Процессорозависимость современных игр

18 января 2010, понедельник 01:43
Phoenix
https://overclockers.ru/lab/show/35754/Processorozavisimost_sovremennyh_igr

Оглавление

  • Вступление
  • Тестовая конфигурация
  • Инструментарий и методика тестирования
  • Результаты тестов: сравнение производительности
  • 3D Game Mark v2.0
  • Сравнение производительности процессоров
  • Заключение

    • Вступление

    В прошлом материале был рассмотрен вопрос влияния количества процессорных ядер на производительность CPU в играх.

    Сегодня я вновь вернусь к изучению этого вопроса, но в расширенном формате. В этот раз будет исследована процессорозависимость современных игр. Если быть точнее - влияние производительности процессора на производительность видеокарты.

    Тестовая конфигурация

    Тесты проводились на следующем стенде:

    • Процессор: Intel Core i7 920 (Bloomfield, D0, L3 8 Мб), 1.18 В, Turbo Boost - on, Hyper Threading - off - 2660 @ 4000 МГц
    • Материнская плата: GigaByte GA-EX58-UD5, BIOS F5
    • Видеокарта Sapphire Radeon HD 4870 1024 Mбайт (750/3600 МГц) - 2 шт
    • Система охлаждения CPU: Cooler Master V8 (~1100 об/мин)
    • Оперативная память: 2 x 2048 Мбайт DDR3 Corsair TR3X6G1600C7 (Spec: 1528 МГц / 8-8-8-20-1t / 1.5 В) , X.M.P. - off
    • Дисковая подсистема: SATA-II 500 Гбайт, WD 5000KS, 7200 об/мин, 16 Мбайт
    • Блок питания: FSP Epsilon 700 Ватт (штатный вентилятор: 120-мм на вдув)
    • Корпус: открытый тестовый стенд
    • Монитор: 24" BenQ V2400W (Wide LCD, 1920x1200 / 60 Гц)

    Программное обеспечение:

    • Операционная система: Windows 7 build 7600 RTM x86
    • Драйвер видеокарты: ATI Catalyst 9.12
    • RivaTuner 2.24c
    • MSI AFTERBURNER 1.4.2

    Инструментарий и методика тестирования

    В следующих играх использовались средства измерения быстродействия (бенчмарк):

    • Batman: Arkham Asylum
    • Colin McRae: DIRT 2
    • Crysis Warhead (ambush)
    • Far Cry 2 (ranch small)
    • Lost Planet: Colonies (area1)
    • Resident Evil 5 (scene 1)
    • Tom Clancy's H.A.W.X.
    • S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (SunShafts)
    • Street Fighter 4
    • World in Conflict: Soviet Assault

    Игра, в которой производительность замерялась путем загрузки демо сцен:

    • Left 4 Dead 2

    В данных играх производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.0.3 build 10809:

    • Anno 1404
    • Bionic Commando
    • Borderlands
    • Call of Duty 4: Modern Warfare 2
    • Dragon Age: Origin
    • Fallout 3: Broken Steel
    • FUEL
    • Gears of War
    • Grand Theft Auto 4
    • Mass Effect
    • Mirrors Edge
    • Need for Speed: SHIFT
    • Operation Flashpoint: Dragon Rising
    • Overlord 2
    • Prototype
    • Race Driver: GRID
    • Red Faction: Guerrilla
    • Risen
    • Sacred 2: Fallen Angel

    Во всех играх замерялись минимальные и средние значения FPS.

    В тестах, в которых отсутствовала возможность замера min fps, это значение измерялось утилитой FRAPS.

    Тестирование игровых приложений проводилось в разрешениях 1280х1024 и 1920х1200.

    VSync при проведении тестов был отключен.

    Чтобы избежать ошибок и минимизировать погрешности измерений, все тесты производились по три раза. При вычислении avg fps за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прогонов. В качестве min fps выбиралось минимальное значение показателя по результатам трех прогонов.

    Для тестирования был взят процессор Intel Core i920, который тестировался на частотах 2800 МГц, 3400 МГц и 4000 МГц. Также из БИОСа материнской платы у него были отключены одно и два ядра, чтобы сэмулировать двух, трех и четырехъядерные процессоры. В графическую подсистему вошли две видеокарты Radeon HD 4870 1024 Мбайт, работающие на номинальных частотах в режиме CrossFire.

    Основой для исследований послужит утверждение о том, что в определенных условиях производительность процессора становится узким местом системы и раскрытие всего потенциала видеокарты "упирается" в него.

    Тесты проводились в двух разрешениях: 1280х1024 и 1920х1200. Как известно в 1280х1024 процессор нагружен сильнее, чем видеокарта. Но с повышением разрешения до 1920х1200 нагрузка на видеокарту возрастает, тогда, как на процессор остается неизменной или уменьшается, поскольку ему приходится больше простаивать, ожидая вывода видеокартой изображения на монитор. Если производительность процессора будет избыточна для платформы, то она не будет изменяться при повышении частоты и количества ядер CPU в обоих разрешениях. Или будет наблюдаться разная производительность CPU в 1280х1024, но при повышении разрешения до 1920х1200 она будет выравниваться. Если производительность процессора будет влиять на производительность видеокарт, то она будет изменяться при повышении частоты и активации ядер CPU, даже при переходе с 1280х1024 на 1920х1200.

    Сравнение производительности процессоров

    Среднегеометрическая производительность процессора в тридцати играх

    1280 х 1024

    Включите JavaScript, чтобы видеть графики
    1920 х 1200

    Включите JavaScript, чтобы видеть графики
    минимальный и средний FPS

    По диаграмме видно, что повышение частоты процессора положительно сказывается на производительности платформы в разрешении 1280х1024 и менее заметно в 1920х1200. Большое влияние на ее скорость оказывает активация ядер. В обоих разрешениях двухъядерный CPU медленнее трех- и четырехъядерного CPU, в свою очередь разница в производительности между последними незначительна.

    При детальном рассмотрении игр по отдельности складывается более интересная картина.

    Начнем с рассмотрения оптимизации современных игр под работу с двух-, трех- и четырехъядерными процессорами.

    Диаграмма роста производительности процессора, работающего на частоте 2800 МГц, после активации третьего и четвертого ядер (за 100% взят результат процессора с двумя активированными ядрами)

    1280х1024

    • рост производительности после активации 3-го и 4-го ядер - в 15 играх
    • производительность 4-хъядерного процессора выше, чем у 3-хъядерного - в 8 играх

    В низком разрешении в 50% протестированных игр трехъядерный процессор быстрее двухъядерного. В свою очередь производительность квадов выше, чем у трехъядерного CPU в 26% игр.

    Диаграмма роста производительности процессора, работающего на частоте 2800 МГц, после активации третьего и четвертого ядер (за 100% взят результат процессора с двумя активированными ядрами)

    1920х1200

    • рост производительности после активации 3-го и 4-го ядер - в 15 играх
    • производительность 4-хъядерного процессора выше, чем у 3-хъядерного - в 3 играх

    После повышения разрешения до 1920х1200 трехъядерный процессор сохранил свое преимущество над двухъядерным. У четырехъядерного CPU дела обстоят хуже, он сохранил превосходство над трехъядерным процессором в 10% игр.

    Диаграмма роста производительности процессора, работающего на частоте 3400 МГц, после активации третьего и четвертого ядер (за 100% взят результат процессора с двумя активированными ядрами)

    1280х1024

    • рост производительности после активации 3-го и 4-го ядер - в 18 играх
    • производительность 4-хъядерного процессора выше, чем у 3-хъядерного - в 6 играх

    После повышения частоты процессора до 3400 МГц доля игр, в которых трехъядерный CPU производительнее двухъядерного собрата, возросла до 60%. А вот доля игр, в которых квад быстрее трехъядерного CPU уменьшилась до 20%.

    Диаграмма роста производительности процессора, работающего на частоте 3400 МГц, после активации третьего и четвертого ядер (за 100% взят результат процессора с двумя активированными ядрами)

    1920х1200

    • рост производительности после активации 3-го и 4-го ядер - в 13 играх
    • производительность 4-хъядерного процессора выше, чем у 3-хъядерного - в 3 играх

    В разрешении 1920х1200 возрастает нагрузка на видеокарты. Производительность процессора начинает "упираться в них". Тем не менее, трех- и четырехъядерный процессор сохранил свое превосходство над двухъядерным собратом в 43% игр.

    Диаграмма роста производительности процессора, работающего на частоте 4000 МГц, после активации третьего и четвертого ядер (за 100% взят результат процессора с двумя активированными ядрами)

    1280х1024

    • рост производительности после активации 3-го и 4-го ядер - в 18 играх
    • производительность 4-хъядерного процессора выше, чем у 3-хъядерного - в 5 играх

    После повышения частоты процессора до 4000 МГц доля игр, в которых трех и четырехъядерный процессор быстрее двухъядерного CPU, не сократилась и составила прежние 60%.

    Диаграмма роста производительности процессора, работающего на частоте 4000 МГц, после активации третьего и четвертого ядер (за 100% взят результат процессора с двумя активированными ядрами)

    1920х1200

    • рост производительности после активации 3-го и 4-го ядер - в 11 играх
    • производительность 4-хъядерного процессора выше, чем у 3-хъядерного - в 2 играх

    Несмотря на высокое разрешение, при котором максимальная нагрузка лежит на видеокартах, доля игр, где трех- и четырехъядерные процессор производительнее двухъядерного, составила внушительные 36%.

    У полученной выше статистики прослеживаются следующие тенденции:

    • Не смотря на повышение частоты доля игр, в которых трех- и четырехъядерный процессор быстрее двухъядерного CPU, составляет 50-60% для разрешения 1280х1024 и 36-50% в разрешении 1920х1200. Это говорит о том, что, даже функционируя на внушительной частоте 4000 МГц, двухъядерный процессор менее эффективно справляются с нагрузкой в играх, чем трехъядерный и тем более четырехъядерный CPU.
    • На малых частотах и в низком разрешении 1280х1024, четырехъядерный процессор производительнее трехъядерного собрата в 26% игр. Но после повышения частоты процессора и разрешения до 1920х1200, доля этих игр сокращается до 10-20%.

    Теперь рассмотрим рост производительности процессора с двумя, тремя и четырьмя активированными ядрами, после повышения его частоты до 3400 МГц и 4000 МГц.

    Диаграмма роста производительности процессора с двумя активированными ядрами, после повышения его частоты до 3400 МГц и 4000 МГц (за 100% взят результат процессора, работающего на частоте 2800МГц)

    1280х1024

    • рост производительности после повышения частоты процессора до 3400 МГц и 4000 МГц - в 21 игре
    • производительность процессора, работающего на частоте 4000 МГц, заметно выше (на 10% и более), чем у процессора, функционирующего на частоте 3400 МГц - в 9 играх

    Повышение частоты двухъядерного процессора привело к росту производительности в 70% игр.

    Диаграмма роста производительности процессора с двумя активированными ядрами, после повышения его частоты до 3400 МГц и 4000 МГц (за 100% взят результат процессора, работающего на частоте 2800МГц)

    1920х1200

    • рост производительности после повышения частоты процессора до 3400 МГц и 4000 МГц - в 19 играх
    • производительность процессора, работающего на частоте 4000 МГц, заметно выше (на 10% и более), чем у процессора, функционирующего на частоте 3400 МГц - в 3 играх

    В более высоком разрешении 1920х1200 доля игр, в которых производительность процессора после его разгона растет, сокращается, но все еще составляет внушительные 43%.

    Диаграмма роста производительности процессора с тремя активированными ядрами, после повышения его частоты до 3400 МГц и 4000 МГц (за 100% взят результат процессора, работающего на частоте 2800МГц)

    1280х1024

    • рост производительности после повышения частоты процессора до 3400 МГц и 4000 МГц - в 22 играх
    • производительность процессора, работающего на частоте 4000 МГц, заметно выше (на 10% и более), чем у процессора, функционирующего на частоте 3400 МГц - в 3 играх

    В низком разрешении 1280х1024 доля игр, в которых производительность процессора растет после повышения его частоты, составляет 73%. Повышение частоты процессора с 3400 МГц до 4000 МГц приводит к заметному росту производительности всего в 10% игр.

    Диаграмма роста производительности процессора с тремя активированными ядрами, после повышения его частоты до 3400 МГц и 4000 МГц (за 100% взят результат процессора, работающего на частоте 2800МГц)

    1920х1200

    • рост производительности после повышения частоты процессора до 3400 МГц и 4000 МГц - в 12 играх
    • производительность процессора, работающего на частоте 4000 МГц, заметно выше (на 10% и более), чем у процессора, функционирующего на частоте 3400 МГц - в 3 играх

    После повышения разрешения до 1920х1200 разгон процессора повышает его производительность в 40% игр, что заметно меньше, чем в разрешении 1280х1024.

    Диаграмма роста производительности процессора с четырьмя активированными ядрами, после повышения его частоты до 3400 МГц и 4000 МГц (за 100% взят результат процессора, работающего на частоте 2800МГц)

    1280х1024

    • рост производительности после повышения частоты процессора до 3400 МГц и 4000 МГц - в 20 играх
    • производительность процессора, работающего на частоте 4000 МГц, заметно выше (на 10% и более), чем у процессора, функционирующего на частоте 3400 МГц - в 2 играх

    Разгон четырехъядерного процессора повышает его производительность в 66% игр. Причем частоты 3400 МГц вполне достаточно, так как дальнейший разгон процессора заметно увеличивает его производительность всего в 6% игр.

    Диаграмма роста производительности процессора с четырьмя активированными ядрами, после повышения его частоты до 3400 МГц и 4000 МГц (за 100% взят результат процессора, работающего на частоте 2800МГц)

    1920х1200

    • рост производительности после повышения частоты процессора до 3400 МГц и 4000 МГц - в 10 играх
    • производительность процессора, работающего на частоте 4000 МГц, заметно выше (на 10% и более), чем у процессора, функционирующего на частоте 3400 МГц - в 1 игре

    Повышение разрешения до 1920х1200 сокращает долю игр, в которых производительность процессора повышается после его разгона, до 33%.

    Вышеприведенные данные выявили следующие тенденции:

    • После повышении разрешения с 1280х1024 до 1920х1200 доля игр, в которых производительность двухъядерного процессора возрастает после его разгона, сокращается с 70% до 63%. Это свидетельствует о том, что производительности этого процессора даже на частоте 4000 МГц недостаточно, чтобы полностью справиться с нагрузкой в большинстве протестированных игр.
    • После повышении разрешения с 1280х1024 до 1920х1200 доля игр, в которых производительность трех- и четырехъядерного процессора возрастает после его разгона, сокращается с 73% до 33%. Производительности этих CPU, функционирующих на частоте 3400 МГц достаточно, чтобы справиться с нагрузкой в большинстве игр.

    Заключение

    На сегодняшний день бытует мнение, что для игрового компьютера важнее видеокарта, чем процессор. Сегодняшнее тестирование показало, что это далеко не так. В его ходе был выявлен ряд игр, в которых важную роль в производительности платформы играет CPU. Приятно удивило возросшее количество проектов, оптимизированных под многоядерные процессоры. Также был выявлено несколько игр, в которых, не смотря на их оптимизацию под двухъядерные CPU, повышение частоты последних значительно увеличивало производительность платформы в обоих разрешениях.

    Не стоит забывать о том, что компьютер должен быть сбалансированным. То есть, если в нем установлен слабый процессор, он непременно станет узким горлышком всей платформы, в которое упрется производительность видеокарты. Верно и обратное. Поэтому эксплуатируя в составе системного блока маломощный процессор, пользователь рискует в определенный временной отрезок попасть на игру, в которой даже мощной видеокарты не хватит для обеспечения комфортного игрового процесса.

    Выражаю благодарность за помощь в подготовке материала к публикации рецензентов: donnerjack и Hil

    Дмитрий Прилепских aka Phoenix_