作者 Joel Hruska
DirectX 12即将随Windows 10一起推出，与此同时，多家厂商大力推动VR虚拟现实技术，并且Vulkan API已经推出。对PC游戏来说，这是一个非常有趣的时刻。AMD GCN架构推出已有三年，其内建的某些功能到现在才崭露头角，这要归功于新一代API带来的改进。
这其中关键技术是异步命令引擎（ACE），它存在于每个GCN架构GPU当中。原来的HD 7900系列每颗GPU有两个ACE，而AMD代号Hawaii 的GPU更进一步，在GPU内部集成了8个ACE。
AMD出品的Hawaii, Kaveri, 和PS4 GPU都有8个ACE，Xbox One GPU可能只有2个ACE，但是也具备完整的ACE功能。
和Maxwell架构GTX 900系列GPU一样，AMD GCN架构GPU在一定程度上能够异步执行。NVIDIA之前的GPU，如开普勒、GTX Titan则无法异步执行。
什么是异步命令引擎
AMD GCN架构当中的ACE被设计用来提供灵活性操作。下表解释了其中区别 - 和被迫安装预先确定的顺序来执行单个队列任务相反，ACE能够调度和完成不同队列的任务。这让GPU有能力来乱序执行任务 - 如果GPU知道队列当中有一个对时间敏感的操作需要10ns的计算时间，还有一个对时间不敏感的长内存拷贝，需要10万ns计算时间，那么GPU会先将这个10ns任务抓过来执行，并且完成，然后才去运行更长的任务。
异步线程 vs. 同步线程
使用的ACE的意义是，ACE允许GPU以并行方式处理和执行多个命令流。在DirectX11当中，这种能力基本上不可能的，多个游戏开发商告诉我们，DX11从第一天起就不支持多线程，因此一直没有正确的方式来告诉图形卡，如何在同一工作量当中同时处理图形和计算。
DX11 GPU管线 vs. DX12 GPU管线
AMD原来的GCN硬件内建2个ACE，但AMD声称，它在代号夏威夷等GPU当中增加了6个ACE，作为前瞻性计划的一部分，AMD知道这6个ACE有一天会非常有用。目前一些客观的证据表明，AMD所言不虚，即便是在DX11时代，GCN和开普勒并驾齐驱的时候，AMD GCN产品在许多GPGPU工作负载当中性能比GK104和GK110性能更加强大，特别是在虚拟货币开采方面，性能差别更加明显。借助更加强大的计算引擎，加之硬件上支持一些SHA-1功能，AMD显卡在挖矿性能上能够撕碎Nvidia硬件。
当AMD打造Kaveri和PS4以及Xbox OneSoC的时候，前两者内建了8个ACE，Xbox One可能仅内建了2个ACE。这一举动背后的想法是，增加更多的异步计算能力，可以让程序员能够更有效地利用GPU计算能力，这样物理和某些其他类型的游戏内计算，包括虚拟现实等模拟工作，都可以在后台进行处理。
异步着色器性能模拟演示
AMD的说法是，随着DX12（Mantle / Vulkan）推出，开发人员终于可以充分发挥这些引擎潜力，在上图中，上部是DX11的渲染管线，采用串行处理大多数任务，下方是DX12渲染管线。
程序员是否会利用这些特定的AMD功能尚未可知，但无论是PS4，还是Xbox One都拥有全套ACE的事实表明，程序员可能会使用到这些AMD特定功能。如果开发人员已经为GCN硬件编写的代码，那么将代码移植到DX12和Windows 10上并非难事。
目前有多款PS4游戏和一款PC游戏使用异步着色器，但是这种情况将会产生变化。
眼下，AMD只发布了关于PS4使用异步着色器的信息，但是这并不意味着Xbox One无法使用，随着DX12推出，微软正在计划为Xbox One增加功能。
AMD将ACE作为其LiquidVR平台的一大特色 - 它声称这项基本功能，将让Radeon显卡优势超过竞争对手Nvidia显卡产品。我们在做出任何结论之前，需要看到最终的硬件和驱动程序。但是该公司显卡的计算能力已经非常成熟。值得一提的是，虽然AMD这方面的优势超过开普勒，开普勒只有一个计算单元，一个图形管线，但是Nvidia的Maxwell有一个图形管线和32个计算管道， AMD GPU当中ACE最多只有8个。在使用这些特殊功能的DX12游戏上市之后，我们就可以看到双方的设计孰优孰劣。
从最终用户的角度来看，问题显然可以归结为哪个公司在下一代DX12 API中提供更好的性能（或性价比）。现在这个问题还为时过早- 最近的3DMark 12基准测试结果显示AMD R9 290X 部分DX12性能领先Nvidia的GTX 980，而今年早些时候的测试结果正好相反。
不过现在可以明确的是，DX12和Vulkan正在重塑3D API，推而广之，游戏开发也正在采用我们过去几年没有看到的方式进行。这些框架的新功能正在让图形硬件和技术天翻地覆，从多GPU配置到VR显示器，从4K显示器到FreeSync / G-同步技术，PC游戏产业正在经历一个激动人心的时刻。
