3DMark 11：为DX11竖立最公正标杆
3DMark 11：为DX11竖立最公正标杆
3DMark的名号在显卡业内无人不知、无人不晓，伴随显卡产业发展而来的它早已成为衡量显卡乃至PC系统性能水准的标杆。虽然屡次遭受公正性的质疑，但每次显卡评测的时候，3DMark依然都是必不可少的项目，测试顺序也往往都排在第一位。在如今这个DX11世代，我们又有了3DMark 11。
上世纪九十年代末，显卡市场上群雄并起，3Dfx、NVIDIA、S3、Matrox互不相让，API接口之争也是甚嚣尘上。3Dfx主推的Glide3D虽然封闭，但根基深厚，一时间仍然不可动摇；OpenGL游戏阵营同样颇为庞大，《Quake》之名如雷贯耳；相比之下，作为后起之秀的微软DirectX不为人看好。就在1999年，当时还叫Madonion(疯洋葱)的Futuremark发布了自己的第一款3D显卡性能基准测试软件3DMark99，其技术基础正是微软DirectX 6.0，从此伴随着DirectX的发展确立了自己的江湖地位，不得不佩服Futuremark独到的前瞻性眼光。
进入新千年之后，Futuremark几乎在每一代DirectX更新的同时都会第一时间跟上，推出相应的新版本3DMark，包括DX7.0 3DMark 2000、DX8.0/8.1 3DMark 2001SE、DX9.0 3DMark03、DX9.0b 3DMark05、DX9.0c 3DMark06、DX10 3DMark Vantage，直到如今的DX11 3DMark 11。
DirectX、3DMark一步步走来的同时，AMD(前ATI)、NVIDIA两大显卡巨头之间的争斗也从来没有停止过，关于3DMark的公平性质疑也是此起彼伏，最突出的一是3DMark 03对DX9.0的支持力度问题，二就是3DMark Vantage引入NVIDIA PhysX物理加速技术的问题。
到了3DMark 11身上，Futuremark并没有贸然行动，而是等待DX11显卡硬件、操作系统软件相继发布足有一年、产业环境逐渐成熟之际才推出新版本。为了证明自己的中立地位，Futuremark非常明确地强调了基准性能测试的公平性，并明确提出了自己所遵守的几大原则，包括生成可重复、可验证的稳定结果；公平、精准地表现技术和负载；长期紧跟时代步伐；广泛适用而可评判大量不同平台系统。
不仅仅是在口号上，Futuremark 3DMark 11在技术上也力求最新、最公平。它采用了Futuremark自主编写的全新引擎，完全支持DX11而且不再支持DX10，并且完全支持64位操作系统，多达六个测试场景也都是针对DX11的新特性而全新设计的。3DMark 11不仅能够考验显卡的DX11执行能力，还将处理器的配合程度纳入了考察范围，特别是在物理引擎方面采用了免费开源的Bullet运行库，并行计算方面也基于微软DirectX中的标准DirectCompute，确保不偏不倚。
其实在3DMark 11面世之前，就已经有了Unigine Heaven(天堂)、StoneGiant(石巨人)等支持DX的基准测试工具，但因为种种原因并不能完全公平地衡量不同厂商显卡的实际性能，在某些条件下完全成了某一方的御用工具。最终，翘首以盼的3DMark 11这次没有让我们失望，发布后的各项测试都证明，不管是哪家的DX11显卡在其中都可以很好地展现自己的能力，不同显卡的性能等级排列也非常标准。从最顶级的单卡双芯Radeon HD 5970到入门级的Radeon HD 5450，从GPU最强的GeForce GTX 580到低端的GeForce GT 430，各归其位，无一造次。
曲面细分与物理加速之争
DX11时代的争议也存在，而且比以往只多不少，被人们谈论最多的当属曲面细分(Tessellation)。当然了，DX11在编程、画质等方面的新特性相当多，最突出也是最经常提到的包括就Shader Mode 5.0、曲面细分、DirectCompute、多线程渲染、后期处理这五种，但是偏偏曲面细分就被推上了风口浪尖。
说实话，曲面细分的确是一种非常好的技术，不然也不会被纳入DX11规范中。简单地说，它能在建模过程中自动将三角形细化得更小、更精细，从而获得增强的细节和真实的外观，并结合置换贴图(Displacement Mapping)技术来辅助计算，进一步增强画质且尽可能降低对性能的影响。再加上DX11曲面细分管线都是可编程的，就能让开发人员非常灵活地解决大量图形问题。
其实ATI早在2001年就开发了曲面细分技术的早期雏形，只是功能略为固化。经过多年的演化和发展，DX11 Radeon HD 5000系列显卡中的曲面细分技术对AMD来说已经可以算是第七代了，但是AMD最初对此并没有做任何大张旗鼓地宣传，只是简单地将其列为DX11新技术之一。相比之下，NVIDIA GF100核心因为设计思想落后，GeForce 400系列产品比对手晚了半年才姗姗来迟，而且性能、功耗表现都不尽如人意，自然迫切需要新的宣传手段来吸引消费者。在PhysX物理加速、3D Vision立体、CUDA编程等技术被炒翻天之后，NVIDIA又选择了曲面细分为突破口，不断宣传自己的显卡拥有独立的曲面细分单元，执行效率更高。对如此大张旗鼓地宣传AMD却并没有急于反击，只是不断强调曲面细分仅仅是DX11技术之一而不是唯一，自己的架构设计是出于合理利用硬件资源、协调整体效率而来的，不会单独强调某一方面。尽管如此，AMD还是在随后加大了曲面细分技术的应用力度，今年的Radeon HD 6800/6900系列更是被标为分别使用了第八代和第九代曲面细分技术。
曲面细分关
曲面细分开
天堂、石巨人等DX11基准测试软件也广为使用，但它们在很大程度上都是NVIDIA参与开发的，自然会强调NVIDIA显卡的相关技术，因此这些测试软件最突出的一个地方就是强调近乎极限的曲面细分负载级别，而忽略其他DX11技术和DX11整体效果的最大化，但事实上，这种情况在实际游戏中根本不可能存在，已经面世的DX11游戏也都多次证实曲面细分是游戏中的一个重要组成部分，但不是唯一的。
3DMark 11理应树立衡量DX11显卡的统一尺度，不偏不倚，结果也的确如此。3DMark 11设置了四个图形测试环节，比较合理地分配了DX11的各项技术特性，曲面细分的负载等级也是从无到有、适可而止，并没有被过分放大。这样一来，3DMark 11的公平公正性就得到了很好地保证，并没有像天堂、石巨人那样成为谁的御用工具。
图形测试一根本就没有曲面细分
图形测试三也只有适量的曲面细分
物理加速技术之争其实由来已久，DX10时代就吵得火热。值得庆幸的是，3DMark 11并没有火上浇油，反而非常及时地站出来，基本平息了以往的混乱局面。
物理加速广为关注是从Ageia公司推出PhysX物理加速卡开始的，但实用价值一直备受质疑。后来NVIDIA将Ageia公司收归旗下，一度宣称保持开放但实际上PhysX技术已经成为N卡的独门武器，配合CUDA编程架构来体现产品附加值。Havok在物理技术上也有很悠久的历史和很深的造诣，尤其是在专业图形和影视渲染上应用广泛，AMD也一度非常支持，但该公司也被Intel收购，成为私有技术。
3DMark Vantage首次加入了物理测试环节，但基于的是NVIDIA PhysX技术，这对其他厂商的显卡显然非常不公平，经常出现3DMark Vantage测试中N卡遥遥领先、实际游戏中却有大幅落后的诡异场景，由此引发了整个业界对Futuremark公司的怀疑，也使得媒体在评测时也不得不每次都专门标注是否开启该技术，非常麻烦。
好在知错能改善莫大焉，3DMark 11的物理测试环节既没有使用NVIDIA PhysX，也没有使用Intel Havok，而是采纳了非常有名的免费开源物理引擎库Bullet(子弹)。这是目前唯一一款完全不受任何显卡厂商控制的物理引擎，任何人都可以自由使用，而且它既支持CPU处理器，也支持GPU显卡，NVIDIA、AMD、Intel在它面前都是平等的。很显然，这样的风格足以保证3DMark 11物理测试的公平性，实际上3DMark 11的物理测试也的确会同时调用CPU、GPU两部分资源。
顺便提一下，3DMark 11最后还加入了综合测试环节，在物理测试场景的基础上增加软体的模拟和渲染，并包括一些曲面细分、体积光照和后期处理效果在内的适量图形负载，其中CPU负责刚体物理，GPU负责软体物理和图形负载，而且软体物理使用DirectX规范中的DirectCompute进行模拟。这显然是一个非常全面又非常中立的测试环节，对谁都不偏不倚。
三对主流显卡：测试平台配置
说了半天，3DMark 11是否真的公平公正还要靠测试来检验。在测试显卡的选择上，我们最终挑选了三对当前比较热门的主流级别产品。至于高端产品，虽然跑3DMark测试虽然更加流畅，但是因为市场定位高高在上，价格并不亲民，并没有多少人能够真正享受。低端入门级产品么，虽然价格便宜量又足，但是让它们跑3DMark 11这种最新硬件杀手测试有点勉为其难，就暂且放过。
我们选定的三对PK对象分别是：
AMD Radeon HD 6870 VS NVIDIA GeForce GTX 560 Ti
AMD Radeon HD 6850 VS NVIDIA GeForce GTX 460 1GB
AMD Radeon HD 5750 VS NVIDIA GeForce GTS 450
Radeon HD 6870/6850都已经是AMD的第二代DX11产品，核心架构进一步优化，新功能新特性不少，执行效率也大为提升，特别是群众广泛关注的曲面细分有了很大的进步。该系列的定位也相当独特，本来应该取代Radeon HD 5700系列，但因为后者始终在市场上热卖并保留下来，自己的实力也有目共睹，结果顺势提升一级，成了Radeon HD 5830/5850级别的新秀。
GeForce GTX 560 Ti是其中最新发布的产品，势头正盛，它的出现也迫使AMD对相应产品线做了较大调整，显示了其独到之处。正是鉴于它的强势推出，AMD调低了多款显卡的价格，特别是是增加了1GB显存版本的Radeon HD 6950和940MHz版本的Radeon HD 6870，以图多方面夹击。1899-1999元价位上因此热闹非凡，本次测试使用的Radeon HD 6870也是940MHz版本，基于AMD公版设计。
GeForce GTX 460可以说是NVIDIA在DX11时代里第一次取得成功，在主流市场打了个漂亮的翻身仗，至今仍为N饭津津乐道。该卡先后出现了三种不同版本，显存规格各有不同，价格也非常灵活，在1000-1400元的广泛价位上都颇具杀伤力，而与之对应的正是Radeon HD 6850。
Radeon HD 5750可以说是一员老将了，至今已经“一岁高龄”，但仍旧驰骋在江湖上，颇有廉颇不老的架势。说来有趣，GeForce GTS 450面世之前制定的对手本来是Radeon HD 5770，但最后时刻不但将核心频率大幅提升，还转而降级去竞争Radeon HD 5750，以便获得全面胜利。如今的市场上Radeon HD 5770、GeForce GTS 450都活跃在799-999元的千元以下价位市场上，但是按照NVIDIA的布局，今天我们不让它们直接碰撞，只请出了小弟Radeon HD 5750，看它是不是只有挨欺负的份儿。
运行频率方面原则上全部调整为公版规格，其中Radeon HD 6870已经开始主推超频版，所以设定在940MHz，GeForce GTS 450当初发布前临时从783MHz升高到875MHz，但是国内实际销售的产品基本都是783MHz版本，所以这里以此为准。
测试平台完全配置和测试项目：
测试平台完全配置和测试项目
Radeon HD 6870(催化剂版本识别有误不过驱动版本正确)
GeForce GTX 560 Ti
Radeon HD 6850
GeForce GTX 460 1GB
Radeon HD 5750
GeForce GTS 450
Radeon HD 6870 VS GeForce GTX 560 Ti
第一回合，940MHz频率的Radeon HD 6870压倒了后起之秀GeForce GTX 560 Ti，P模式和X模式下的得分分别领先4.3％、5.5％，算得上针尖对麦芒。
再考虑市场和价格因素，Radeon HD 6870发布已经多时，市场地位基本稳固，经过多次调价后目前的普遍为1799-1899元，GeForce GTX 560 Ti则才发布不久，货源尚不是很充分，价格最低也要1999-2099元，贵出一两百元。很显然，Radeon HD 6870更值得优先考虑。
Radeon HD 6850 VS GeForce GTX 460 1GB
第二回合，Radeon HD 6850在P、X模式下分别领先GeForce GTX 460 1GB 9.6％、9.1％，差异已经比较明显。
市场情况对比，GeForce GTX 460已经发布半年有余，产品类型非常丰富，不同版本的价格也横跨999-1499元的广阔市场空间，只不过如今GeForce GTX 560 Ti已然诞生，GeForce GTX 550 Ti也正蓄势待发，留给GeForce GTX 460的时日已经不多。
Radeon HD 6850发布刚刚四个月，正处于生命周期的上升和高潮阶段，仍有较大的生命力，目前报价基本都集中在1299元价位，唯一不利的就是产品版本单一，面对多管齐下的GeForce GTX 460稍有力不从心。
Radeon HD 5750 VS GeForce GTS 450
说实话，最初我们选择Radeon HD 5750作为测试对象的时候还有些担心，怀疑它能否扛得住GeForce GTS 450，但结果颇有些意外，Radeon HD 5750的得分在P、X两种模式下分别取得了2.2％、5.2％的领先。
这显然与GeForce GTS 450发布时的情况有些不同，但也非常好理解。前文我们就说过，GeForce GTS 450最初制定的核心频率是783MHz，但在国内发布的最后关头被大幅提升到875MHz，增加了将近100MHz，并且更换了新驱动才击败Radeon HD 5750，不过之后上市的产品普遍都回归了783MHz频率，只有超频版本才高于800MHz。这种情况也只有在国内才出现，海外无论是媒体评测还是零售产品都是783MHz。
Radeon HD 5750已经发布了十六个月之久，在竞争激烈、换代频繁的显卡领域内已经算是长寿，不过因为产品丰富、性能优秀、功能齐全、价格合适、功耗合理等各方面都几乎完美的表现，始终备受追捧，以致于AMD在发布Radeon HD 6800的时候放弃了让Radeon HD 5700系列退市的原计划，让它继续活跃在市场上，发挥余热。GeForce GTS 450相比之下晚诞生了长达一年，但并没有延续GeForce GTX 460的成功势头，在性能、价格等方面相比于“古老的”Radeon HD 5700系列都没有太大优势，发布时的“领先”也是依靠临时提升频率取得的。随着GeForce GTX 550 Ti的临近，留给GeForce GTS 450的时间也已经不多。
再说价格，Radeon HD 5750现在活动于599-749元范围内，GeForce GTS 450则大都是799-899元，严格来说并不是一个档次。
总结：3DMark 11是检验DX11显卡的唯一标准
无论是技术原理分析，还是实际测试结果，都证明了3DMark 11的公平公正性，也体现了一款基准性能测试工具应有的素质，实为检验DX11显卡性能优劣的不二法门。
相比之前的Unigine Heaven天堂、StoneGaint（巨石人）而言，3DMark 11的测试范围显然更广泛，更能均衡地照顾到不同显卡间的利益，使得测试成绩更具代表性。前两者因为过于关注曲面性能一个方面的表现，曾经遭到了不少玩家的质疑和批评，也让显卡对比测试失去了应有的平衡。从3DMark 11的运行画面来看，全新开发的DX11引擎、Bullet开放物理引擎、DirectCompute并行计算技术都得到了淋漓尽致的体现，并没有谁获得特别偏爱。多种技术综合，3DMark 11的画面又一做到了美轮美奂，整个测试过程犹如在播放CG动画短片，给人以美的享受，也使反复的评测工作有了一些乐趣。
本次三对三PK测试中，Radeon HD 6870凭借高频发力，在来势汹汹的GeForce GTX 560 Ti面前稳住了阵脚，Radeon HD 6850、Radeon HD 5750面对GeForce GTX 460 1GB、GeForce GTS 450也都表现优秀，特别是Radeon HD 5750老当益壮，诞生将近一年半之后仍能以更低的价格提供更高的性能。一个个数据都证明了AMD显卡研发策略的正确性，也说明曲面细分只是DX11技术之一，合理利用才是上策，物理技术也并无优劣，关键要看在谁手里如何利用。
作为两家存在直接竞争关系的显卡厂商，AMD、NVIDIA在产品设计上各有各的思路是再正常不过的，至于孰优孰劣则只能依靠公平公正的第三方途径去检验。谁才是真DX11架构，谁只见树木不见森林，自有定论。