Влияние частоты ядра и ПСП видеочипа RV770 на его производительность в играх: теория и практика

для раздела Блоги
Летом 2008 года была представлена линейка видеокарт Radeon HD4800 серии.

Она включала в себя два продукта, построенные на одном видеочипе RV770:
- младшую карту: Radeon HD4850, функционирующую на частоте ядра 625МГц и оснащенную GDDR3 памятью;
- старшую карту: Radeon HD4870, функционирующую на частоте ядра 750МГц и впервые за всю историю индустрии оснащенную GDDR5 памятью.

У многих встал вопрос об эффективности нового типа видеопамяти - она обеспечивала значительно большую ПСП, чем GDDR3. Но при этом обладала более высокими задержками, из-за больших таймингов таймингов и худшей латентности.

На форумах бытовало мнение, что, разогнав младшую Radeon HD4850 до высоких частот, скажем 800/2200 МГц, можно обогнать старшую Radeon HD4870.

В августе 2008 года я провел теоретическое исследование и написал статью: Исследование влияния частоты ядра и ПСП видеочипа RV770 на его производительность в играх.
К сожалению, у меня на руках была только Radeon HD4870 видеокарта и на ее основе были проведены теоретические исследования.

При обсуждении статьи в конференции overclockers.ru мои выводы справедливо были поставлены под сомнение. Тогда я пообещал проверить результаты, когда ко мне в руки попадет видеокарта Radeon HD4850.

К сожалению данный сабж попал мне, в руки спустя пол года - в январе 2009 года. Но я все-же решил довести данное исследование до логического конца и представляю Вашему вниманию обновленный и дополненный материал.

Данная статья состоит из двух частей:
1. Теоретическое исследование - за основу взяты материалы летней статьи.
2. Практическое исследование - были проведены тесты двух карт: Radeon HD4850 и Radeon HD4870.



Первая часть - теоретическое исследование.

Исследования проводились на видеокарте Radeon HD4870. Были протестированы следующие значения частот ядра и памяти видеокарты:




Установка и драйверы.

Конфигурация тестового стенда:
1. Компьютер на базе Intel Core 2 Quad (775 Socket);
- процессор Intel Core 2 Quad Q6600 (3600 MHz - 400x9 - 1,45v) (L2=8Mb);
- видеокарта GigaByte Radeon HD4870 512Mb;
- системная плата GigaByte GA-X38-DS4;
- оперативная память 4 Gb DDR2 SDRAM Hynix PC6400 800MHz (5-5-5-15-2t);
- жесткий диск 500Gb WD 5000KS (SATA-II 16MB);
- блок питания FSP Epsilon 700W;
- ZALMAN <ZM-MFC2> Multi Fan Speed Controller.
2. Операционная система: Windows Vista Ultimate x64 SP1;
3. Видеодрайвер: ATI CCC 8.7.
4. Монитор LG W2242T-BF (22’’).
5. AMD GPU Clock Tool v9.8.

VSync при проведении тестов был отключен.


Результаты тестов: сравнение производительности.

Методика тестирования:

Игры Call of Duty 4, Crysis, FEAR Perseus Mandate, Lost Planet Colonies, Devil May Cry 4 и World in Conflict тестировались игровыми бенчмарками.

Half-Life2 Episode Two тестировалась при помощи прогона демки.

В Race Driver GRID тестировалась запись пройденной гонки. Время замера 60 сек.

Во всех играх замерялось avg значение FPS.

Все приложения тестировались в разрешении монитора 1680х1050.

В качестве инструментария использовались:
Race Driver GRID – настройки high, AA4.
Devil May Cry 4 (Scene1) – настройки very high, AA4.
World in Conflict - настройки very high, AA4/AF16 .
Crysis (gpu_test) - настройки high, AA2.
Call of Duty 4 – настройки high, AA4/AF16.
Half-Life2: Episode Two – настройки high, AA4/AF16.
Lost Planet Colonies (Area1) – настройки very high, AA2/AF16.
FEAR: Perseus Mandate - настройки high, AA4/AF16.

Перейдем непосредственно к тестам.

Ниже будет указана следующая схематика расположения графиков:
- слева будет расположен график с замером FPS;
- справа обсчет прироста от увеличения частоты ядра и памяти видеокарты, в процентах.


Race Driver GRID



В популярном гоночном симуляторе Race Driver GRID наблюдается значительный рост производительности видеокарты, при увеличении частоты памяти: от 12 до 23% и менее значительный прирост от увеличения частоты ядра: 3-14%.

Это говорит о том, что видеочип RV770 в большей степени зависит от ПСП, чем от частоты ядра.

Но не будем делать поспешные выводы и перейдем к следующей игре.


Devil May Cry 4



В Devil May Cry 4 мы наблюдаем несколько иную картину. С ростом частоты памяти прирост производительности просто потрясающий - от 13 до 47%. При росте частоты ядра мы также наблюдаем отличный прирост: 3-32%.

Но, тем не менее, уже начала вырисовываться тенденция: видеочип очень чувствительно отзывается на ПСП и менее заметно на частоту ядра.


World in Conflict



В стратегии World in Conflict наблюдается та же картина, которую мы наблюдали раньше: ПСП играет большую роль в приросте производительности видеочипа, нежели повышение частоты ядра.

Производительность повышается:
- с ростом частоты памяти: 11-26%;
- с ростом частоты ядра: 3-11%.


Crysis



В самой "тяжелой" в графическом плане игре Crysis тенденция не изменилась. Единственное она очень хорошо отозвалась на прирост частот памяти и ядра.

Конкретно эти показатели составили:
- с ростом частоты памяти: 13-42%;
- с ростом частоты ядра: 4-29%.


Call of Duty 4



В шутере Call of Duty 4 прирост производительности составил:
- с ростом частоты памяти: 9-19%;
- с ростом частоты ядра: 3-14%.


Half-Life2: Episode Two



В Half-Life2: Episode Two мы наблюдаем сложившуюся тенденцию, единственное разгон ядра дает более близкий к разгону памяти прирост производительности, нежели в других играх:
- с ростом частоты памяти: 12-29%;
- с ростом частоты ядра: 4-20%.


Lost Planet: Colonies



Игра Lost Planet: Colonies демонстрирует самый высокий прирост производительности во всем тестовом пакете:
- с ростом частоты памяти: 10-61%;
- с ростом частоты ядра: 3-39%.

Но и в ней рост ПСП дает больший прирост производительности, нежели рост частоты ядра.


FEAR: Perseus Mandate



Шутер FEAR: Perseus Mandate, как и Lost Planet: Colonies, прекрасно масштабирует рост производительности с повышением частот памяти и ядра:

- с ростом частоты памяти: 21-63%;
- с ростом частоты ядра: 1-27%.

Но и в данной игре общая тенденция осталась той же: рост ПСП дает больший прирост производительности, чем рост частоты ядра.



Выводы

Путем теоретических исследований удалось выяснить, что для видеочипа RV770 большую роль играет рост ПСП, нежели рост частоты ядра.

Если вдаваться в подробности, то рост эффективной частоты памяти с 2000МГц до:
- 2500МГц дает средний прирост производительности 17%;
- 3000МГц дает средний прирост производительности 25%;
- 3500МГц дает средний прирост производительности 33%;
- 4000МГц дает средний прирост производительности 34%.

Основываясь на этих данных можно смело утверждать, что дефолтовая эффективная частота видеопамяти 3600МГц у видеокарты Radeon HD4870, является достаточной и не избыточной.

По результатам тестов отчетливо видно, что при росте частот ядра, производительность видеочипа RV770 упирается в ПСП, на минимальных частотах видеопамяти.

Прирост производительности, при повышении частоты ядра с 600 до 800 МГц, составляет:
- при частоте GDDR 2000МГц 9%;
- при частоте GDDR 2500МГц 14%;
- при частоте GDDR 3000МГц 19%;
- при частоте GDDR 3500МГц 25%;
- при частоте GDDR 4000МГц 29%.

Основываясь на эти данные можно утверждать, что даже при повышении частоты GDDR до 2500МГц и частоты ядра до 800МГц, прирост производительности в 14%, не позволит младшей видеокарте Radeon HD4850 догнать старшего брата Radeon HD4870.

Но тут возникает резонное сомнение: GDDR3 память обладает более низкими таймингами и лучшей латентностью, чем GDDR5 память.

Чтобы проверить влияние данного фактора на производительность видеочипа RV770, переходим ко второй части данной статьи.




Вторая часть - практическое исследование.


Исследования проводились на видеокартах Radeon HD4850 и Radeon HD4870. Видеокарты тестировались на частотах ядра/памяти, равных 700/2200.


Установка и драйверы.

Конфигурация тестового стенда:
1. Компьютер на базе Intel Core 2 Quad (775 Socket);
- процессор Intel Core 2 Quad Q6600 (3600 MHz - 400x9 - 1,45v) (L2=8Mb);
- видеокарта Saphire Radeon HD4870 512Mb;
- видеокарта GigaByte Radeon HD4870 512Mb;
- системная плата GigaByte GA-X38-DS4;
- оперативная память 4 Gb DDR2 SDRAM Hynix PC6400 800MHz (5-5-5-15-2t);
- жесткий диск 500Gb WD 5000KS (SATA-II 16MB);
- блок питания FSP Epsilon 700W;
- ZALMAN <ZM-MFC2> Multi Fan Speed Controller.
2. Операционная система: Windows Vista Ultimate x64 SP1;
3. Видеодрайвер: ATI CCC 8.12.
4. Монитор Samsung T200G (20’’).
5. Riva Tuner 2.21.

VSync при проведении тестов был отключен.


Результаты тестов: сравнение производительности.

Методика тестирования:

Из тестового пакета были удалены игры: FEAR: Perseus Mandate, Half-Life2 Episode Two и Race Driver GRID. Вместо них были добавлены: Crysis Warhead, FarCry 2 и Stalker: Clear Sky.

Игры Call of Duty 4, Crysis, Crysis Warhead, Lost Planet: Colonies, Devil May Cry 4, FarCry 2 и World in Conflict тестировались игровыми бенчмарками.

Stalker: Clear Sky тестировалась при помощи прогона демки.

Во всех играх замерялось avg значение FPS.

Все приложения тестировались в разрешении монитора 1680х1050.

В качестве инструментария использовались:
Call of Duty 4 –настройки high, AA4/AF16.
Crysis (gpu_test) - настройки high, AA2.
Crysis Warhead (ambush) - настройки gamer, AA2.
Devil May Cry 4 (Scene1) – настройки very high, AA4.
FarCry 2 (Ranch Small) – настройки very high, AA4.
Lost Planet Colonies (Area1) – настройки very high, AA4/AF16.
Stalker: Clear Sky (демка Джордана) - настройки улучшенное динамическое освещение (medium) very high, AA0/AF16.
World in Conflict - настройки very high, AA4/AF16 .

Перейдем непосредственно к тестам.

Сразу оговорюсь, что я дополнительно прогнал видеокарту Radeon HD4870 на дефолтовых частотах 750/3600 и поместил ее результаты рядом с другими результатами. Это было сделано с целью, указать ориентир на лидера.


Call of Duty 4



Crysis


Crysis Warhead


Devil May Cry 4


FarCry 2


Lost Planet Colonies


Stalker: Clear Sky


World in Conflict



Выводы

На равных частотах ядра и памяти, GDDR3 продемонстрировала среднестатистическое 7% преимущество над GDDR5.

Но как видно из вышеприведенных результатов тестов, видеокарта Radeon HD4850 c наиболее часто встречающимся разгоном 700/2200МГц, все равно сильно отстает от своего старшего брата Radeon HD4870.

Чтобы окончательно снять все сомнения, рассмотрим случай разгона Radeon HD4850 до частот 800/2300 МГц.

В данном случае я не стал модить карту, т.к. она была не моя, а прибег к результатам теоретических исследований в первой части статьи. Повышение частоты GDDR на 100МГц даст 2-3% прирост. Значительное повышение частоты ядра на 100МГц даст мизерный прирост производительности - 3-5%. Это обусловлено тем, что видеочип, работающий на частоте 800МГц неизбежно упрется в низкую ПСП (см. выводы первой части статьи).

Если съэкстраполировать данные приросты производительности на расположенные выше графики, мы получим следующие результаты:

Call of Duty 4


Crysis



Crysis Warhead


Devil May Cry 4


FarCry 2


Lost Planet Colonies


Stalker: Clear Sky


World in Conflict


Как видно, в некоторых играх младшая видеокарта Radeon HD4850 смогла вплотную приблизиться к старшей Radeon HD4870, но, не смотря на прекрасный разгон, так и не смогла обогнать ее.


Заключение

Выйдя на рынок видеокарт, GDDR5 предопределила его бесповоротное изменение. Благодаря высокому значению ПСП она без проблем обходит долгожителя CDDR3.

Компания АМД, рискнувшая первой перейти на данный тип памяти, заслуженно пожала плоды успеха: видеочип RV770, оснащенный "всего лишь" 256-битной шиной, смог превзойти своего конкурента GT200 (GTX260), вооруженного более широкой 448-битной шиной.

Уже сейчас понятно, что во втором полугодии 2009 года, топовые видеокарты обзаведутся GDDR5.

GDDR3 останется уделом видеокарт класса performance.

Автор статьи Phoenix_ - Дмитрий Прилепских

Обсуждение статьи в конференции и Community of Hardware Enthusiasts.
Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают