物理加速“真实”的战斗
编辑视线
近两年来，在厂商的大力宣传和媒体的详细报道下，“物理加速”这个词语频频出现在我们的视线中，同时在游戏开发商的努力下，我们也越来越多地感受到了物理加速的魅力。而随着物理加速领域的快速发展，掌握着相关标准或者技术的NVIDIA、Intel和AMD“三巨头”之间的竞争也日趋激烈。特别是GPU巨擘NVIDIA，从去年年初收购AGEIA之后，就不遗余力地宣传PhysX和GPU物理加速，而与之“唱反调”的Intel则专注于推行基于Havok引擎的CPU物理加速技术。相比之下，拥有平台优势的AMD虽然属于Havok阵营，但一直在努力酝酿自己的GPU物理加速技术。毫无疑问，物理加速已经成为了上游厂商的新战场。
小贴士：什么是物理加速
在以往的许多游戏中，物体的移动往往和现实世界相差很大。因为大多数游戏中的动态场景都是预先定义好的，或是由某事件触发的固定动画播放。这样做是为了省却GPU在物理运算方面的繁重工作，但牺牲了玩家的真实场景体验。比如在游戏中对一堵墙开火，如果没有预先设定，这面墙往往没有任何变化，更不用说因不同的武器开火造成不同的损毁效果。
随后PPU（物理运算处理器）的引入才让这一切得到彻底的改变，可让游戏中物体的变化更加真实。目前，物理加速技术主要分成两派：一派是NVIDIA力挺通过GPU来实现物理加速的PhysX技术，另一派是Intel主张CPU完成物理加速的Havok技术。目前支持Havok与PhysX物理加速的游戏已经超过了200款。
Havok在GDC 2009上展露锋芒
3月26日，AMD在GDC 2009（Game Developers Conference 2009，简称GDC 2009）上的主题演讲中公开了自己的“ATI GPU物理技术”，并表示该技术是“基于OpenCL、ATI Stream技术的开放式、标准化物理游戏计算”，同时还带来了一段DEMO做演示。据悉，AMD的GPU物理加速技术也是基于Havok的，是通过OpenCL（开放式计算语言）标准建立起API（应用程序接口），在此基础之上再启用Havok物理引擎。我们以前曾经提到过，OpenCL能够统一管理一台电脑上的所有计算资源，比如多核CPU，以及多个GPU，OpenCL将这些资源统一看待，算作计算单元，每个计算单元还可以容纳多个工作单元（注：关于OpenCL的详细介绍，请参阅本报2008年第50期D1版《物理加速，用效果说话》一文）。因此，有了OpenCL标准的助力，AMD要实现GPU物理加速就相对容易多了，而这本质上也是GPU通用计算的发展产物。
由于此前Havok主要应用在CPU物理加速领域，那么Havok在GPU上的发展前景如何呢？Havok董事、总经理大卫·奥米拉说了这样一段话：“顶尖游戏开发商一直认为，核心的游戏可玩性模拟应该在处理器核心上执行，不过GPU物理加速应该能成为未来发展方向，大规模并行产品（GPU）的能力为计算特定类型的模拟提供了技术上的可能性，我们也期待与AMD合作挖掘这种可能。”
看得出，至少到目前为止，Havok物理加速还是更适合用在CPU身上，从技术角度上说的确如此，而且支持Havok的游戏也远比支持PhysX的游戏更多。还有一点不容忽视，在运行游戏时，CPU的闲置资源往往比GPU的闲置资源更多，这也决定了CPU更适合进行物理加速计算。当然，GPU物理加速的发展前景也很可观，这主要是因为它建立在GPU日益提高的通用计算能力之上。实际上，AMD自家有处理器，足以实现Havok的CPU加速，AMD推出GPU物理加速技术，更多的是出于竞争的考虑。
PhysX跨平台飞奔，欲形成事实标准
在NVIDIA的大力推动下，PhysX物理技术目前正在PC系统上逐渐流行开来，已经有越来越多的游戏加入PhysX物理加速阵营当中，其中不乏一些知名新作如《雪域危机》、《镜之边缘》等等。不过NVIDIA并不满足，还想进一步扩大步伐，让游戏机的玩家也能体验物理加速的乐趣。
近日，NVIDIA分别与索尼、任天堂签订了提供PhysX物理技术的软件开发包（SDK）协定，实现合作以后NVIDIA将会为PS3和Wii的游戏开发人员提供全功能的API和物理引擎，开发者可以利用它创造更真实的游戏场景以及人物角色。由于PS3的图形芯片是NVIDIA公司生产的，支持PhysX并不奇怪，不过Wii的图形芯片是由AMD提供的“Hollywood”GPU，为什么也能支持PhysX呢？更让人惊讶的是，如今连iPhone都可以支持PhysX物理加速了！
最近在苹果公司为iPhone准备的应用程序商店（APP Store）中，可以找到很多应用了PhysX物理加速的iPhone游戏，虽然目前这些游戏已经可以使用PhysX物理引擎，但是这一切都还是需要iPhone的CPU来进行运算。PhysX物理引擎由于是基于CUDA（标准的C语言）开发的，所以几乎适用于任何设备。从长远来看，PhysX并不仅仅是NVIDIA GPU的专属，NVIDIA希望它像OpenCL一样，适用于多种平台，其中自然也包括AMD显卡。
从目前的情况来看，PhysX物理加速引擎已经将触角伸向了多个领域，而这一切对NVIDIA非常有利，一旦PhysX在各个平台占领了一席之地，那么PhysX离事实标准也就不远了，届时NVIDIA的硬件自然会获益匪浅，毕竟NVIDIA的GPU对PhysX的支持是最好的。可以想象未来不仅仅是在PC上，游戏机、手机、MID……各种消费电子产品上都会看到NVIDIA GPU的身影。
NVIDIA的标准“四处横行”，可AMD却没有什么实际成果，这样下去势必在市场上输了先手，在基本性能相差无几的情况下，消费者自然会优先选择功能更多的显卡。如果未来AMD显卡还得被迫“兼容”PhysX技术，那么AMD必然还会继续吃哑巴亏。因此AMD必须及时推出自家的GPU物理加速技术，与NVIDIA展开正面较量。表面上是物理加速标准之争，背后其实就是两家公司在产品上的直接竞争。
物理加速在竞争中走向普及
物理加速，既是两强争霸（即PhysX与Havok两种标准），又是三国演义（Intel、AMD与NVIDIA），竞争非常激烈。Intel和NVIDIA都拥有自己的核心产品与核心技术，显得更主动一些。AMD虽然没有自己的物理加速技术，但它在收购ATI之后，平台化优势非常明显，AMD如果同时具备了CPU物理加速与GPU物理加速，其能量也是不可小视的。
在新兴的战场，Intel、AMD、NVIDIA三大巨头将会怎样表现，物理加速的未来何去何从？到底是Havok统一江湖，还是NVIDIA PhysX一手遮天，现在下结论还为时尚早，但不管怎样，物理加速的出现给3D图形领域带来了一次变革，其意义不亚于GPU的诞生。让人高兴的是，现在支持物理加速技术的游戏越来越多了，特别是2009年问世的游戏几乎都支持物理加速。不论是Havok还是PhysX，都能在大量的游戏中发挥威力，提升效果。对于广大用户来说，既然Havok和PhysX是免费的“午餐”，何乐而不“享”呢？
链接：物理加速两大收购事件
说到物理加速，就不得不提Havok。这家成立于1998年的公司主要为游戏开发商提供物理仿真技术，在AGEIA推出PPU（Physics Processing Unit，物理处理器）之前，Havok一直是物理仿真领域的佼佼者。不仅很多游戏大作采用了Havok物理引擎，而且一些知名电影也支持该技术，其中游戏方面有《半条命2》、《帝国时代3》、《英雄连》、《失落的星球》和《生化奇兵》，以及《暗黑破坏神3》、《星际争霸2》等。
由于Havok引擎得到了游戏开发商和电影制造商的广泛好评，在2006年NVIDIA和ATI两大显卡巨头都开始优化自己的产品，支持Havok物理加速技术。尤其是NVIDIA，它和Havok联合宣布建立技术伙伴关系，并着力准备通过SLI技术来更好地实现物理加速。但好景不长，2007年9月，Intel闪电收购Havok，这使NVIDIA与AMD-ATI的GPU物理加速显得非常尴尬，因为Intel此举目的很明确，就是让Havok引擎专注于CPU物理运算。
由于财大气粗的Intel“横刀夺爱”，NVIDIA、ATI与Havok合作之路被迫中止，他们把目光转向了还在孤军奋战的PhsyX身上。后者是AGEIA公司的“核武器”。早在2005年，AGEIA在GCD2005大会上提出了PPU概念，同时也将第一块物理加速卡展现在世人眼前。PhysX物理加速卡采用PCI/PCI-E接口，PPU芯片采用0.13微米制程，集成了1.2亿个晶体管，功耗约25W。当时PPU每秒可以生成32000～50000个粒子或刚性物体，而CPU＋物理引擎每秒生成几百个粒子或刚性物体。
不过，一块PhysX物理加速卡售价高达2000元以上，加上当时没有得到多少游戏的支持，导致该产品曲高和寡。尽管市场反响不太好，但并不意味着无人关注，图形芯片巨头NVIDIA就是其中之一，后者在2008年2月突然出手，将AGEIA收归旗下，并将PhysX移植到NVIDIA的CUDA（统一计算设备架构）通用计算体系中，通过CUDA通用接口，达到利用GPU实现物理加速效果的目的。目前，GeForce 8/9/GT200系列显卡都支持PhysX引擎。同时，越来越多的游戏加入了对PhysX物理加速的支持。