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Spiele-Benchmark: Metal 2 gegen DirectX 11 und 12 auf dem iMac Pro

Apple gab auf der Worldwide Developers Conference 2018 bekannt, dass die bekannte Grafik-Schnittstelle OpenGL auf dem Mac nicht mehr weiterentwickelt wird - Entwickler sollen auf das Apple-eigene Metal umsteigen. Vom Grundkonzept her ist Metal der von Microsoft entwickelten Grafikschnittstelle DirectX 12 und dem OpenGL-Nachfolger Vulkan ähnlich - es orientiert sich an der Funktionsweise moderner Grafikprozessoren.


Schon seit Ewigkeiten mussten Spieler mit macOS Performance-Einbußen in Kauf nehmen: Dieselben Spiele liefen auf identischer Hardware und mit gleicher visueller Qualität unter Windows oft mit doppelter Framerate. Dies hat gleich mehrere Gründe: Apple wird vorgeworfen, OpenGL nie auf ein konkurrenzfähiges Level optimiert zu haben. Auch die Grafikkartenhersteller AMD/ATI sowie Nvidia hatten kein sonderlich hohes Interesse, die Grafiktreiber für den Mac so zu optimieren wie für Windows-PCs. Dort werden in einigen Fällen sogar die Grafiktreiber an bestimmte Spiele oder Benchmarks angepasst, um schneller als die Konkurrenz zu sein. Zu guter Letzt stecken Entwickler auch weniger Zeit in die Portierung von Spielen auf den Mac - zu klein ist der Markt und wenige Macs sind tatsächlich Spiele-tauglich. Die meisten Macs werden nämlich ohne dedizierte Grafikkarte mit eigenem VRAM ausgeliefert, sondern mit der in den Prozessor integrierten Intel-Grafiklogik. Diese nutzt den Hauptspeicher als Textur- und Framebuffer-Speicher mit großen Performance-Einbußen, aber hoher Energieeffizienz.

Barefeats.com wollte wissen, ob sich die Situation mit Metal 2 geändert hat und lässt DirectX gegen Metal auf einem iMac Pro mit der "Radeon Pro Vega 64"-Grafikkarte antreten. Als Test-Spiel kommt "Rise of the Tomb Raider" zum Einsatz.


Beim Vergleich ist DirectX 12 der klare Gewinner: In allen Auflösungen und Detailstufen hängt die 12. Version von DirectX die Apple-Lösung Metal ab. Auch im Vergleich zu DirectX 11 bietet DirectX 12 ebenbürtige oder höhere Bildraten. Besonders auffällig ist, dass die durchschnittlichen Frameraten sich zwischen den Grafik-APIs kaum unterscheiden, aber der Einbruch bei detailreichen Szenen um so größer ist:


Auch bei höheren Auflösungen ist genau das selbe Verhalten zu erkennen:


Warum genau Metal unter macOS langsamer als die beiden Microsoft-APIs unter Windows ist, kann mehrere Gründe haben: Es ist nicht bekannt, wie stark "Rise of the Tomb Raider" auf Metal optimiert ist. Ebenfalls kann macOS selbst wie auch der AMD-Grafiktreiber für die Radeon Pro Vega der Grund für die schlechteren Frameraten sein.

Tomb Raider ist mit macOS und Windows auf dem Mac spielbar - in normalen Szenen bei moderater Auflösung wird es schwer sein einen direkten Unterschied zu erkennen. Hingegen bei manchen detailreichen Szenen bricht der iMac Pro mit Metal in hoher Auflösung auf 16 Bilder pro Sekunde ein - das Spiel ist mit einer solchen Bildrate kaum spielbar. Mit DirectX 12 wurden immerhin mehr als doppelt so viele Bilder errechnet: 32 Bilder pro Sekunde ist nicht ruckelfrei, aber gut spielbar.

Auch mit Metal 2 und macOS High Sierra müssen Mac-Spieler immer noch neidisch auf die Windows-Konkurrenz schielen: Zwar ist der Abstand nicht so groß wie bei einigen anderen älteren Spielen mit OpenGL auf dem Mac, die unter Windows teilweise die doppelte oder dreifache Bildrate auf gleicher Hardware errechneten, aber der Unterschied ist trotzdem noch deutlich genug, dass eine Windows-Installation auf dem Mac lohnen könnte.

Kommentare

jensche03.07.18 09:25
Apple ist in sachen Grafikpower leider immernoch besonders ignorant und arrogant.

Ähnlich Siri. Typischer Fall von eigenbild und fremdbild. Apples reality distortion field
+11
tk69
tk6903.07.18 09:27
Heißt also: Apple Computer sind nach wie vor keine Zucker-Kisten. Im Alltag merkt man das nicht. Aber wohl beim Video-Schnitt?
+1
maliker03.07.18 09:28
Letztlich kann es dem Kunden nahezu egal sein, woran es genau liegt. Er bezahlt halt meist viel Geld für seine Spiele und erwartet eine gewisse Qualität / Performance.

Mag sein, dass Metal (vielleicht) Vorzüge zu Qualität und Geschwindigkeit (theoretisch) aufweisen kann, aber Apple muss es auch hinbekommen, attraktiv für den gesamten Spielesektor zu sein, damit eben halt auch eine vernünftige Optimierung seitens der Hersteller zustande kommen kann.

Themen wie Absatzmarkt, mögliche schnelle Umsetzung der Portierung, vorfinden geeigneter Hardware die die Leistung auch umsetzen kann (bei genug Kunden) sind nur einige der Themen die Apple lange vernachlässigt hat.
+9
Dirk!03.07.18 09:32
Ich könnte mir gut vorstellen, dass das gar nichts über die Performance von Metal aussagt, sondern dass die Mac Version des Spiels irgendeine interne Umsetzung von XXX nach Metal macht, was Performance kostet.
Dem Spieler ist es natürlich letztendlich egal, warum es so langsam ist, aber daraus zu schließen, dass Metal an sich schlechter performt als Graphik-System X halte ich für gewagt,
+1
jensche03.07.18 09:53
Auch für Mac äusserst optimierte spiele wie z.B. Dota 2 oder world of warcraft laufen auf identischer hardware unter windows meist mit doppelter bis 3 facher framerate.
+6
Perlensucher
Perlensucher03.07.18 10:15
Der im Verhältnis zu Windows sehr kleine Spielemarkt für Macs rechtfertigt nicht den Anpassungsaufwand seitens aller Beteiligten (Metal, GraKa Treiber, Spielehersteller). Mac als Spieleplattform bleibt vorerst eine Nische.
0
Perlensucher
Perlensucher03.07.18 10:18
Hinzu kommt dass der Anteil Spielefähiger Mac-Rechner eher gering ist. Da muss schon mind. ein besserer iMac her oder noch besser ein Mac Pro.
0
Lefteous
Lefteous03.07.18 10:23
Zum Zocken gibt es ja Konsolen wie die XBOX oder die Playstation. Wenn man einen Mac hat, dann ist das für die meisten Spiele die bessere Wahl als Windows installieren oder gar einen zweiten Rechner kaufen.
-4
ThorsProvoni
ThorsProvoni03.07.18 10:36
Interessantes Ergebnis. Mich würden auch Benchmarks von Spielen interessieren, die die Unity- oder Unreal Engine verwenden (Feral verwendet bei Tomb Raider die Foundation engine).

Apple investiert eine ganze Menge in Richtung Grafik-Power, ich denke da an die von Apple entwickelte GPU im A11 Bionic, die Unterstützung von externen Grafikkarten oder den Support für VR-Rendering in Metal 2. Ich würde vermuten (na ja, wünschen), dass sich die Situation in Zukunft weiterhin verbessert. Aber bis man wenigstens in die Nähe von DirectX 12 kommt, dürfte noch einige Zeit ins Land gehen. Immerhin: Im mobilen Sektor kommt zur Zeit nichts an die Grafik-Power des iPhone X ran.
0
LoCal
LoCal03.07.18 10:38
Lefteous
Zum Zocken gibt es ja Konsolen wie die XBOX oder die Playstation. Wenn man einen Mac hat, dann ist das für die meisten Spiele die bessere Wahl als Windows installieren oder gar einen zweiten Rechner kaufen.

Wenn es schon keine Spiele am Mac sein sollen, dann ist die günstigere Wahl eine externe SSD/HD zu kaufen, dort Windows zu installieren und darüber zu Spielen.

Zum Artikel:
Die Zahlen oben sind mit viel Vorsicht zu geniessen.
1. Metal ist relativ jung, während DirectX schon recht alt und gewachsen ist.
2. Die Grafiktreiber unter macOS bringen leider nie maximale Performance.
3. Man weiss nicht, wie weit TR für Metal optimiert wurde oder ob Feral nicht gar einen mehr oder weniger automatisierten Workflow für die DirectX nach Metal-Konvertierung hat.
4. Metal ist kein primäres Spiele-Framework, bei DirectX schon eher.
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
+2
antipod
antipod03.07.18 11:27
der vergleich ist gut und zeigt klar, dass apples rückzug aus opengl und vulkan in sache grafikperformance effektiv nachteile bringt.
-8
Mendel Kucharzeck
Mendel Kucharzeck03.07.18 11:28
antipod
OpenGL-Spiele waren schneller?
+3
tranquillity
tranquillity03.07.18 11:32
2 vs 12, na logisch dass DirectX schneller ist!!1!

+1
pünktchen
pünktchen03.07.18 11:41
Perlensucher
Der im Verhältnis zu Windows sehr kleine Spielemarkt für Macs rechtfertigt nicht den Anpassungsaufwand seitens aller Beteiligten (Metal, GraKa Treiber, Spielehersteller). Mac als Spieleplattform bleibt vorerst eine Nische.

Komischerweise schafft es selbst die noch deutlich kleinere Linuxnische recht nahe an der Geschwindigkeit unter Windows dran zu bleiben. Das sollte doch auch für macOS machbar sein.
+3
LoCal
LoCal03.07.18 11:43
antipod
der vergleich ist gut und zeigt klar, dass apples rückzug aus opengl und vulkan in sache grafikperformance effektiv nachteile bringt.

Nein, das tut es nicht!
In dem Vergleich oben werden zwei Welten miteinander verglichen und es sind noch nicht einmal alle Parameter bekannt. Einzig die Hardware, das Spiel und dessen Assets sind gleich, ansonsten ist da zu viel BlackBox
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
0
LoCal
LoCal03.07.18 11:44
pünktchen
Perlensucher
Der im Verhältnis zu Windows sehr kleine Spielemarkt für Macs rechtfertigt nicht den Anpassungsaufwand seitens aller Beteiligten (Metal, GraKa Treiber, Spielehersteller). Mac als Spieleplattform bleibt vorerst eine Nische.

Komischerweise schafft es selbst die noch deutlich kleinere Linuxnische recht nahe an der Geschwindigkeit unter Windows dran zu bleiben. Das sollte doch auch für macOS machbar sein.

Hast Du die Framerates für Linux auf einem iMac Pro?
TR für Linux wurde ja auch von Feral portiert.
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
+1
demanufatured
demanufatured03.07.18 12:03
Macs waren schon immer mehr auf Produktiv-Arbeiten im Video/Audio-Kreativbereich ausgelegt und Treiber nur schlecht auf Spiele abgestimmt. Apple hat noch nie großen Wert auf Spiele gelegt und da vernünftige Rahmenbedingungen für Hersteller geschaffen. Selbst High Sierra unterstützt nur das veraltete OpenGL 4.1, was 2010 veröffentlicht wurde und inzwischen 8 Jahre alt ist, und davor sah es noch mauer aus.

Einfach Windows über Bootcamp installieren und Spiele dort spielen, das war schon immer die vernünftigste Lösung. Geht ja zum Glück noch bis irgendwann ARM-CPUs kommen.
-1
antipod
antipod03.07.18 12:19
Mendel Kucharzeck
antipod
OpenGL-Spiele waren schneller?
mit der aktuellen version von opengl wären sie das sicherlich gewesen. hätte apple diese implementiert. (damit ist noch nicht vulkan gemeint)
-6
Mendel Kucharzeck
Mendel Kucharzeck03.07.18 12:26
antipod
Und das weißt du woher? Vielleicht ist ja auch der macOS Window Manager die Bremse oder die Grafikkartentreiber für die Vega? Vielleicht ist das Spiel besser für DirectX optimiert?
+2
LoCal
LoCal03.07.18 12:29
antipod
Mendel Kucharzeck
antipod
OpenGL-Spiele waren schneller?
mit der aktuellen version von opengl wären sie das sicherlich gewesen. hätte apple diese implementiert. (damit ist noch nicht vulkan gemeint)

Und wie kommst Du darauf?
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
-1
antipod
antipod03.07.18 12:53
Mendel Kucharzeck
antipod
Und das weißt du woher? Vielleicht ist ja auch der macOS Window Manager die Bremse oder die Grafikkartentreiber für die Vega? Vielleicht ist das Spiel besser für DirectX optimiert?
dann stellt sich die frage, ob es vielleicht schwieriger ist ein Spiel für Metall 2 zu optimieren, zumal der Kundenkreis dort viel überschaubarer ist.

LoCal
antipod
Mendel Kucharzeck
antipod
OpenGL-Spiele waren schneller?
mit der aktuellen version von opengl wären sie das sicherlich gewesen. hätte apple diese implementiert. (damit ist noch nicht vulkan gemeint)

Und wie kommst Du darauf?
Also darauf muss man nicht kommen. Apple war bei der openGL implementierung die letzten paar Jahre meist eine Version hinter dem aktuellen Release für Linux und Windows (Bsp: OpenGL3.x, wenn auf Linux bereits 4.x verfügbar war)
Aktuellste Version für Mac ist übrigens 4.1 - das bereits vor 8 Jahren erschienen ist, während noch vor einem Jahr die bisher letzte Version 4.6 für Win und Linux veröffentlicht wurde.
Vulkan wäre die logische weiterführung gewesen, sofern Apple denn eine rasche und einfache optmierung von Spielen auf ihrem System gewollt hätte.
+1
LoCal
LoCal03.07.18 13:07
antipod
Mendel Kucharzeck
antipod
Und das weißt du woher? Vielleicht ist ja auch der macOS Window Manager die Bremse oder die Grafikkartentreiber für die Vega? Vielleicht ist das Spiel besser für DirectX optimiert?
dann stellt sich die frage, ob es vielleicht schwieriger ist ein Spiel für Metall 2 zu optimieren, zumal der Kundenkreis dort viel überschaubarer ist.

Nein … denn z.B. ist das Entwicklerteam für die Windows-Version von TombRaider wesentlich grösser. Das Team, das die Engine implementiert ist sicherlich 3 - 4x grösser als das gesamte Feral.

Und dann kommt noch hinzu, dass das TR eben ursprünglich für Win/DirectX implementiert und optimiert wurde. Selbst wenn man bei der Entwicklung grösstmöglichen Wert auf die Kapselung des Grafik-Frameworks (also DirectX) gelegt hätte, dann ist es ziemlich sicher nicht möglich, Metal 1:1 umzusetzen. Es braucht dafür noch einige Änderungen und die gehen auch zu Lasten der Performance.
Nur wurde bei der Entwicklung von TR garantiert nicht dahin entwickelt, dass die Grafik-Engine möglichst leicht von DirectX nach Metal/Vulkan/OpenGL/WASAUCHIMMER portiert werden kann. Die GrafikEngine wurde für maximale Performance entwickelt.
(Der Weg von Metal nach DirectX würde auch zu Performance-Einschränkungen bei DirectX führen … der ursprüngliche Entwurf ist immer der optimale).


antipod
LoCal
antipod
mit der aktuellen version von opengl wären sie das sicherlich gewesen. hätte apple diese implementiert. (damit ist noch nicht vulkan gemeint)

Und wie kommst Du darauf?
Also darauf muss man nicht kommen.

Du hast meine Frage falsch verstanden:
Ich wollte wissen, wie Du darauf kommst, dass
mit der aktuellen version von opengl wären sie das sicherlich gewesen.

Aber ich spezifiziere meine Frage mal:
- Wie hoch war denn der Performancegewinn (unter Linux oder Windows) von OGL 4.1 nach 4.3?
- Und wie leitest Du davon ab, dass die Metal-Implementierung langsamer wäre als eine Implementierung in OGL 4.3?
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
0
LoCal
LoCal03.07.18 13:26
antipod
Vulkan wäre die logische weiterführung gewesen, sofern Apple denn eine rasche und einfache optmierung von Spielen auf ihrem System gewollt hätte.

Nein, denn als Vulkan erschien, war Metal schon 2 Jahre alt.
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
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Apple@Freiburg03.07.18 13:33
Mal nur interessehalber, wie war denn die Gaming Performance früher... also Mac OS 9 vs Windows 98/ME?
0
Dante Anita03.07.18 13:37
Sobald man mit Spielen am Mac ankommt bekommt man den erhobenen Zeigefinger und wird an die Konsolen und PCs verwiesen.

Wenn Metal jetzt aber um einiges langsamer als Direct x ist, bedeutet das dann nicht generell eine schlechtere Performance des Macs bei grafiklastigen Anwendungen, z.B. aus dem Video und 3D-Bereich?
+1
antipod
antipod03.07.18 13:38
LoCal
antipod
Vulkan wäre die logische weiterführung gewesen, sofern Apple denn eine rasche und einfache optmierung von Spielen auf ihrem System gewollt hätte.

Nein, denn als Vulkan erschien, war Metal schon 2 Jahre alt.
Sprichst du nun von Metal für ios oder OS X? Bei letzterem stimmt das nicht. ausserdem hätte apple wie schon erwähnt auch auf einen neueren Opengl release setzen können, anstatt diesen etablierten Standard zu boykottieren.
+1
pünktchen
pünktchen03.07.18 13:45
LoCal
Hast Du die Framerates für Linux auf einem iMac Pro?
TR für Linux wurde ja auch von Feral portiert.

Nein, aber ich hab ein YT-Video gefunden wo die Windowsversion (DX12) mit der Linuxversion (Vulkan) auf einer GTX 970 verglichen wird und das Verhältnis ist praktisch identisch zu den Ergebnissen von Barefeats für macOS: im Schnitt 83% der Framerate, im Minimum aber nur 46% (macOS: 83% und 45%).

Ich hatte im Kopf dass unter Linux so etwa 80% erreicht werden aber auch das klingt wohl rosiger als es ist. Ich sollte mich weniger auf Linuxfanseiten verlassen.
0
antipod
antipod03.07.18 13:46
LoCal
antipod
Mendel Kucharzeck
antipod
Und das weißt du woher? Vielleicht ist ja auch der macOS Window Manager die Bremse oder die Grafikkartentreiber für die Vega? Vielleicht ist das Spiel besser für DirectX optimiert?
dann stellt sich die frage, ob es vielleicht schwieriger ist ein Spiel für Metall 2 zu optimieren, zumal der Kundenkreis dort viel überschaubarer ist.

Nein … denn z.B. ist das Entwicklerteam für die Windows-Version von TombRaider wesentlich grösser. Das Team, das die Engine implementiert ist sicherlich 3 - 4x grösser als das gesamte Feral.

Und dann kommt noch hinzu, dass das TR eben ursprünglich für Win/DirectX implementiert und optimiert wurde. Selbst wenn man bei der Entwicklung grösstmöglichen Wert auf die Kapselung des Grafik-Frameworks (also DirectX) gelegt hätte, dann ist es ziemlich sicher nicht möglich, Metal 1:1 umzusetzen. Es braucht dafür noch einige Änderungen und die gehen auch zu Lasten der Performance.
Nur wurde bei der Entwicklung von TR garantiert nicht dahin entwickelt, dass die Grafik-Engine möglichst leicht von DirectX nach Metal/Vulkan/OpenGL/WASAUCHIMMER portiert werden kann. Die GrafikEngine wurde für maximale Performance entwickelt.
(Der Weg von Metal nach DirectX würde auch zu Performance-Einschränkungen bei DirectX führen … der ursprüngliche Entwurf ist immer der optimale).


antipod
LoCal
antipod
mit der aktuellen version von opengl wären sie das sicherlich gewesen. hätte apple diese implementiert. (damit ist noch nicht vulkan gemeint)

Und wie kommst Du darauf?
Also darauf muss man nicht kommen.

Du hast meine Frage falsch verstanden:
Ich wollte wissen, wie Du darauf kommst, dass
mit der aktuellen version von opengl wären sie das sicherlich gewesen.

Aber ich spezifiziere meine Frage mal:
- Wie hoch war denn der Performancegewinn (unter Linux oder Windows) von OGL 4.1 nach 4.3?
- Und wie leitest Du davon ab, dass die Metal-Implementierung langsamer wäre als eine Implementierung in OGL 4.3?


Okay... jetzt geht es echt langsam in richtung Fanboytum. Ein klein wenig Recherchearbeit und du hättest selber herausgefunden, dass dieses Spiel ebenfalls von Feral für Linux portiert wurde und zwar in Vulkan. Was im Endeffekt bedeutet, dass man die personellen und auch alle anderen Ressourcen effektiver hätte nutzen können, wenn man nur einen Port hätte machen müssen für OS X und Linux.
-1
LoCal
LoCal03.07.18 13:46
antipod
LoCal
antipod
Vulkan wäre die logische weiterführung gewesen, sofern Apple denn eine rasche und einfache optmierung von Spielen auf ihrem System gewollt hätte.

Nein, denn als Vulkan erschien, war Metal schon 2 Jahre alt.
Sprichst du nun von Metal für ios oder OS X? Bei letzterem stimmt das nicht. ausserdem hätte apple wie schon erwähnt auch auf einen neueren Opengl release setzen können, anstatt diesen etablierten Standard zu boykottieren.

Warum sollte Apple zwei Frameworks pflegen.
Mit dem erscheinen von Metal auf iOS war jedem, der nur halbwegs ein Gespür fürs Apple-Universum hat, dass das sehr bald auch seinen weg nach macOS finden wird.
Warum es erst für iOS kam? Weil OpenGL ES eine Sackgasse für Apple war und das gleiche galt auch für OpenGL. OpenGL entwickelte sich nicht in die Richtung, die Apple benötigte … mit Metal hat Apple das in der Hand und kann Entscheiden, was wann wie implementiert werden soll.
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
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LoCal
LoCal03.07.18 13:51
antipod
Okay... jetzt geht es echt langsam in richtung Fanboytum. Ein klein wenig Recherchearbeit und du hättest selber herausgefunden, dass dieses Spiel ebenfalls von Feral für Linux portiert wurde und zwar in Vulkan. Was im Endeffekt bedeutet, dass man die personellen und auch alle anderen Ressourcen effektiver hätte nutzen können, wenn man nur einen Port hätte machen müssen für OS X und Linux.

1. Vermischt Du gerade Fakten:
Feral hat TR portiert … Apple bestimmt über die Frameworks im OS.

Und das Feral auch den Linux-Port gemacht hat, hatte ich schon weiter oben selbst erwähnt.

2. Weichst Du meiner Frage aus:
Woher nimmst Du die Sicherheit sagen zu können, dass OpenGL >= 4.3 einen gewaltigen Performancesprung gemacht hat und wie leitest Du davon ab, dass OpenGL >= 4.3 schneller ist als Metal!
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
+1
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