为什么线程在“奇异灰烬”中很重要*

在创建游戏时，您需要不断在功能和性能之间进行权衡。在向游戏添加图形效果和功能时，GPU是最突出的瓶颈，但游戏也受到CPU的限制。

除了游戏逻辑上的正常CPU负载外，物理和人工智能（AI）计算以及赋予游戏沉浸式体验的图形效果也是CPU密集型任务。在游戏开发过程中，GPU和CPU通常会交替出现瓶颈。

现代微处理器具有强大的单核性能，但是如果您可以充分利用多个CPU内核，那么游戏将能够实现更好的整体性能。为了充分利用所有CPU计算功能，应用程序使用多个线程时运行速度最快，这时它们可以确保代码同时在所有CPU内核上运行。

视频地址：

最近，Oxide Games和Stardock Entertainment开发了一种实时策略（RTS）游戏“奇异的琥珀” *，此视频对此进行了展示。您可以看到这款游戏如何在配备更多CPU内核的系统上提供更好的游戏体验和性能。

“奇异的灰烬”

图1：奇点灰烬*显示了线程多的游戏如何在具有更多CPU内核的系统上实现更高的帧速率。

Oxide创建了一个新引擎，并采用了Direct3D * 12，因此“奇点灰烬”可以利用所有处理器核心。该游戏在普通游戏系统上运行良好，并且在具有更多核心的系统上表现更好。您可以在游戏中使用相同的技术来获得最佳的CPU性能。

Direct3D * 12消除了瓶颈并提高了性能。

为达到最快的帧率，Oxide团队使用了Direct3D * 12版本。 Direct3D的早期版本运行良好，但存在一些瓶颈。在第12版中，对API进行了许多更改，以消除影响游戏速度的瓶颈。这些更改包括：将多个对象简化为管道状态对象，较小的硬件抽象层将API开销降至最低，并且从图形驱动程序中消除了资源障碍。

Direct3D 11可以从多个线程创建命令。但是，由于Direct3D的旧版本需要大量的序列化，因此游戏不会从多线程获得太多加速。通过调整API，Direct3D 12完全消除了这一基本限制。现在，游戏可以使用多个线程来填充命令列表，而无需使用序列化，从而显着提高了整体线程性能。

通过充分利用这些API更改，奇点灰烬可以在Direct3D 12上实现操作效果。

Nitrous *引擎使游戏成为可能

Oxide希望创建一个实时战略游戏，该游戏比以前的游戏更加复杂，可以支持更大的部队，拥有更多的单位和更广阔的地图。为了创建下一代实时策略游戏，开发团队同意需要一个新的游戏引擎，而现有的游戏引擎无法支持他们期望的单位数量和地图比例。为了成功开发《奇点灰烬》，他们从头开始构建Nitrous引擎。

任何新引擎都必须首先提供高性能渲染。为了实现此目标，他们完全调试了Nitrous引擎，以支持最新版本的图形API，多个GPU和异步计算。

游戏为每个玩家提供了多个单位的支持，并提供了一张大型地图。在广阔的地形中模拟许多游戏对象的物理结构会产生巨大的CPU负载。更重要的是，由于需要模拟每个单元的行为，因此人工智能的工作量也很大。游戏支持的大量单位也触发了意外的功能。随着单位数量的增加，玩家直接管理单位变得越来越困难。 Oxide创建了一种分层的人工智能方法，使军队可以合理协作以充分利用每个部门的相对优势，同时关注其相对劣势。

为了实现这种扩展，Nitrous将工作划分为较小的任务，并实现了引擎的线程化。任务系统具有高度的灵活性，小的任务可以分散在尽可能多的CPU内核中。由于大多数英特尔®处理器都采用了英特尔®超线程（HT）技术，因此Oxide会仔细调试面向速度的任务调度程序，以查找任务之间的位置。共享缓存数据的任务安排在同一物理CPU内核中的不同逻辑内核上。这种方法带来了最佳的性能和任务吞吐量。

无论使用哪种方法，在增加游戏复杂性的过程中始终会出现瓶颈。在开发游戏时，您需要考虑预期的相对CPU和GPU负载。了解当GPU和CPU分别成为瓶颈时游戏将如何运行。

英特尔®酷睿™处理器为游戏增色

英特尔®酷睿™处理器可以使您的游戏像奇异点一样闪闪发光。在设计和优化游戏的过程中，您应该针对中端处理器并提供扩展至最高端处理能力。

借助上述技术，奇点灰烬在一流的Intel®Core™i7-6950X处理器至尊版上运行良好。该处理器具有10个物理CPU内核和一个大容量缓存，可以实现最佳的总体性能。在将工作分解为任务之后，借助功能强大的GPU，游戏的帧率会随着CPU内核数量的增加而增加。在具有不同CPU内核数量的同一系统上，帧速率稳定地增加到最多10个物理内核。

游戏还包含一张大地图。由于玩家和单位数量众多，设备齐全的玩家群体将给人工智能带来巨大负担。经过仔细的调试后，Ash of the Singularity使用任务计划程序自动将工作分配到所有内核，并且仅在具有大量CPU内核（六个或更多）的系统中显示映射。这是一个好方法，您可以遵循以下步骤：如果要有选择地启用功能，则可以使用诸如GetsystemInfo（）之类的功能来检查系统中的内核数。

可扩展的效果使游戏更加出色

尽管游戏主要侧重于如何在具有大量内核的系统上提高帧速率，但仍可以使用少量CPU空间来使玩家感到惊讶。随着核心数量的增加，“奇点灰烬”将自动启用特定单位中的高级粒子效果以及临时运动模糊。

“奇异的灰烬”

图2：两个大型军舰装置上的高级粒子效果看起来很酷。

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