DirectX 11与DirectX 12的区别是什么？应该使用哪一个？

DirectX 12于2015年与Windows 10一起发布。随着它的发布，微软的DirectX 12为游戏玩家和游戏开发商开创了一个新时代。DirectX 12能够在提高GPU性能的同时减少CPU开销，很快就名声大噪。

然而，提高性能真的像从DirectX 11切换到DirectX 12一样简单吗？让我们看看DirectX 11和12之间的区别。

什么是微软的DirectX？

如中所述
我们对Microsoft DirectX的概述
，DirectX是用于处理与多媒体相关的任务的应用程序编程接口（API）的集合。这包括在Windows和Xbox等基于微软的平台上进行游戏编程。为了提供一些上下文，让我们简要介绍一下API。

API使两个或多个计算机程序可以相互通信，我们在
我们对API的概述
。把它想象成一部电话。如果你妈妈发短信给你一份杂货清单，你的手机会收到这些数据并显示给你。这基本上是一个API。

DirectX 11和DirectX 12之间有什么区别？

那么，DirectX 11和DirectX 12之间有什么区别呢？简单地说，DirectX 12是DirectX的最新版本。最明显的区别之一是它们与硬件的交互方式。大多数使用DirectX 11开发的游戏只使用两到四个
CPU核心
这些核心中的一个通常告诉GPU该做什么。

然后，游戏使用剩余的核心来处理各种CPU密集型设置，如游戏的粒子或绘制距离。另一方面，DirectX 12将CPU的工作负载分布在多个内核上，并允许每个内核同时与GPU通信。

DirectX 12还附带了一些花哨的功能。这包括异步计算和管道状态对象（PSO）。异步计算通过允许多个工作负载并行工作来提高GPU利用率。这基本上释放了GPU的全部潜力。

除了图形渲染，您的GPU还可以处理各种其他任务，例如运行机器学习算法。使用DirectX 11，GPU一次只能按特定顺序执行其中一项任务。当这种情况发生时，性能会受到影响，因为您的GPU资源没有得到有效使用。

把它想象成餐馆的服务员。当服务员为你点餐时，他们会问你想先喝什么。当你收到饮料后，他们会问你主菜想要什么。您的订单是分步骤执行的。在你吃主菜之前，服务员不会问你要什么甜点。虽然这是有效的，但它并没有达到应有的效率。

在计算中，不同的GPU资源将处理服务员的每个任务。在你收到饮料之前，完成主菜订单所需的GPU资源将闲置。有了DirectX 12的异步计算，服务员将能够像在快餐连锁店一样一次接受您的订单。这最大限度地提高了GPU的使用率，并提高了您的游戏性能。

DirectX 12还引入了管道状态对象（PSO）。使用DirectX 11，当游戏的几何图形提交给GPU进行渲染时，各种硬件设置负责解释和渲染这些数据。这被称为图形管道，以及GPU渲染帧时发生的数据输入和输出流。然而，DirectX 11的图形管道并不完美。

此管道包含不同状态的集合，包括光栅化状态、混合状态和深度模具状态以及其他组件。在DirectX 11中，这些不同状态之间存在依赖关系。因此，在定义前一个状态之前，无法完成一个状态。这降低了GPU利用率，并以性能为代价增加了CPU开销。

为了解决这个问题，DirectX 12引入了PSO，即描述整个图形管道状态的对象。PSO就像一个瓶子，里面包含了创建图像所需的各种状态和组件。这允许GPU预处理每个依赖状态，而不是基于当前图形管道不断重新计算状态。

这大大减少了DirectX 11中的CPU开销，并提高了性能。那么，这种差异看起来是什么样子的呢？根据微软的说法，DirectX 12可以将CPU开销减少50%，并将GPU性能提高20%。虽然这些都是一些实质性的改进，但这并不意味着你会看到同样的结果。

为什么从DirectX 11切换到DirectX 12并不直接

DirectX 11于2009年10月27日首次为Windows Vista发布。因此，随着2015年DirectX 12的推出，DirectX 11和DirectX 12之间还有六年的差距。在此期间，使用DirectX 11开发了数千款游戏。不幸的是，从DirectX 11迁移到DirectX 12绝非易事。

DirectX 11就是所谓的高级API。简单地说，高级API对开发人员来说更容易使用。其结果是稳定、精致且可玩的游戏。另一方面，DirectX 12是一个低级别的API，是与DirectX 11不同的野兽。虽然它允许开发人员在细粒度级别上微调优化，但它也需要广泛的知识才能使用。

也就是说，根据开发者对API的了解，用DirectX 12开发的游戏最终可能会有更糟糕的性能。DirectX 12有一些改进，但这实际上取决于开发人员实现它的能力。因此，许多开发人员选择使用DirectX 11等高级API。

DX 11与DX 12：你应该选择哪一个？

答案取决于一些事情，比如你想玩什么游戏。例如，《激战2》在DirectX 11上运行。即使你的操作系统和硬件可以使用DirectX 12，你也不能在《激战2》中选择DirectX 11，因为游戏不支持它。这完全是开发者ArenaNet的决定。

图片来源：Martin Kerstein/
帮派战争2

信不信由你，ArenaNet花了九年时间才从DirectX 9转换到DirectX 11。然而，有些游戏同时支持DirectX 11和DirectX 12，包括Fortnite（阅读
我们的Fortnite备忘单
)，《战地5》、《古墓丽影》等。用户可以在游戏设置中在DirectX 11和DirectX 12之间切换。

现在，一些游戏同时支持DirectX 11和12这一事实可能会让你对游戏内的性能产生疑问。选择DX 11还是DX 12能提供更好的游戏内性能？以下视频展示了DirectX 11和DirectX 12在一系列游戏中的差异，展示了使用AMD Ryzen 3600、Nvidia GeForce RTX 3060 Ti和16GB DDR4 RAM的重要规格，如平均每秒帧数、CPU使用率、GPU使用率等。

结果在很多方面都令人惊讶，尽管DX 11和DX 12之间的发射时间相差多年，但它们之间的视觉差异有时很小。您可能还注意到了两个DirectX版本之间GPU和CPU负载的差异，每个游戏的DX 12版本通常比旧的DX 11需要更少的资源。

除了游戏内支持外，DirectX 11和DirectX 12之间的选择也将取决于您的硬件。几乎任何现代GPU都将支持DirectX 12，但对于像Radeon HD 4870这样的旧GPU来说，情况就不一样了。此GPU于2008年发布，最多只支持DirectX 10。这意味着它将无法运行大多数使用DirectX 11和DirectX 12运行的现代游戏。

DirectX 12是您的正确选择吗？

总而言之，从DirectX 11切换到DirectX 12并不像听起来那么黑白分明。这取决于各种因素，如硬件、软件、操作系统，以及游戏是否同时支持这两者。在做出决定之前，所有这些都需要考虑，未来几代DirectX也可能如此。