PhysXとは (フィジックスとは) [単語記事]

PhysXとは、物理演算エンジンライブラリ及び、そのライブラリをハードウェアで動作させる為の専用チップの名称である。

概要

開発元は米カリフォルニア州に本拠を置くAGE IAだが、2008年に大手GPU メーカーの一つ、NVIDIAに買収されており、AGE IA買収後、PhysXはNVIDIAが提供している。
公式情報によるとPhysX対応ゲームは、PC向けゲーム・家庭用ゲームを含めて150 タイトル以上(2010年時)存在する。

PC向けのPhysXは、NVIDIAの3D グラフィックスチップであるGeforce上でアクセラレーションを行うような仕組みになっているが、PhysXのアクセラレーションを利用する為には、Geforec 8000シリーズ以上が必要である。
ただ、GeForce上でのPhysXの実行には、グラフィックス描画に使われるストリーミングプロセッサ(SP)の一部を使う為、グラフィックス描画のパフォーマンスが低下するという弱点を持っていた。なのでNVIDIAは、この弱点を補う為に一台のPCに複数枚のGeForceを挿す事の出来るSLI環境下で、180.48番以降のGeforce ドライバにより、GeForceの一枚をPhysX専用として割り当てる事ができるようにした。また、GeForce GTX 275+GeForce GTS 250のチップを一枚のグラフィックボード(VGA)に搭載し、GTS 250側をPhysX用として割り当てる事ができるようにするものも現れ、一枚のボードにGeForce GT X470＋GT240を搭載するといった、GeForce世代を超えてPhysX性能を補う製品も販売されるようになった。

尚、GeForceがＰCに搭載されていない場合は、PhysXの物理演算をCPUで実行するが、CPUでは物理演算に必要なベクトル演算性能が低い為に、リッチな物理演算表現は難しくなっている。また、PhysXにCPU パワーを使う為、結果的に全体の描画パフォーマンスが低下してしまう。
以前はAMDのRADEON シリーズなど、NVIDIA製以外のグラフィックボードと、PhysXに対応したGeforceを一つのPCに乗せ、メインボードとしてRADEONを使い、GeforceのPhysXの機能だけをプラスして使うという事も出来ていたが、186 番台以降のGeforce ドライバでPhysXの機能を強制停止させられてしまうようになり、公式にはこの使い方ができなくなった。（※非公式パッチなどを使用する事で、現在もこの使い方が可能）

PhysXソフトウェアライブラリ(PhysX SDK)

浮動小数点など、物理演算の為のライブラリ。
慣性など物理学に沿った物体の挙動を演算する為に、物理解析やゲームなどで用いられる。

このライブラリは、PC向け(Windows/Linux)と家庭用ゲーム機向け(PS3/Xbox360/Wii)に、無償でライブラリの一部が配布されている。

PhysXボード

PhysX SDKに対応する物理演算を、CPUではなく、PhysX用の専用チップ(PhysX PPU)が計算する事により、リッチな物理演算表現と描画パフォーマンスの低下を抑える事を目的とした拡張ボードのことで、AGE IAが2008年 2月にNVIDIAに買収される以前に販売していた。
このボードは、2006年～2007年中盤にかけて複数の有名メーカーから3万円後半～4万円台という高値で販売されていたが、対応するソフトウェアが少なかった為か、秋葉原をはじめとしたPC ショップなどで2007年後半には6千円以下で投げ売られ、AGE IA社買収後2009年前半には秋葉原 PC ショップで2千円以下で処分される姿が見られた。

NVIDIAに買収された後、NVIDIAのGeForceの8000シリーズ以降の製品でSPを利用したPhysXアクセラレーションが利用できるようになった事で、AGE IAのPhysXボードよりも遥かに高い物理演算性能が出せるようになり、PhysXボードの存在意義は無くなった。

ライバルの物理エンジンと、物理エンジンを取り巻く流れ

NVIDIAが推進するPhysXに対抗する物理エンジンには、ライバルのATI(後にAMDに買収)とIntelが推進するHAVOK社の『Havok Phy sics』、（※ATIでは『ATI Stream Phy sics(後にAMD Stream Phy sics)』として提供)や、『Bullet Phy sics』などのオープンソースの物理演算エンジンがあり、グラフィックス業界の物理エンジンサポートの足並みはそろっていない状況である。

代表的な物理エンジン名	採用ソフト例
PhysX Physics	BATMAN Ark am Asylum、Metro2033、Cryo stasis、Mafia II、Mirror's Edgeなど
Havok Physics	ゲーム：Bioshock、LA Noire、Skyrim、Assassin's Creedなど映画：マトリックス、トロイ、ハリー・ポッターと不死鳥の騎士団など
Bullet Physics	ゲーム：Disney’s Cars2、トイストーリー3、Riptide GP for Androidなど映画：Mega mind、シュレック4、How to train your dragonなど 3DCG ツール：MikuMikuDance、Blender、MAYAなど

PhysXだけに対応したソフトやHavokだけに対応したソフトもあるが、Skyrimのように複数のPhy sicsに対応したゲームもあり、対応状況は様々。

足並みが揃わなくなった背景には、2006～2009年に大きな動きがあった将来におけるCPUとGPUの関係性問題で、IntelがNVIDIAと敵対関係になった事や、HAVOKがNVIDIA・ATI両社のグラフィックボードに対応したHavok FXを開発中であったものの2007年 9月にIntelのHAVOK買収により開発中止になった事、物理エンジンPhysXをアクセラレーションする汎用PhysXボードを2006年頃から販売していたAGE IAが、2008年 2月にNVIDIAに買収され、NVIDIAとライバル関係であるATIがPhysXをサポートできなくなった事などの複雑な業界の動きが関係している。
加えて、IntelとCPUでライバルであるAMDが、2大GPU メーカーの一つであったATIを2006年に買収している事や、2008年にはAMDがHavokを最適化していく事を発表した事、IntelとAMDとの間で長らく続いていた独占禁止法やクロスライセンス問題が2009年 11月に和解するなどの事があり、会社では「NVIDIA VS Intel+AMD」、物理エンジンでは「PhysX VS Havok」という構図が描かれる事となった。

ただし、物理演算・物理エンジンがネット上で話題になったのは2006～2009年頃までで、DirectX11世代のグラフィックボードが登場した2009後半～2010年以降、話題は単純なグラフィックス描画性能に関する事や、テッセレーションなどの新たな描画表現に関する最新の話題にシフトし、NVIDIAからもPhysXに関する目立ったニュースは無くなっている。