Vi testar AMD Mantle i Battlefield 4 – Stor potential i tidigt betastadie

AMD:s grafik-API Mantle är nu ute i det vilda och vi har satt det på prov i vårt testlabb med fokus på populära actionliret Battlefield 4. Mantle visar sig ge allt från minimala till närmast chockerande prestandaökningar och visar om inget annat stora potential – men förvänta er inte en helt smidig resa.

När AMD lanserade sina nya grafikkretsar i höstas passade de även på att avtäcka en hel del ny intressant mjukvara anpassat för sitt kisel. En av de klart mest intressanta som vi kommer fokusera på i den här artikeln var Mantle.

Vad är Mantle?

Mantle är ett API som kan användas för att programmera exempelvis spelgrafik, ett gränssnitt som utvecklarna kan använda för att få mjukvaran och hårdvaran att tala med varandra. Den vanligaste tekniken för det idag är Microsofts Directx, som är exklusivt till Windows och Xbox, tätt följt av Opengl som bygger på öppen källkod och som fungerar till mer eller mindre alla tänkbara plattformar.

Vad AMD vill göra med Mantle är att erbjuda ett API som är effektivare än både Directx och Opengl, skräddarsytt för sin egen grafikarkitektur Graphics Core Next, eller GCN. Mantle ska enligt AMD eliminera flaskhalsar från CPU:n och skala effektivare än DirectX och OpenGL på flera CPU- och GPU-kärnor. Mycket likt de dedikerade API som utvecklas för spelkonsoler, där AMD passande nog är dominanten idag med både CPU och GPU-kretsar i den nya generationens spelkonsoler.

Med snabbare draw calls, högre kontroll över hårdvaran och direkt tillgång till grafikminnet ska Mantle enligt AMD kunna vara upp till 45 procent snabbare än DirectX i Battlefield 4, den första stora speltiteln som får stöd för tekniken, och upp till 200 procent snabbare i Star Swarm. Battlefield 4 är i och med AMD och DICE nära samarbete redan rejält optimerat för AMD:s grafikkretsar, och Mantle är tänkt att mer eller mindre bli kronan på verket i mån av optimering.

Mantle kommer fungera både till Windows och Linux, men än så länge är det endast Windows som fått ta del av tekniken.

Catalyst 14.1 beta – Mer än bara Mantle

Efter vad som känts som en smärre evighets ivrig väntan och förseningar har AMD nu släppt Mantle som en betaversion i och med drivrutinen Catalyst 14.1 beta. Sagda drivrutin ger även flera andra nyheter. Den inkluderar bland annat stöd för Heterogeneous System Architecture, eller HSA, som är paradnumret med företagets nya serie APU-kretsar ur Kaveri-familjen. HSA är tänkt att låta CPU och GPU i en systemkrets samarbeta bättre, med ett äkta delat minne och likvärdig prioritering på anrop, istället för att som tidigare låta CPU:n ”tvångsmata” GPU:n med kommandon.

Med Catalyst 14.1 följer även ett utökat stöd för frame pacing, AMD:s medicin på ojämna renderingstider vid användning av mer än en grafikkrets. Då två grafikkretsar av samma typ fortfarande har små olikheter kommer de aldrig rendera sina bildrutor exakt lika snabbt. Det innebär att tiden mellan varje bildruta i ett spel kan bli ojämn när två grafikprocessorer delar på belastningen, vilket upplevs som små ”lagg” som vanligtvis kallas för micro stuttering. Med frame pacing aktiverat kan en grafikkrets avvakta med att skicka ut sin respektive bildruta tills den andra kretsen är klar med sin, och därmed jämna ut renderingstiderna – med en något längre responstid som kostnad.

Den nya frame pacing-uppdateringen ger bland annat stöd för nya grafikkort, och för upplösningar upp till 3 840 x 2 160 pixlar. Dessutom finns det nu stöd för tekniken i Directx 10 och Directx 11, medan tidigare drivrutiner bara hade stöd för frame pacing i DirectX 9.

Även det gröna laget får fördelar

Mantle är skräddarsytt för GCN och fungerar bara på AMD:s grafikkort, men även Nvidia-ägare numera kan hitta nyfunnen prestanda i Battlefield 4. I och med en ny Nvidia-drivrutin och patchen till Battlefield 4 så kan det gröna laget se kraftiga prestandaförbättringar trots spelets tunga AMD-optimering. Främst är det ljuseffekter och inomhusmiljöer som kommer få en prestandaknuff, områden där Nvidias grafikarkitektur presterar särskilt bra. Vi kommer därför passa på att jämföra med Nvidias flaggskeppsgrafikkort Geforce GTX 780 Ti i det här testet.

Upp till bevis

För att sätta Mantle på prov använder vi oss av Battlefield 4 i både single player och multiplayer, i 1 920 x 1 080 pixlar. Vi testade med processorer från både Intel och AMD och med grafikkort från både AMD och Nvidia som referens. Vår Intel Core i5-4670K CPU kan med en klockfrekvens på hela 4,5 gigahertz ses som en av de kraftigare CPU-lösningar du kan få tag på idag för spel. Medan den betydligt billigare och lägre klockade Kaveri APU:n A8-7600 med sina 3,3 gigahertz snarare presenterar budgetsegmentet, vi förväntar oss att den Intel-baserade plattformen presterar klart bättre men Mantle ska ge stora prestandavinster just vid sämre CPU-kraft och blir i denna jämförelse extra intressant.

Singleplayertestet är på början på banan Singapore där vi också spelar i tre minuter där det växlas från inomhusmiljö till utomhusmiljö. Multiplayertestet är utfört på toppen av skyskrapan i 64-spelarsläge med en full server. Ett par testomgånger på ungefär tre minuter stycket för varje uppsättning.

Värt att notera är att båda våra testade grafikkort är fabriksöverklockade modeller med högre klockfrekvenser än AMD och Nvidias referensgrafikkort.

I single player kan vi se klara prestandaförbättningar när Mantle är aktivt. Systemet med R9 290X tillsammans med AMD A8-7600 ur Kaveri-familjen fick en prestandaökning på fina 23 procent, tillräckligt för att ta sig förbi systemet med GTX 780 Ti till samma processor med en liten marginal. I systemet med Intel Core i5-4670K får R9 290X en ökning på 10 procent med Mantle, inte riktigt tillräckligt för att komma ikapp systemet med GTX 780 Ti.

Systemet med AMD-APU ser kraftiga förbättingar i multiplayer med Mantle, och ökar med hela 66,3 procent, tillräckligt för att springa om motsvarande system med GTX 780 Ti med råge. Detta är prestandaökningar som inte ens AMD eller Dice skrutit om och troligtvis handlar det lite om tillfälligheter där oförutsägbara MP-strider alltid ger en större variation men det är uppenbart att Mantle kan ge mindre kraftfulla processorer en mäktig vitamininjektion. Kollar vi däremot på systemet med Intel-processor så ger Mantle en ytterst försumbar ökning, medan samma system med GTX 780 Ti springer förbi och tar en klar förstaplats.

Spelupplevelse och buggar

Mantle har under våra testsessioner upplevts som buggigt med texturproblem, blinkningar och regelbundna krasher. Det uppstår även en viss dimma i spelet jämfört med DirectX men det är en av Dice bekräftad bugg från som inte ska påverka prestandan.

Rent överlag märks det att 14.1 är en drivrutin i ett tidigt stadie som har sina tydliga problem, men det ser ljust ut för framtiden med stundtals imponerande prestandavinster. Prestandanskillnaden med en svagare CPU i multiplayer är markant och ger en betydligt bättre spelupplvelse än motsvarande i Directx. Samtidigt ser vi tillfällen där Mantle-stödet sällan ger någon märkbar prestandavinst och ett exempel är vår traditionella testsekvens för grafikkortstester. Denna sekvens är kortare än de sekvenser vi testar med här idag och utspelar sig ombord på slagskeppet i inledningen av uppdraget Singapore. I denna kraftigt GPU-krävande sekvens ger Mantle ytterst liten påverkan (1-3 procent), åtminstone med en kraftfull CPU som drivmedel.

Slutsats

Att få ut Mantle till kunderna och få det testat har varit en minst sagt gropig väg, och de senaste dagarna har varit fulla av förseningar och ändringar i schemat. Nu är det dock här, Catalyst 14.1 Beta finns tillgänligt för publik nedladdning, och vi kan sammanfatta vår upplevelse av Mantle som alternativ till Directx.

Med Mantle har AMD utlovat huvudsakligen två saker: mer kontroll över grafikkortet och dess resurser, samt mindre flaskhalsande från CPU. Och utifrån våra tester med vår Kaveri-APU i både single och multiplayer kan vi konstatera att vi definitivt märker mindre flaskhalsande från den långsammare CPU:n i Kaveri. Vi ser en markant ökning för AMD-systemet i båda lägen, medan det Intel-baserade systemet får tydligast ökningar i single player. I multiplayer ger Mantle en ökning på hela 53 procent i AMD-systemet, mer än vad AMD utlovat.

Vi kan även konstatera att Nvidias grafikkort tycks ha tagit igen rejält med hjälp av nya optimeringar i drivrutiner och Frostbite-motorn. AMD:s hemmaplan med sina Hawaii-baserade grafikkort är såklart högre upplösningar, så vi kommer behöva testa 2 560 x 1 440-upplösning och flerskärmslösningar för att få hela bilden av Nvidias prestanda jämfört med tidigare. Än så länge är vi dock imponerade av vad vi ser i 1 920 x 1 080 pixlar.

Mantle är fortfarande i sin vagga och det kommer dröja ytterligare ett tag innan AMD kan få den installationsbas som önskas. Fler spel med stöd för tekniken är på väg ut på marknaden, däribland Star Swarm, Star Citizen och Thief. Frågan är också när stödet kommer leta sig in i den ordinarie drivrutinen snarare än betaversionen. Vi har under flera dagar slitit vårt hår med krascher och buggar i Mantle-versionen av Battlefield 4 och hur stor skuld som ska läggas på AMD respektive EA/Dice är svårt att säga.

Vi kan konstatera att Mantle utan tvekan kan bli ett ess i skjortärmen för AMD när tekniken fått mogna och stödet i spel blir bredare och mer stabilt. Ironiskt nog är Mantle kanske inte viktigast för AMD:s GPU-försäljning utan ett ännu bättre säljargument för tillverkarens egna APU-kretsar vars begränsade CPU-kraft inte alls påverkar spelupplevelsen lika mycket som i det mer tungdrivna Directx.