Данный обзор является логическим развитием прошлого материала: Поэкспериментируем? Исследование влияния мощности CPU на производительность GPU.
Теперь мы поразмышляем о процессорозависимости современных игр и попытаемся замерить степень влияния процессора на результаты видеокарт.
Начнем с того, что есть здравый смысл анализировать разницу в производительности между Radeon HD 5870 и Radeon HD 5770. Если брать простую логику, то в случае малого влияния CPU на производительность видеокарт разрыв между этими графическими ускорителями будет гораздо больше, чем в случае значительного ограничения процессором потенциала GPU. Radeon HD 5870 и Radeon HD 5770 отлично подходят для этой цели, поскольку по количеству функциональных блоков и пропускной способности памяти различаются ровно в два раза, но при этом работают на одинаковых частотах. Плюс удачно охватывают спектр распространенных среди пользователей одиночных видеокарт.
Итак, разделив производительность Radeon HD 5870 на производительность Radeon HD 5770, мы получим разницу в процентах. Чтобы ее проанализировать в конкретном игровом приложении, надо ввести верхнюю и нижнюю границы влияния мощности процессоров на результаты видеокарт. Эталоном для верхней границы (минимального влияния CPU на GPU) мы взяли разницу производительности Radeon HD 5870 / Radeon HD 5770 в игре S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat, известной своей либеральностью по отношению к мощности процессора. Эталоном для нижней границы (максимального влияния CPU на GPU) стала игра Dragon Age Origins.
При расчете разницы результатов Radeon HD 5870 / Radeon HD 5770 учитывался средний FPS, так как в случае добавления минимального FPS обзор грозил расшириться до необъятных размеров.
Для исключения получения субъективных выводов была введена дополнительная мера перепроверки результатов. Она представляет собой анализ снижения производительности Radeon HD 5870 и Radeon HD 5770 после перехода из разрешения 1280х1024 в разрешение 1920х1080. Давно известно, что в случае большого влияния процессора на производительность видеокарты при повышении разрешения ее результаты уменьшаются на меньшую величину, чем при незначительном ограничении CPU производительности GPU.
Данный обзор состоит из анализа конкретных данных по игровым приложениям и не содержит заключения. Немного подумав, мы решили его вычеркнуть, поскольку вся необходимая информация присутствует на диаграммах и вы сможете сами поразмыслить о "процессорозависимости" современных игр.
Стенд №1:
Стенд №2:
Стенд №3:
Процессоры:
Видеокарты:
Остальные компоненты:
Программное обеспечение:
Для более наглядного сравнения связок "CPU+GPU" все игры, используемые в качестве тестовых приложений, запускались в разрешениях 1280х1024 и 1920х1080.
В следующих играх использовались средства измерения быстродействия (бенчмарки):
Игра, в которой производительность замерялась путем загрузки демо сцен:
В данных играх производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.2.1 build 11425:
Во всех играх замерялись минимальные и средние значения FPS.
В тестах, в которых отсутствовала возможность замера минимального FPS, это значение измерялось утилитой FRAPS.
VSync при проведении тестов был отключен.
Чтобы избежать ошибок и минимизировать погрешности измерений, все тесты производились по три раза. При вычислении среднего FPS за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прогонов. В качестве минимального FPS выбиралось минимальное значение показателя по результатам трех прогонов.
2000 МГц - базовая частота 133 МГц (133х15), частота шины QPI - 4788 МГц (133х36), частота блока UnCore - 2128 МГц (133х16), частота DDR3 - 1064 МГц (143х8), напряжение питания 1.18 В.
4000 МГц - базовая частота 190 МГц (191х21), частота шины QPI - 6876 МГц (191х36), частота блока UnCore - 3056 МГц (191х16), частота DDR3 - 1528 МГц (191х8), напряжение питания 1.18 В.
Core 2 Quad Q95002830 МГц - частота системной шины 333 МГц (333х8.5), частота DDR2 - 1066 МГц (333х3.2), напряжение питания ядра 1.29 В, напряжение питания DDR2 - 2.1 В.
3800 МГц - частота системной шины 447 МГц (447х8.5), напряжение питания ядра - до 1.45 В, напряжение питания DDR2 - 2.1 В, напряжение питания системной шины - на 0.2 В, напряжение северного моста - 0.1 В. Частота DDR2 составила 1073 МГц (447х2.4).
Athlon II X4 6403000 МГц - частота системной шины 200 МГц (200х15), частота контроллера памяти 2000 МГц (200х10), частота DDR2 - 800 МГц (200х4), напряжение питания ядра 1.3 В, напряжение питания DDR2 - 2.1 В.
3600 МГц - частота системной шины 240 МГц (240х15), контроллера памяти до 2400 МГц (240х10), напряжение питания ядра - до 1.475 В, напряжение питания DDR2 - 2.1 В, напряжение северного моста + 0.1 В. Частота DDR2 составила 960 МГц (240х4).
Перейдем непосредственно к тестам.
Ну что же, вот и развеян миф о процессорозависимости игры Battlefield Bad Company 2, по крайней мере, для протестированных конфигураций. На диаграмме отчетливо видно, что разница в производительности между Radeon HD 5870 и Radeon HD 5770 близка к подобной величине в S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat.
Radeon HD 5870Снижение результатов после повышения разрешения косвенно подтвердило эту гипотезу, хотя падение производительности графических ускорителей не так сильно тяготеет к подобной величине в S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat, как в выводах выше.
Borderlands подтвердила статус процессорозависимой игры. В разрешении 1280х1024 отчетливо видно, что процессоры, работающие в "номинальном" режиме значительно ограничивают потенциал видеокарт. После разгона ситуация улучшилась, но Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 все еще сдерживают производительность GPU, чего нельзя сказать о Core i7 920. В разрешении 1920х1080 CPU меньше влияют на производительность видеокарт, хотя Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 все же немного ограничивают результаты последних.
Radeon HD 5870Уменьшение производительности графических ускорителей подтвердило сделанные выводы, особенно бросилось в глаза неизменившаяся производительность систем с Radeon HD 5870 и Core 2 Quad Q9500 / Athlon II X4 640.
Еще один стереотип был снят в игре Call of Duty Modern Warfare 2. Из-за ее отличной оптимизации большинство конфигураций показывают прекрасную производительность, поэтому бытует мнение, что мощный процессор ей не нужен. Отчасти оно верно, но диаграмма показала, что данный проект является "умеренно" процессорозависимым и мощность CPU существенно влияет на итоговую производительность.
Radeon HD 5870Выявленные тенденции также подтвердились при анализе снижения производительности после повышения разрешения.
В игре Colin McRae DIRT 2 хорошо видно, как процессоры Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640, работающие на штатных частотах, сдерживают производительность видеокарт в обоих разрешениях. Их разгон улучшает ситуацию, но все же мощность Athlon II X4 640 продолжает ограничивать результаты GPU. А вот Core i7 920 вполне справляется с возложенной на него нагрузкой в обоих режимах работы.
Radeon HD 5870При анализе снижения производительности видеокарт после перехода из разрешения 1280х1024 в 1920х1080 стало ясно, что тенденции отличаются от выводов, сделанных выше. В данных условиях все процессоры заметно ограничивают производительность видеокарт.
В игре Crysis Warhead передовая даже по сегодняшним меркам графика загружает видеокарты по полной программе, в результате чего зачастую возникают опасения о малом влиянии процессоров на их производительность. Частично они оказались верны, но все же в "номинальном" режиме работы CPU умеренно ограничили производительность видеокарт в разрешении 1280х1024. После разгона первых и повышения разрешения это влияние значительно уменьшилось.
Radeon HD 5870Из диаграммы следует, что сделанные выше выводы в целом верны.
По сравнению с игрой S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat в Dragon Age Origins бросается в глаза сильное ограничение процессорами производительности видеокарт - разрыв между Radeon HD 5870 и Radeon HD 5770 ничтожно мал. Более того, разгон Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 не принес видимого результата, и только Core i7 920 "прокачал" Radeon HD 5870 на небольшую величину.
Radeon HD 5870Повышение разрешения еще больше подчеркнуло контраст - производительность видеокарт вообще не изменилась.
В игре Far Cry 2 в разрешении 1280х1024 процессоры Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 оказали умеренное влияние на производительность видеокарт в номинальном режиме работы. После разгона степень "прокачки" видеокарты Core 2 Quad Q9500 значительно уменьшилась, чего нельзя сказать о Athlon II X4 640. Core i7 920 в обоих режимах функционирования раскрыл потенциал Radeon HD 5870 значительно лучше соперников.
Нагрузка на видеокарты, возросшая в разрешении 1920х1080, сняла вопросы о заметном влиянии процессоров на производительность первых.
Radeon HD 5870При анализе уменьшения производительности после повышения разрешения мы выяснили, что все процессоры в той или иной степени влияют на результаты Radeon HD 5870, чего не наблюдалось у Radeon HD 5770.
В Grand Theft Auto 4 EFLC процессор Core i7 920 без особых усилий в обоих режимах работы раскрыл потенциал Radeon HD 5870 ровно настолько, насколько это возможно для столь процессорозависимой игры. А вот Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 на штатных частотах (а последний и после разгона) значительно ограничили производительность видеокарт. Разгон Core 2 Quad Q9500 сместил его влияние на результаты GPU в "умеренную" зону.
Radeon HD 5870При смене разрешений производительность видеокарт практически не изменилась, что лишний раз подтверждает высокие требования данного проекта к мощности процессоров.
На диаграмме видно, что в Just Cause 2 процессоры оказывают умеренное влияние на производительность видеокарт. Единственное, Athlon II X4 640 (что с разгоном, что без) в разрешении 1280х1024 заметно снизил результаты видеокарт.
Radeon HD 5870После повышения разрешения CPU вновь умеренно повлияли на результаты Radeon HD 5870 и немного ограничили производительность Radeon HD 5770.
Интересная ситуация сложилась в игре Left 4 Dead 2 в разрешении 1280х1024. В штатном режиме работы Core i7 920 полностью справился с возложенной на него нагрузкой, в то время как Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 существенно ограничили производительность видеокарт. После разгона Core 2 Quad Q9500 перешел в "умеренную" зону, а Athlon II X4 640 все еще не раскрыл потенциал Radeon HD 5870, хотя и улучшил свои позиции.
В разрешении 1920х1080 нагрузка на видеокарты возросла настолько, что влияние процессоров на результаты первых свелось к минимуму.
Radeon HD 5870Анализ уменьшения производительности GPU после перехода из разрешения 1280х1024 в 1920х1080 подтвердил ранее сделанные выводы.
Игра Lost Planet Colonies подтвердила статус процессорозависимого проекта. В разрешении 1280х1024 в номинальном режиме работы все процессоры значительно ограничили производительность видеокарт. Их разгон немного улучшил ситуацию, но они все еще заметно сдерживали потенциал Radeon HD 5870. После перехода в разрешение 1920х1080 на штатных частотах CPU показали схожие с последним случаем результаты, а вот их разгон почти снял вопрос о значительном влиянии на производительность графических ускорителей.
Radeon HD 5870После перехода из разрешения 1280х1024 в 1920х1080 процессоры заметно повлияли на производительность Radeon HD 5870, чего не произошло в случае с Radeon HD 5770.
В игре Mass Effect 2 в разрешении 1280х1024 процессоры стали фактором, ограничивающим видеокарты, а после перехода в разрешение 1920х1080 степень их воздействия на GPU снизилась.
Radeon HD 5870Анализ снижения результатов после повышения разрешения показал, что Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 умеренно влияют на производительность Radeon HD 5870, и почти не ограничивают Radeon HD 5770. Core i7 920 раскрыл потенциал видеокарт на большую величину, нежели соперники.
В игре Metro 2033 нагрузка на видеокарты настолько велика, что ни один из процессоров не сумел ощутимо повлиять на их производительность.
Radeon HD 5870В Napoleon Total War только Athlon II X4 640 "умеренно" ограничил производительность видеокарт в разрешении 1280х1024.
Radeon HD 5870В игре Need for Speed SHIFT работающие в штатном режиме Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 ограничили результаты Radeon HD 5870 и Radeon HD 5770 настолько, что они показали одинаковую производительность. После разгона ситуация немного улучшилась, но значительное влияние данных GPU на результаты видеокарт осталось.
Core i7 920 значительно лучше справился со своими задачами, но все же при частоте 2000 МГц тоже заметно повлиял на потенциал GPU.
Radeon HD 5870Примечательно, что после повышения разрешения в случае с процессорами Core 2 Quad Q9500 и Athlon II X4 640 производительность обоих видеокарт почти не изменилась.
В Resident Evil 5 результаты, показанные видеокартами, почти не зависели от процессоров, а в разрешении 1920х1080 разница в производительности между Radeon HD 5870 и Radeon HD 5770 оказалась даже выше, чем в принятой за эталон игре S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat.
Radeon HD 5870В Risen производительность процессоров почти не сказалась на результатах видеокарт.
Radeon HD 5870Splinter Cell - Conviction оказалась игрой, требовательной к мощности процессоров, что и подтвердили обе диаграммы.
Radeon HD 5870S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat по праву заняла место эталона для игр с малым влиянием процессоров на производительность видеокарт. Все CPU продемонстрировали приблизительно одинаковые результаты.
Radeon HD 5870В требовательной к мощности процессоров игре World in Conflict: Soviet Assault обращает на себя внимание разрыв между Core i7 920 и Core 2 Quad Q9500 / Athlon II X4 640. В то время как Core i7 920 успешно справился с раскрытием потенциала Radeon HD 5870, последние значительно "притормозили" производительность видеокарт, правда, в разрешении 1280х1024.
Radeon HD 5870По диаграмме снижения производительности GPU после перехода от разрешения 1280х1024 к 1920х1080 можно заключить, что процессоры сильно лимитировали производительность Radeon HD 5870 и умеренно - Radeon HD 5770.
В заключении хотелось бы сказать, что я планирую внедрение подобного нестандартного метода оценки влияния процессоров на производительность видеокарт в некоторые обзоры. Но прежде, чем это сделать, хочется узнать мнение читателей не только о данной статье, но и о примененной в ней методике.
Благодарю за помощь в подготовке материала к публикации: donnerjack.