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.
Тесты проводились на следующем стенде:
Программное обеспечение:
В следующих играх использовались средства измерения быстродействия (бенчмарк):
Игра, в которой производительность замерялась путем загрузки демо сцен:
В данных играх производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.0.3 build 10809:
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.
В данном проекте активация ядер и повышение частоты процессора почти не влияют на производительность платформы.
В Bionic Commando активация ядер и поднятие частоты процессора заметно повлияли на производительность платформы в низком разрешении 1280х1024. При частоте CPU 2800 МГц хорошо видна разница в скорости между двух, трех и четырехъядерными процессором. Однако после поднятия частоты до 3400 МГц производительность трех и четырехъядерного процессора практически выравнялась.
После повышения разрешения до 1920х1200 активация ядер и повышение частоты CPU минимально повлияли на производительность системы. Исключением стал двухъядерный процессор, функционирующий на частоте 2800 МГц, малое количество ядер и относительно низкая частота, которого повлияли на производительность платформы.
Borderlands отзывается на поднятие частоты процессора и активацию третьего ядра, но только в разрешении 1280х1024. При переходе 1920х1200 производительность CPU мало влияет на производительность платформы.
Call of Duty 4: Modern Warfare оказалась независимой от мощности процессора игрой. Активация ядер и повышение частоты CPU не привели к изменению производительности в обоих разрешениях.
Dragon Age: Origin оказалась первой игрой в сегодняшнем тестировании, предъявившей повышенные требования к производительности процессора.
Интересные результаты выдала платформа при включении двух ядер и частоте процессора 2800 МГц. В разрешении 1280х1024 средний FPS оказался ниже на 23%, а минимальный FPS ниже на 39%, чем соответствующие значения в 1920х1200. Это труднообъяснимый феномен. Может быть дело в драйверах для видеокарт, но платформа основанная на SLI связке 2 х GeForce GTX 260 896 Мбайт выдала схожие результаты. Возможно свет на эту пока неразрешенную загадку прольет февральское тестирование линейки процессоров Intel LGA 775.
Также в этой игре отчетливо прослеживается разница в производительности между процессором с включенными двумя, тремя и четырьмя ядрами, вне зависимости от частоты CPU и разрешения.
Показательна производительность процессора с тремя и четырьмя активированными ядрами. На минимальной частоте 2800 МГц они демонстрируют равную производительность. Это, скорее всего, объясняется нехваткой "мощности" трех ядер и избытком таковой у четырех. После повышения частоты CPU трехъядерный вариат отстает от четырехъядерного, что объясняется достаточной для этой игры производительностью обоих.
Производительность платформы при переходе с 1280х1024 на 1920х1200 остается практически неизменной, что свидетельствует о процессорозависимости игры. Как было отмечено ранее, в случае с двухъядерным процессором, работающим на минимальной частоте, его производительность в разрешении 1280х1024 ниже, чем в 1920х1200.
В Fallout 3: Broken Steel разница в производительности между процессором с активированными двумя и тремя ядра, заметна при минимальной частоте CPU. На других частотах производительность двух, трех и четырехъядерного процессора одинакова.
Система умеренно отзывается на повышение частоты процессора на обоих разрешениях, но назвать Fallout 3: Broken Steel процессорозависимой игрой можно с большим трудом.
Хотя в FUEL и не наблюдается зависимость производительности платформы от количества ядер в процессоре, но в целом игра процессорозависима, т.к. система неплохо откликается на повышение частоты CPU в обоих разрешениях.
Значительная разница в производительности системы при двух и трех включенных ядрах у CPU, наблюдается только в низком разрешении 1280х1024. При повышении разрешения до 1920х1200 двухъядерный процессор все еще отстает от трехъядерного, но разрыв между ними сокращается.
В разрешении 1280х1024 и частотах 2800 / 3400 МГц производительность четырехъядерного процессора незначительно выше, чем у трехъядерного. Но на частоте 4000 МГц и разрешении 1920х1200 эта разница исчезает, так как в этих условиях производительности трехъядерного CPU более чем достаточно для этой игры.
Если не считать относительную оптимизацию Gears of War под многоядерные процессоры, платформа в этой игре почти не реагирует на повышение частоты CPU даже в низком разрешении 1280х1024.
Наконец-то дошла очередь до Grand Theft Auto 4. Как известно это ярко выраженный процессорозависимый проект, что сразу подтверждается минимальным снижением производительности платформы при переходе с 1280х1024 на 1920х1200.
Процессор с активированными четырьмя ядрами является наиболее производительным, демонстрируя свое преимущество над другими вариантами на всех частотах. В наихудшем положении оказался CPU с двумя активированными ядрами. Даже на максимальной частоте 4000 МГц он незначительно быстрее трехъядерного процессора и медленнее квада, функционирующих на частоте 2800 МГц.
Активация трех ядер приносит процессору незначительный рост производительности по сравнению с его двухъядерным вариантом в разрешении 1280х1024. Но эта разница еще больше сокращается после повышения частоты CPU до 4000 МГц и практически исчезает при переходе на 1920х1200.
В целом платформа положительно реагирует на поднятие частоты процессора только в низком разрешении 1280х1024. В 1920х1200 ее производительность возрастает на значительно меньше, чем в 1280х1024.
В Mirrors Edge после активации ядер и повышения частоты процессора производительность системы заметно возрастает только в разрешении 1280х1024. При переходе на 1920х1200 производительность платформы остается практически неизменной.
Стоит отметить значительную разницу в скорости между процессором с двумя и тремя включенными ядрами в разрешении 1280х1024. В зависимости от частоты CPU она составляет 21 -29 %.
Need for Speed: SHIFT стал очередным проектом, требовательным к мощности процессора. Это отчетливо видно на диаграмме - при повышении разрешения производительность платформы снижается незначительно, если не сказать, что вообще не изменяется.
На низкой частоте процессора заметна разница в производительноти между его вариантами с двумя, тремя и четырьмя активированными ядрами. После повышения частоты CPU до 3400 МГц и 4000 МГц, производительность трех и четырехъядерного процессоров почти выравнивается, но двухъядерный вариант всеравно значительно отстает от них.
Платформа положительно отзывается на рост частоты процессора в обоих разрешениях.
По диаграмме видно, что Operation Flashpoint: Dragon Rising неплохо оптимизирована под многоядерные процессоры. На частотах 2800 МГц и 3400 МГц производительность процессора с двумя, тремя и четырьмя активированными ядрами отличается. Характерно, что двухъядерный вариант CPU заметно медленнее трех и четырехъядерного вариантов на всех частотах и в обоих разрешениях (за исключением случая, когда процессор работает на частоте 4000 МГц в разрешении 1920х1200).
Игру можно назвать процессорозависимой, так как в разрешении 1920х1200 производительность процессора на частоте 2800 МГц заметно ниже его производительности на частоте 4000 МГц.
Overlord 2 является не требовательной к мощности процессора игрой. Повышение частоты и активация ядер процессора практически не изменили производительность платформы в обоих разрешениях.
Prototype оказался еще одним проектом, предъявившим повышенные требования к мощности процессора. Если между тремя и четырьмя активированными ядрами процессора разница в производительности незначительна, то двухъядерный вариант отстает от них на 31 - 38 % в зависимости от частоты и разрешения.
Увеличение разрешения с 1280х1024 до 1920х1200 незначительно сказалось на производительности системы. Зато повышение частоты процессора принесло ей заметные дивиденды в виде роста производительности на 29-36%, в зависимости от количества активированных ядер у CPU и разрешения.
Race Driver: GRID положительно откликается на активацию ядер и повышение частоты CPU только в разрешении 1280х1024. В более "тяжелом" 1920х1200 эффект от манипуляций с процессором менее заметный.
Активация ядер и повышение частоты процессора никак не сказались на производительности платформы в этом проекте.
Манипуляции с процессором не изменили производительность системы в Risen.
Обе игры Red Faction: Guerrilla и Risen предъявляют повышенные требования к мощности графической подсистемы компьютера и можно утверждать, что производительность CPU уперлась в производительность видеокарт. Но забегая вперед, на основании проведенных сегодня тестов, берусь утверждать, что этим играм достаточно процессора с двумя активированными ядрами, работающего на частоте 2800 МГц. Если бы они были процессорозависимы, производительность платформы возросла бы при любых манипуляциях с процессором.
По диаграмме видно, что Sacred 2: Fallen Angel оптимизирована под двухъядерные процессоры. Платформа хорошо отзывается на повышение частоты CPU в разрешении 1280х1024, но в разрешении 1920х1200 эффект от роста частоты процессора незначительный.
Повышение частоты и активация ядер не повлияли на производительность системы в Street Fighter 4 - она осталась неизменной.
Начиная с этой статьи, во всех последующих материалах будет применяться 3D Game Mark v2.0. В его состав вошли следующие игры:
Приступим к их подробному изучению в рамках данного тестового пакета.
Активация ядер и повышение частоты процессора не повлияли на производительность платформы в этой игре.
1280 х 1024 (Performance)На частоте процессора 2800 МГц, наблюдается существенная разница в производительности двух, трех и четырехъядерного CPU на обоих разрешениях. Однако с повышением частоты процессора это отличие значительно уменьшается, а в случае с тремя и четырьмя активированными ядрами практически исчезает вовсе.
1280 х 1024 (Performance)Не смотря на свою повышенную требовательность к графической подсистеме компьютера, Crysis Warhead оказалась игрой, малотребовательной к производительности процессора. Разница в скорости между двумя и тремя активированными ядрами видна только на частоте 2800 МГц, на более высоких частотах CPU она отсутствует вовсе. Повышение частоты процессора увеличивает производительность платформы только в разрешении 1280х1024.
1280 х 1024 (Performance)Активация ядер процессора повышает производительность системы в разрешении 1280х1024. Увеличение частоты CPU не приносит почти никаких дивидендов.
В более тяжелом для графической подсистемы разрешении 1920х1200 манипуляции с процессором не отразились на производительности платформы.
1280 х 1024 (Performance)Left 4 Dead 2 также оказалась малотребовательной к мощности процессора игрой. Повышение частоты CPU увеличивает производительность платформы только в разрешении 1280х1024. На диаграмме видно, что процессор с тремя и четырьмя активированными ядрами демонстрирует заметное преимущество над двухъядерным CPU только в разрешении 1280х1024. При переходе на 1920х1200 оно значительно уменьшается.
1280 х 1024 (Performance)В Lost Planet: Colonies платформа значительно лучше откликается на активацию ядер, чем на повышение частоты процессора. Так в разрешнии 1280х1024 заметна существенная разница в производительности между двух, трех и четырехъядерным процессором. После перехода на 1920х1200 эта величина значительно уменьшается, но все же остается.
1280 х 1024 (Performance)В Resident Evil 5 производительность платформы практически не откликнулась на манипуляции с процессором.
1280 х 1024 (Performance)Разработчики знаменитой серии S.T.A.L.K.E.R. каждый год вносят в свою очередную игру новые графические изыски, но уже который год забывают нормально оптимизировать игровой движок под работу с многоядерными процессорами. Вот и сегодня активация ядер и повышение частоты процессора не повлияли на производительность системы.
1280 х 1024 (Performance)Если повышение частоты процессора практически не повлияло на производительность платформы, то активация ядер принесла ей в этой игре значительные дивиденды в обоих разрешениях.
1280 х 1024 (Performance)World in Conflict: Soviet Assault стала очередной игрой, в которой платформа слабо отзывается на разгон процессора, но сильно реагирует на количество активированных ядер, причем в обоих разрешениях.
1280 х 1024 (Performance)Особенно это заметно на диаграмме минимальных/средних/суммарных баллов, учитывающей влияние на производительность системы минимального и среднего FPS.
Среднегеометрическая производительность процессора в десяти играх
1280 х 1024На диаграмме видно, что на производительность платформы в играх, большее влияние оказывает не повышение частоты процессора, а активация его ядер.
Суммарные баллы по десяти играм
1280 х 1024 (Performance)По итоговому подсчету баллов прослеживается та же тенденция, что и в случае со среднегеометрической производительностью процессора, но разрыв в производительности между CPU с включенными двумя, тремя и четырьмя ядрами меньше. Это объясняется учетом важного для определения производительности платформы показателя минимальный FPS.
Среднегеометрическая производительность процессора в тридцати играх
1280 х 1024По 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)
1280х1024В 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)
1920х1200После 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)
1280х1024После 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)
1920х1200В 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)
1280х1024После 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)
1920х1200Несмотря 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:
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)
1280х1024Повышение 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)
1920х1200В 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)
1280х1024В 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)
1920х1200После 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)
1280х1024Разгон 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)
1920х1200Повышение разрешения до 1920х1200 сокращает долю игр, в которых производительность процессора повышается после его разгона, до 33%.
Вышеприведенные данные выявили следующие тенденции:
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