniper Elite 3 будет использовать API Mantle от AMD».
39. "Революционный графический API Mantle от AMD принят ведущими разработчиками игр в отрасли Cloud Imperium, Eidos-Montréal и Oxide". AMD . NYSE: AMD: AMD . 4 ноября 2013 г. Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 г. Получено 5 ноября 2013 г.
40. "Star Citizen to Include Mantle Support". Передача . Cloud Imperium Games. 5 ноября 2013 г. Получено 6 ноября 2013 г.
41. «Mantle будет поддерживать 15 игр Frostbite; DICE призывает к поддержке нескольких поставщиков — The Tech Report».
42. "OpenGL Efficiency: AZDO" (PDF) . Khronos Group . Март 2014 . Получено 2020-10-07 .
43. «За пределами портирования: как современный OpenGL может радикально сократить нагрузку на драйвер». YouTube . 2014-02-11 . Получено 2020-10-07 .
44. "Список команд OpenGL NVIDIA: приближаемся к нулю затрат на драйвер". 2014-12-04 . Получено 2020-10-07 .
45. "Более подробный взгляд на DirectX 12". Технический отчет . 2014-03-30 . Получено 2020-10-07 .
46. "Подробнее о Vulkan и SPIR - V: будущее высокопроизводительной графики" (PDF) . Khronos Group. стр. 10 . Получено 27 июня 2015 г. Спасибо AMD!
47. Мах Унг, Гордон (6 марта 2015 г.). «Mantle — это Vulkan: мертвый графический API AMD восстает из пепла в преемнике OpenGL». PCWorld.
48. "AMD Gaming: одно из будущих направлений Mantle: Vulkan | Блоги AMD". Community.amd.com . Получено 05.03.2015 .
49. Hruska, Joel (4 марта 2015 г.). «Еще не умер: Mantle от AMD поддерживает новый API Vulkan и усилия в области виртуальной реальности». ExtremeTech . Получено 05.03.2015 .
50. "AMD Mantle продолжает жить в Vulkan - закладывает основу для следующего OpenGL". Wccftech.com. 2014-06-20 . Получено 2020-10-07 .
51. Кирш, Натан (2015-03-03). «AMD Mantle мертв, как мы его знали? API Vulcan использует технологию Mantle для OpenGL». Legit Reviews . Получено 2020-10-07 .
52. «AMD Gaming Evolved теперь поддерживает Mantle».
53. «Программное обеспечение для записи D3DGear Mantle».

Внешние ссылки

• Руководство по программированию Mantle и справочник API