我来告你真正的物理加速

Edison

原帖由 lzy651 于 2008-8-14 17:15 发表
迟早物理加速卡会重新复活出来的！~~
不会是CPU,不会是GPU,他们都不时最适合的
物理加速卡如果有 nv和INTEL的那个集成规模，那甩这两家几条马路是肯定的事
就看谁能握到广泛支持的标准，物理加速卡就由谁演变

我认为以后不会有专用的物理加速卡， 这是先有鸡还是先有蛋的问题， PPU 的占用率太低，直接影响了它的支持度，而现在被收购后，已经有了数以亿计的 CUDA 产品能够实现相应的硬件支持，除此以外，PhysX也能在数以亿计的双核、多核处理器上提供直接的运行支持，现在再有人弄专用的物理加速卡无疑是傻瓜一个。

Edison

原帖由 mousefire 于 2008-8-14 17:33 发表
AA 只与 ROP 有关吗？那为什么 ROP 数相同的 9800GTX 和 HD4850 的AA性能相关甚远？

那是因为 G92 的 ROP 不够 RV770 强大而不是数量上的问题，就好像 R600 的 ROP 也是 16 个，但是 AA 性能远不如前者。

julian110

原帖由 Edison 于 2008-8-14 17:02 发表


GPU 物理运算都是用 shader 来跑，而 AA 求解是 ROP 来跑的，瓶颈在 shader 的情况下 ROP 的 AA 性能损耗看起来就是相当低。

SO 在D10下的统一shader都是基本不空闲的，也就是说NV挤压了GPU处理顶点、像素、几何图形等所需要的能力，来处理物理效果？而把这些东西交还给了CPU来做？这也许能解释为什么跑NV的NVIDIA PhysX Particle Fluid Demo时，CPU占用居高不下的原因了。

eviano

反正现在的局面是I/N或者AN的平台可以用PhysX和Havok两种玩法，AA平台就只能Havok而已。相信THE WAY会加入很多PhysX的，AFANS一边酸去吧

YY小熊猫

CPU占用率偏高，不知道为什么要通过死循环的同步方式检测计算结果。

Edison

原帖由 julian110 于 2008-8-14 17:53 发表
SO 在D10下的统一shader都是基本不空闲的，也就是说NV挤压了GPU处理顶点、像素、几何图形等所需要的能力，来处理物理效果？而把这些东西交还给了CPU来做？这也许能解释为什么跑NV的NVIDIA PhysX Particle Fluid Demo时，CPU占用居高不下的原因了。

不是这样的。

统一架构是指 vs/gs/ps 的 ISA 都是一样的，因此这三类 shader 都可以在同样的 shader 单元上执行，透过硬件调度器实现 VS/GS/PS 的资源分配。

在高复杂度物理计算下，如果完全是 CPU 来完成，那么原本开发人员预计 16ms (相当于 60fps 左右）的图形/物理计算更新频率就可能变成物理运算+其他运算需要花费 100ms（10fps），而游戏场景的图形渲染依然是 16ms，由于物理运算成为瓶颈，反映出来的游戏速度实际上就是 10fps。

GPU 在这样的情况下有 84% 的时间在等待 CPU 完成物理运算。

如果有其他加速加速器协作或者使用中高端的 GPU 进行物理加速，情况就会有所不同。

以 GeForce PhysX 为例，因为是基于 CPU+GPU 的 CUDA 异构运算体系，虽然部分难以并行化的运算依然会保留在 CPU 上，但是 GPU 可以分担其中可以并行化的物理计算，此时 CPU 跑物理以及其他运算需要花费的时间可能就是 25ms（40fps） 或者更少。而 GPU 此时把原来用于等待 CPU 的 84% 的部分（例如 20%）运算资源用在物理加速就能达成吻合 CPU 25ms 运算时间的更新频率上，仍然可以有 64% 的资源用于图形运算上，于是速度可以达到 40fps。

由于剩余的图形资源依然较多，因此像 UT3 PhysX Mod， 9800GTX 使用 GeForce PhysX 依然可以在 1920x1200 4AA+16AF 的情况下达到 38FPS 的速度。

GeForce PhysX 是异构运算，是 CPU+GPU 共同达成的，而不是像 PPU 那样完全针对物理设计的 ASIC ，CPU 占用率高一点并不奇怪，而且那个 demo 是一个物理运算极高的场景，在许多现实游戏中，并不常见，当然游戏开发上还是可以在这样的环境下做一些东西出来的。

julian110

恩，thanks。
不过你所说的这些是基于PX的复杂“粒子”物理运动下成立的。
对于Havok所擅长的场景物理互动来说也就未必了。当然Havok也做了一定的缩减

Edison

PhysX 的物理不仅仅是 eye-candy 的粒子变化效果，也包括了墙壁碎裂等直接影响 gameplay 的物理效果：

http://www.nvidia.com/object/physx_faq.html

Currently, most of the action is limited to pre-scripted or ‘canned' animations triggered by in-game events like a gun shot striking a wall. Even the most powerful weapons can leave little more than a smudge on the thinnest of walls; and every opponent you take out, falls in the same pre-determined fashion. Players are left with a game that looks fine, but is missing the sense of realism necessary to make the experience truly immersive.

http://developer.nvidia.com/object/physx_features.html


从实现的效果上，PhysX 和 Havok 不会有什什么差别，差别在于能用到什么程度，在 CPU-only 的情况下，它们是一样的，但是如果是有其他处理器加速的话，具备加速的一方可以有更多的资源来实现更复杂的效果。

NVIDIA 现在有一个叫 APEX 的东西，能够做到动态的判断资源富裕度而决定效果的复杂度。

gz_easy

取决于ISV想把PhysX利用到何种程度。

julian110

以 GeForce PhysX 为例，因为是基于 CPU+GPU 的 CUDA 异构运算体系，虽然部分难以并行化的运算依然会保留在 CPU 上，但是 GPU 可以分担其中可以并行化的物理计算，此时 CPU 跑物理以及其他运算需要花费的时间可能就是 25ms（40fps） 或者更少。而 GPU 此时把原来用于等待 CPU 的 84% 的部分（例如 20%）运算资源用在物理加速就能达成吻合 CPU 25ms 运算时间的更新频率上，仍然可以有 64% 的资源用于图形运算上，于是速度可以达到 40fps

。。。我又看了次，我们来个推理。
使用CUDA 异构运算体系，导致——>部分难以并行化的运算依然会保留在CPU上，导致——>CPU 跑物理以及其他运算需要花费的时间，导致——>GPU等待CPU，导致——>GPU有空闲时间把运算资源用在物理加速，并且最后仅有64%的资源用于图形运算。
可见并不是GPU一定要等待CPU，只是CUDA体系要求CPU加强运算导致的一系列后果。
还有个疑问，貌似Physx也并不能完全使用CPU的时间，一个DEMO连4核都用不了，如果用上4核，GPU哪儿来的时间等待CPU？哪儿来的空闲时间计算物理？

Edison

64% 是指原来剩余 84% 的资源中的部分，加上之前的16%，那就是 80% 的资源可以用于图形运算，而 20% 用于物理计算。

GPU 等待 CPU ，是复杂物理计算或者其他通用计算导致的后果，而不是 CUDA 导致的，CUDA PhysX 的引入是为了释放被闲置的资源。

这就好像在 GPU 问世以前，图形几何处理大部分是 CPU 完成，后来有 GPU 的引入， T&L以及可编程几何运算都能在 GPU 上实现，结果这时候有人跑出来说，我用 CPU 跑这些运算慢，是由于 GPU 实现了这个运算加速而导致我纯粹用 CPU 跑变得很慢的结果。

PhysX 现在已经是支持多核的，但是物理运算本身不是所有的运算都能实现并行化，并行化无法实现的部分运算也就无法充分使用所有的内核。

Edison

原帖由 westlee 于 2008-8-14 19:08 发表
无法并行化的那部分是不是在多核cpu上的表现也不佳？不能充分利用cpu的运算资源？

对，物理计算是有一定的相依性，不过这部分剩余的资源可以用于 AI 、game code、audio 等部分的计算上。

julian110

按你这么说，HAVOK的物理就没有难以并行化的部分了？
如果HAVOK也存在难以并行化的部分，而又没有使用GPU处理可以并行的部分，都由CPU处理，那么GPU所等待的时间更多，那么现在运行HAVOK游戏的GPU岂不是都很闲？

[ 本帖最后由 julian110 于 2008-8-14 19:34 编辑 ]

Edison

原帖由 julian110 于 2008-8-14 19:32 发表
按你这么说，HAVOK的物理就无法在难以并行话的部分了？
如果HAVOK也存在难以并行化的部分，而又没有使用GPU处理可以并行的部分，都由CPU处理，那么GPU所剩余的时间更多，那么现在运行HAVOK游戏的GPU岂不是都很闲？

为了迁就 CPU 的性能，开发商在物理效果上作降低处理就可以了，这就好像 GPU 问世以前依然有不少实时 3D 游戏一样。

以后 Larrabee 问世后，Havok 也许可以在 Larrabee 上实现以 same ISA heterogeneous 的方式实现物理运算加速，但是这样的加速对于现有的 Havok 游戏来说应该意义不是很大。

itany

原帖由 Edison 于 2008-8-14 17:02 发表

GPU 物理运算都是用 shader 来跑，而 AA 求解是 ROP 来跑的，瓶颈在 shader 的情况下 ROP 的 AA 性能损耗看起来就是相当低。

这个提法貌似存在争议啊

Edison

原帖由 itany 于 2008-8-14 19:38 发表
这个提法貌似存在争议啊

以 gt200 为例，它的每个 core 最多可以有 32 个 warp，每个 warp 有 32 个 thread ，这就是 1024 个thread per core，理论上可以掩藏 200+ 个周期的内存存取时间，而 ROP 完成 一个 32-bit (RGBA8) 的 4x MSAA 像素只需要一个周期，假设 color buffer compression 完全不起效，也只需要占用 128-bit per pixel 的 color 带宽，如果 color buffer compression 起效，那就是占用 32-bit per pixel 的 color 带宽，对于一个 512-bit 总线的处理器来说，只要 shader 占用率是满满的， ROP 的 MSAA 性能损失是相当低的。

boris_lee

这帖子不错，纯技术讨论，没有口水
楼主及后面一些人的“CPU软加速”这个提法不妥，如果说利用cpu的特殊指令集加速还是可以的

shu0202

应该不完全是GPU等待CPU物理运算部分造成的速度损失，当初PPU运算也同样会大幅度降低游戏速度。也许是PhysX的模型造成频繁的数据交换造成的。完全的硬件物理加速应该不会对图形渲染部分造成性能影响。