Сравнение видеокарт 2600XT DDR4, 7600GT, 7800GT в тестах и игре

Введение: положение, цели, задачи. На тему изучения характеристик новых видеокарт серии Radeon 26xx-29xx сейчас не пишут разве что ленивые или не имеющие таковых. Те, кто их имеет, считает своим долгом прояснить ситуацию неопределённости знаний, в которую попадают желающие их приобрести. Положение дел того стоит: в отличие от понятных и последовательных движений к прогрессу в предыдущих поколениях видеокарт, современное поколение среднего уровня пестрит неоднозначностями показателей, неадекватностью цен, сыростью драйверов и недоумениями потребителей. Раньше всё стояло на своих местах: средний слой был в 1.5-2 раза слабее продуктов-лидеров поколения, на который тратились деньги в 2 и более раз меньшие, чем на уровень hi-end, и получались решения, спосо...

8 декабря 2007, суббота 10:17

I2345ccopy [ ] для раздела Блоги

Введение: положение, цели, задачи.
На тему изучения характеристик новых видеокарт серии Radeon 26xx-29xx сейчас не пишут разве что ленивые или не имеющие таковых. Те, кто их имеет, считает своим долгом прояснить ситуацию неопределённости знаний, в которую попадают желающие их приобрести. Положение дел того стоит: в отличие от понятных и последовательных движений к прогрессу в предыдущих поколениях видеокарт, современное поколение среднего уровня пестрит неоднозначностями показателей, неадекватностью цен, сыростью драйверов и недоумениями потребителей.
Раньше всё стояло на своих местах: средний слой был в 1.5-2 раза слабее продуктов-лидеров поколения, на который тратились деньги в 2 и более раз меньшие, чем на уровень hi-end, и получались решения, способные работать с современными задачами с некоторыми ограничениями. Сложившаяся ситуация с запаздыванием производственного цикла за развитием поколений, обыграна производителями, как отмечают многие, обозреватели, по-своему. NVidia продавала для среднего сегмента то, что хотела продать, а не то, что ожидали покупатели (8600GT и менее), Ati-AMD приходилось догонять и принимать правила игры. В результате, в течение июля-октября мы наблюдали с картами уровня 8600GT-HD2600XT-Pro неоднозначную картину: предлагались решения по достаточно высоким ценам, которые не только не могли удовлетворить потребности в мощности для игр, но и уступали по мощностям подешевевшим решениям предыдущего поколения. Более того, прежнее поколение работало стабильнее и ровнее - особенно, это касается недоработок в версиях драйверов Ati.
Сейчас история повторяется с уровнем, который, наконец-то, должен стать уровнем Middle-end: 8800GT и 3850-3870. Тоже высокие цены, подогретые дефицитом, но уже более адекватные показатели качества и быстродействия. Несомненно, и там через 2 месяца, к февралю 2008 года всё утрясётся, но в интересующем нас диапазоне цены и способности карт уже почти утряслись. Проверить, насколько это "почти" - призвана настоящая статья.

Задача состоит в том, чтобы, имея на руках одну карту Asus EAX2600XT (256MB, DDR4) и две карты предыдущего поколения со сравнимой мощностью (MSI 7800GT 256MB, Gigabyte 7600GT 256MB Silent), выяснить, насколько производительно ведут себя карты не только в тестах, но и в играх, чтобы знать соотношение возможностей и на базе этого ориентироваться в текущем соотношении цен. С учётом того, что графиков сравнения подобных карт появилось уже достаточно много для разных игр, не будем усложнять себе задачу, и ограничимся исследованием одного теста (3DMark 06) и одной игры (Oblivion), чтобы ответить на вопрос, насколько справедливо ходящее утверждение об 2600XT: "эти карты хорошо себя проявляют в тестах, но не очень хорошо - в играх". Весьма интересно, насколько это "не очень хорошо" с точностью до 10%, скажем - лучше ли она, чем 7600GT или нет, и где её предел играбельности. Тогда, владельцы карт 7600GT уже смогут понять, "что такое хорошо" для их конкретного случая. Интересуют также и разгонные характеристики рассматриваемых карт.
Если посмотреть на уже сделанные измерения производительности этих карт по тестам, становится понятна причина неопределённости показаний: в более искусственном режиме с отключением сглаживаний карта 2600XT DDR4 оБгоняет обе других (5000 очков против 3300-3800), но с включением AA4+AF16 (anti-aliasing + anisotropic filtering) новинка резко-резко уходит назад, на уровень 3000-3100 очков). Напрямую сравнить по тесту 3DMark06 уже нельзя, потому что изрядная доля показаний (HDR+AA) не поддерживается картами 7-го поколения, а делать выводы из остальной синтетики теста будет необъективно, надо смотреть на игру, её удобство и скорость.

Нелёгкий вопрос выбора между 3 похожими продуктами как раз осложняется тем, что, по отзывам, они по-разному ведут себя в бенчмарках и в играх. Новые продукты с уменьшенной до 128 бит шиной памяти сильно выходят вперёд в тестах за счёт частоты процессора, но отступают с режимом сглаживания, вероятно, из-за ширины шины памяти, или из-за траты мощности процессора на обсчёт, а, может быть, просто особенность (несбалансированность) новой архитектуры элементов GPU. Поскольку вопрос целесообразности DX10 на этих картах - весьма открытый, а поведение в играх будет окрашиваться субъективностью, решено поисследовать вопрос быстродействия при измерениях, на 3 образцах карт в различных режимах.
Выбор игры Oblivion - такова особенность тестирования. Другой исследователь выбрал бы другую игру, подходящую его нуждам. И только профессиональные работники тестовых лабораторий, видимо, в состоянии будут подойти к этому вопросу по-научному, взяв 5-7 разных примеров игр. Но ценность отдельных исследований тоже будет не нулевая, если из нескольких единиц тестов сложится общая картина. Поэтому читателям придётся экстраполировать результаты на свои задачи, сравнить данные с другими статьями и получить более общее представление. Может быть, придётся сделать какие-то тесты самому. Для этого случая несколько подробнее описан метод тестирования игры.

Фигуранты дела.
Приведены ссылки на статьи и технические данные видеокарт. Много полезной информации можно найти в форумах сайта overclockers.ru (как известно, больше, чем в обычных форумах): 2600XT, 7600GT, 7800GT.
1. Asus EAH2600XT DDR4 256MB

* описание с сайта производителя.
* "Кто кого: Sapphire HD 2600XT DDR4 vs Palit HD 2600XT Sonic" (на www.topmods.net). Статья ценна сравнениями и описаниями вольтмодов. Однако, читатели с браузерами IE немало удивятся форматированию данной страницы - в её тексте допущена небольшая техническая ошибка, в результате чего читать будет невозможно, как и рассматривать скачанные 1.5 МБа картинок в тексте. Поэтому, совет - или смотреть через Firefox или просмотреть альтернативную исправленную копию (без рекламы, но с копирайтами), лежащую на http://www.box.net/shared/earptggvmq (текст автора сохранён, вёрстка поправлена). "Sapphire HD 2600XT DDR4 vs Palit HD 2600XT Sonic.zip" (1.6 МБ) - архив со всеми картинками.
* "Radeon HD 2600XT: а цены всё падают"
* "Линейки AMD HD 2600 и nVidia GeForce 8600: оптимальный вариант для массового рынка?"
* "More Mainstream DX10: AMD's 2400 and 2600 Series" (12 страниц, тесты в разных играх).
* "Что такое 1/3 и 1/9 от мощного современного графического процессора, или ATI RADEON HD 2400XT/2600PRO/2600XT (RV610/630)" (материалы собраны из разных источников).
Параметры
* Сравнение технических данных архитектур RV600 и RV630:

AMD R6xx Hardware
	SPs	PPC	Core Clock	TMUs	DDR Rate	Bus Width	Memory Size	$399
HD 2900 XT	320	16	740MHz	16	825MHz	512bit	Данные	$399
HD 2600	120	4	600 - 800MHz	8	400 - 1100MHz	128bit	256MB	$90 - $150

2. Gigabyte GV-NX76T256D-RH

* обзор на THG (стоит посмотреть).
* "Бесшумные GeForce 7600GT от Gigabyte и ASUS", обзор и сравнение.
* фото с кратким описанием (nix.ru).
* обзор, фото, тесты (англ.).
* другой обзор, фото и тесты (сравнение с x1800gto, XL, x1900gt, 7900gt, англ.).
* те же характеристики с сайта производителя (более чем скромно).
* о Silent Pipe II" Design (не менее скромно, а зря; читайте обзоры).
* технические данные классической архитектуры PCI-e GeForce 7600 GT (G73, 256 Мб, GDDR3, 128 бит) частоты: 560 / 1400 МГц
3. MSI NX7800GT-VT2D256E

* краткое описание модели (на Яндекс-Маркете).
* обзор и бенчмарки на английском.
* аналогично, с техническими характеристиками.
* те же характеристики с сайта производителя.
* технические данные классической архитектуры PCI-e GeForce 7800 GT (G70, 256 Мб, GDDR3, 256 бит) частоты: 400 / 1000 МГц .
Разгон и особенности поведения
Видеокарта EAH2600XT DDR4 256MB показала традиционно несильные результаты разгона. При +50 МГц (к номинальным 800МГц) она вела себя нормально, а при +75 МГц производила типичные для переразогнанных карт этой серии действия (отзывы написаны в конференциях ещё в июле 2007 года): не артефакты, а просто зависания компьютера в тесте, одно из которых потребовало переустановки раздела с операционной системой. Из этого вывод: разгонять осторожно, дублируя важные для себя данные на другом диске. Частоты памяти без разгона и в разгоне - соответственно 1100 и 1250 МГц.
Обращает на себя внимание у карт серии Radeon 26xx-29xx неподдержка некоторых бенчмарков, в частности, всех 3DMark. Лечится это несколькими способами. Самый правильный - скачивание с сайта futuremark.com пакета обновлений, работающего для всех бенчмарков этой компании. После его установки правильно опознаётся новое оборудование, и программа не "зависает" при запуске. Другие более быстрые - написать в командной строке параметр " -nosysteminfo" (без кавычек), это просто сделать в ярлыке для запуска. Есть "подводный камень" - результаты не будут открываться в Excel. Другой способ - переименовать или удалить файл в системной папке \system32\ Futuremark\ MSC\Direcpll.dll . (К чему побочному он приводит - не пробовал.) Проблемы имеются и с окончанием теста Aquamark3, к которому патчей не выпущено. Он просто в конце снимается по недопусимой операции, и это пока что не лечится.
Кроме того, драйвер 7-11 (и с CCC, и чистый) не смог запуститься - выдал пару ошибок из глубин программы и прекратил работу. Установилась версия 7-10.
Видеокарта Gigabyte GV-NX76T256D-RH (7600GT 256MB Silent) уже была разогнана и имела прошитые в биосе обновлённые частоты - не стандартные 560/750, а 640/775. Поэтому испробованы частоты зашитые, разогнанные и стандартные. Тем более, что в тесте игры это дало интересный и поучительный эффект - не всегда подъём частот сопровождается разгоном в некоторых режимах. В режиме АА0 с переразгоном показатели даже снизились, хотя ни артефактов, ни непрохождения тестов не наблюдается.
Видеокарта MSI NX7800GT-VT2D256E (7800GT 256MB) вела себя достойно своему семейству. Без разгона частоты - 400/1000, с разгоном - 470/1150.

Что говорят бенчмарки
Система для тестирования выбрана на базе Core 2 Duo (E6550, 3.29Ghz). Тестовая програма взята одна - 3DMark 06. Её тесты наиболее приближены к возможностям видеокарт выБранных поколений и их показания использовались для сравнения производительности, чтобы затем было с чем сравнивать показания производительности в игре.
Но в попытке сравнить результат бенчмарка мы останавливаемся перед отсутствием показаний общего счёта ("попугаев") в режимах с AA=4. Измерили показания режимов, свели в таблицу, но характера поведения карт 7ххх не видно. Режим AA0+AF16 для них очень близок к AA0+AF0, поэтому его не стали измерять, а режимов с AA=4 - нет, потому что в тестах используется несовместимый с AA режим HDR и часть тестов не выполняется. Результаты видим на диаграмме.

По ней можем судить лишь о режиме с AA=0, откуда следует, что 2600XT уверенно обгоняет 7600GT и 7800GT. Получаем как раз те выводы, которые слышим по конференциям - "в тестах серия 2600 лучше сравнимых с ней карт, а в играх хуже". Действительно, тесты не дают возможность показать, насколько хуже будут карты серии 2600 с режимом включённого сглаживания.
Ниже диаграммы пробуем посмотреть на те части тестов, которые не используют HDR и показывают результаты. Их не стали выводить в диаграммы, потому что по числам и без того видно, что характер разных тестов весьма различен. Формулы смешения тестов у нас нет, поэтому результирующий счёт мы воспроизвести не можем. Следовательно, единственный выход, чтобы получить характер поведения видеокарт - снимать показания в игре. Вероятно, именно поэтому возникает трудность сравнения видеокарт разных поколений по бенчмарку - нужен бенчмарк, не использующий HDR. Этим бенчмарком станет в следующем параграфе игра. Для игр типично использование AA, ради которого отключают HDR.

Подход к тестированию в Oblivion
Трудности тестирования игр, не имеющих встроенных средств изменений, при помощи программы Fraps описаны и изучены в паре статей: ixbt.com и 3DNews.ru. Из них следует, что для получения точных данных нужно хорошее усреднение результатов. Для снятия показаний был выбран такой способ, который имел бы минимальные погрешности, как с учётом ошибок программы, так и с учётом особенностей игры. Конечным усреднённым показаниям вполне можно верить до погрешности 0.2 FPS, несмотря на то, что дискретность показаний в некоторых тестах достигает 8 FPS (об этом ниже).
Выбор этой игры для тестирования обусловлен как субъективными интересами, так и тем, что она хорошо нагружает процессор и видеокарту, имеет разнообразные эффекты и до сих пор является для пользователей хитом, а для компьютеров - мерилом права называться современными.
Так как игра не содержит встроенных средств тестирования, тестеры уже давно озадачились и решили вопросы её тестирования. Статья на THG "Тесты производительности Oblivion на разных системах и видеокартах" (15 июля 2006) содержит как описание подхода к проблеме, так и ряд тестов видеокарт (6600GT, 7600GT, 7900GTX, X1900XTX, X1800GTO, X1600XT), по которым можно получить представление об их мощностях. Но, так как мы включили рассмотрение другой видеокарты, а повторить условия опытов не можем, пришлось проделать весь цикл тестирования на 3 разных картах. Кроме того, нас интересовали немного другие вопросы, поэтому тесты не повторены, а подобраны, исходя из задачи.
Другой пример тестирования в Oblivion имеется в статье на www.xbitlabs.com для карты Gigabyte 7600gt Silent в сравнении с некоторыми другими. Рассмотрены режимы HDR+AF16, AA4+AF16.
Задача, как помним - в том, чтобы оценить производительность карт в игре при разных показателях сглаживания. Поэтому не делали многочисленных тестов на разных разрешениях, а пользовались одним, и при смене видеокарт всегда, независимо от автоматических настроек, выбирали один уровень качества - Ultra High, а разрешение экрана - 1280х1024. Процессор C2D E6550 был загружен на 30-50% по 2 ядрам, значит, показатели не включают в себя задержки от процессора. В игре уже стояли различные плагины и оптимизации, поэтому результаты нельзя назвать полученными при настройках по умолчанию. Повторение, скорее всего, приведёт к другим показаниям, поэтому ценность всех измерений - в сравнении между ними. Результаты получилось свести в один несложный график а пока что опишем, как к этим результатам шли, чтобы они получились наиболее показательными.
Как и в упомянутом исследовании, не выбирались сцены с персонажами, потому что от запуска к запуску из сохранённого состояния они ведут себя по-разному, меняется даже тип NPC. Выбрана одна сцена (развилка дороги на Kwatch), где вокруг персонажа чередуются сцены с разной детализацией. Обстоятельства места - дождь, вечер.

Далее, после запуска "сейва", не трогая мышь, запускаем счётчик фреймов в Fraps и ждём. Через 115-117 секунд, если ничего не трогаем, появляется демо-вращение сцены с периодом 50-52 секунды. Камера как бы летает вокруг персонажа, показывая его самого и фоновый ландшафт. Здесь-то и ловим наилучшую стабильность результатов. С каждым оборотом она делает обзор с разных уровней, поэтому замеряем средний FPS из первых 3 циклов вращения. Так как в экран попадают разные сцены, то получаем хорошее усреднение для разных картин. Это особенно актуально из-за того, что в режимах с AA наблюдается интересная дискретность показаний FPS: игра не может показывать задержки, иные, чем из ряда FPS: 18, 21, 25, 28, 35 для карты 2600XT, и 17, 21, 28, 35 для 7600GT и 7800GT. Если бы вращением не усреднялся FPS или если бы сцены были без разного уровня сложности, погрешность была бы велика. На рисунке видна ступенчатость показаний для 2600XT, 1280х1024, AA4 (по горизонтали - секунды (с 70-й), по вертикали - FPS). Для карт NVidia этот зффект ещё более заметен.

С AA=0 эффект на 2600XT сглаживается, а на NVidia-картах остаётся. Так или иначе, все трудности снятия показаний преодолены, и в результаты вынесены средние FPS по первым 3 циклам вращения данной сцены.
Разброс показаний при взятии 5 одинаковых измерений (7600GT, 560/750М, AA4+AF0) составил +- 0.2 FPS (stdev()=0.22).
Результаты тестирования в игре
Построим графики среднего FPS для нормального и разогнанного режимов (только софтовый разгон) всех 3 карт в зависимости от режима Anti-Aliasing (AA=0,2,4,8). Показания при AF=16 проверялись для 2 карт. AA=8x появился для 2600xt - этот режим доступен для них, но не для GF 7xxx. HDR не включался, в игре он почему-то не совместим с AA ни для каких видеокарт. (Хотя есть патчи драйверов Ati, при которых он включается.)
Возьмём показания средней скорости демонстрации сцены, полученные способом и по формуле, видимой на рисунке предыдущего параграфа. Результаты выведены на графики. Для удобства графики каждой карты сгруппированы в линии одного оттенка цвета.

(Как альтернативу, предлагаю тот же график с теми же данными, но в виде гистограммы.)

За исключением необычного поведения переразогнанной карты 7600GT в ячейке H5, теперь хорошо видны закономерности поведения зависимостей от параметров сглаживания. Синяя группа линий, описывающая скорости 2600XT, ведёт себя почти так же, как в бенчмарках. Видим аномально высокий FPS без сглаживаний (ходит мнение, что это или "заточка" под бенчмарки, или особенность поведения узкой шины памяти) и, действительно, наблюдается падение FPS до уровня средних карт предыдущего поколения для игровых режимов со сглаживанием. Наша карта с DDR4 имеет чуть лучшие результаты, чем 7600GT. Это значит, что такая же карта с DDR3 будет на порядка 5% хуже.
На выбранном разрешении (1280х1024) играбельными будут режимы с около 25 FPS и более. К ним с некоторой натяжкой относятся все режимы карты 7800GT, режим AA2+AF0 карты 2600XT и разогнанный режим AA2+AF0 карты 7600GT. Для остальных нужно понижать разрешение экрана (не забудем также, что везде использованы настройки Ultra High).
Тесты показывают, что новая видеокарта с падениями своей производительности при сглаживаниях ведёт себя вполне адекватно другим, за исключением режима без сглаживаний. Поэтому её и похожую карту с DDR3 можно рекомендовать как замену карты 7600GT для игры (не можем сказать "для игр", потому что проверена только одна игра).
Режим AA=8x тоже ведёт себя нормально, правда, показатели FPS становятся весьма невысокими. Разгон у взятой для тестирования карты EAH2600XT DDR4 невелик, примерно вдвое меньше, чем у карт 7xxx. Но есть возможность вольтмода памяти и GPU, описанная в статье на topmods.net в ссылке выше ("Кто кого: Sapphire HD 2600XT DDR4 vs..."). И падение от AF=16x несколько значительнее, чем для 7600GT, но тоже в пределах нормы.
Отдельно опишем поведение карты 7600GT в ячейке H5. При повышенном разгоне наблюдается резкое падение производительности, график круто "пикирует" вниз. Пусть это и неигровой режим без сглаживаний, но стоит предупредить, что такое возможно, когда в разогнанном состоянии карта работает хуже, чем в менее разогнанном. Других дефектов не наблюдалось в этом режиме, кроме того, что загрузка сохранённой копии замирала на 4-5 секунд в середине процесса. Вероятно, какой-то блок видеокарты (память?) начинает сильно тормозить или происходят невыявляемые в работе внутренние ошибки GPU (что меньше вероятно).

Сравнение тестов и выводы
Разброс показаний бенчмарка 3DMark'06 и измерений в игре Oblivion, судя по разбросу в нескольких одинаковых опытах, составил там и здесь уровень +-1%. Это хороший результат, поэтому за поведением графиков можно следить с хорошей точностью и делать выводы.
Как предполагалось, картина в бенчмарке не может дать показаний для сравнения в режимах со сглаживанием. Можем заметить (хотя и не делали измерений для диаграммы), что AF=16x даёт раза в 2-2.5 более сильное падение производительности для новой карты, чем для карт серии 7xxx. Да и падение от AA+AF видится очень сильным (от 5000 марков до 2900). К примеру, карта 7950 GX2, которая могла дать бенчмарки на всех режимах, имела соотношение приблизительно 8900 и 8300 марков. Попытка взглянуть на частичные детальные показания тоже не даёт результатов. Они показывают, разве что, что падение при включении сглаживания для 2600XT действительно велико (SM2.0 Score, Shader Particles и другие), а для карт серии 7xxx незначительно, не более 20%. Это позволяет надеяться, что в игре карты 7xxx будут иметь стабильные показания, а 2600 будет сильно "проседать" при включении качества. Вопрос в том, насколько нетипичным будет поведение новой карты в игре.
Тесты в игре показали для 2600XT DDR4 вполне обнадёживающую картину. Хотя тестирование по 1 игре и по 1 сцене - не представительно, но осторожные выводы сделать можно. Тем более, что статей с данными по играм достаточно много, и выводы коррелируют.
Режим без сглаживаний можно назвать "аномальным". Он не представляет интереса для игроков на экране 1280х1024 и менее. При этом, он на новой карте показывает результаты на 30% выше предполагаемых (не 28 FPS, а все 40). Скорее всего, это результат несбалансированности графических блоков новой архитектуры, хотя в других статьях бытует предположение, что это - результат узкой шины памяти. Но ведь у 7600GT шина памяти - тоже 128 бит, а такого поведения нет.
Другие режимы - AA=2x, AA=4x и AF=16x, показывают вполне адекватные результаты, такие, что новая карта может рекомендоваться как полноценная замена карте 7600GT, плюс имеющая дополнительные возможности: HDR+AA, AA=8x, SM4.0, поддержка DX10. Падение при AF=16x в ней, всё же, раза в 2 больше, чем у 7600GT, но при AA4+AF16 она в тесте практически равна 7600GT, а без AF16 - немного обгоняет её.
Настройки Catalyst Contol Center позволяют делать другие фирменные оптимизации отображения, и могут, возможно, дать ещё лучшее качество картинки без сильного ухудшения FPS. Эти режимы не проверялись, чтобы иметь сравнение карт разных производителей в равных условиях; просто перечислим их: Adaptive Anti-Aliasing, Catalyst A.I., Mipmap Detail Level. Стоит упомянуть и о том, что в новой видеокарте имеется новая технология воспроизведения HDTV с малой нагрузкой на процессор, разъём HDMI (переходник). Всё это означает, что даже несколько более слабая видеокарта с DDR3 при сравнимой цене будет иметь больше "плюсов", чем GF7600GT с приблизительно равной производительностью в игровых режимах работы.
Обсуждение и замечания производятся здесь.