Сводное тестирование трех поколений видеокарт в DirectX 11 приложениях

Оглавление

• Вступление
• Тестовая конфигурация
• Инструментарий и методика тестирования
• Результаты тестов: сравнение производительности
• Aliens vs Predator 2010 (Бенчмарк)
• Batman Arkham City (Бенчмарк)
• Battlefield Bad Company 2 (Накопление сил)
• Battlefield 3 (Операция Свордбрекер)
• Crysis 2 (Конвой)
• Deus Ex: Human Revolution - The Missing Link - (Допрос)
• DIRT 3 (Бенчмарк - ASPEN)
• Dragon Age 2 (Рваный берег)
• Formula 1 2010 (Бенчмарк)
• Homefront (Золотые ворота)
• Lost Planet 2 (Бенчмарк В)
• Metro 2033 (Бенчмарк)
• Oil Rush (Бунт Райдеров)
• S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (Скадовск)
• Saints Row The Third (Полет над городом)
• Total War: Shogun 2 - Fall of the Samurai (Тоба-Фусими)
• Анализ результатов

Вступление

Данный обзор является очередной частью цикла «В погоне за производительностью: видеокарты». В этот раз будет рассмотрена производительность трех поколений графических ускорителей в приложениях, поддерживающих DirectX 11.

Целью материала является тестирование актуальных современных видеокарт в популярных игровых приложениях. В статье присутствуют сводные диаграммы производительности ускорителей в играх, анализ производительности графических решений, сводная диаграмма среднегеометрической производительности GPU в шестнадцати играх и диаграмма с рассчитанными рейтинговыми баллами (анализ комфортности игрового процесса).

Напомню, что цикл статей «В погоне за производительностью: видеокарты» носит справочный характер - каждый читатель сможет самостоятельно почерпнуть нужную ему информацию.

Тестовая конфигурация

Тесты проводились на следующем стенде:

• Процессор: Intel Core i7-2600K (Sandy Bridge, D2, L3 8 Мбайт), 1.184 В, Turbo Boost / Hyper Threading - off - 3400 @ 4800 МГц (1.408 В);
• Материнская плата: GigaByte GA-Z77X-UD5H, LGA 1155, BIOS F7;
• Система охлаждения CPU: ZALMAN CNPS10X Extreme (~1500 об/мин);
• Оперативная память: 2 x 4096 Мбайт DDR3 Geil BLACK DRAGON GB38GB2133C10ADC (Spec: 2133 МГц / 10-11-11-30-1t / 1.5 В) , X.M.P. - off;
• Дисковая подсистема: 1 Тбайт , WD1002FAEX Caviar Black, 7200 об/мин, 64 Мбайт;
• Блок питания: Thermaltake Toughpower 1200 Ватт (штатный вентилятор: 140-мм на вдув);
• Корпус: открытый тестовый стенд;
• Монитор: 30" DELL 3008WFP (Wide LCD, 2560x1600 / 60 Гц).

Видеокарты:

• Radeon HD 7970 3072 Мбайт - 925/925/5500 @ 1200/1200/7000 МГц (MSI);
• Radeon HD 7950 3072 Мбайт - 800/800/5000 @ 1150/1150/7000 МГц (GigaByte);
• Radeon HD 7870 2048 Мбайт - 1000/1000/4800 @ 1200/1200/6000 МГц (Sapphire);
• Radeon HD 7850 2048 Мбайт - 860/860/4800 @ 1100/1100/5800 МГц (GigaByte);
• Radeon HD 7770 1024 Мбайт - 1000/1000/4500 @ 1150/1150/6000 МГц (MSI);
• Radeon HD 7750 1024 Мбайт - 800/800/4500 @ 900/900/5800 МГц (Sapphire);


• Radeon HD 6990 4096 Мбайт - 830/830/5000 @ 930/950/6000 МГц (Sapphire);
• Radeon HD 6970 2048 Мбайт - 880/880/5500 @ 980/980/5900 МГц (GigaByte);
• Radeon HD 6950 2048 Мбайт - 800/800/5000 @ 950/950/5800 МГц (XFX);
• Radeon HD 6930 1024 Мбайт - 750/750/4800 @ 930/930/5700 МГц (PowerColor);
• Radeon HD 6870 1024 Мбайт - 900/900/4200 @ 1000/1000/4800 МГц (PowerColor);
• Radeon HD 6850 1024 Мбайт - 775/775/4000 @ 920/920/4800 МГц (GigaByte);
• Radeon HD 6790 1024 Мбайт - 840/840/4200 @ 940/940/4700 МГц (Sapphire);
• Radeon HD 6770 1024 Мбайт - 850/850/4800 @ 950/950/5400 МГц (Sapphire);
• Radeon HD 6750 1024 Мбайт - 700/700/4600 @ 850/850/5400 МГц (Sapphire);


• Radeon HD 5970 2048 Мбайт - 725/725/4000 @ 850/850/5200 МГц (Sapphire);
• Radeon HD 5870 1024 Мбайт - 850/850/4800 @ 960/960/5400 МГц (Sapphire);
• Radeon HD 5850 1024 Мбайт - 725/725/4000 @ 950/950/4800 МГц (HIS);
• Radeon HD 5830 1024 Мбайт - 800/800/4000 @ 900/900/4900 МГц (MSI);
• Radeon HD 5770 1024 Мбайт - 850/850/4800 @ 950/950/5400 МГц (Sapphire);
• Radeon HD 5750 1024 Мбайт - 700/700/4600 @ 850/850/5400 МГц (Sapphire);


• GeForce GTX 680 2048 Mбайт - 1006/1006/6008 @ 1260/1260/7100 МГц (Gainward);
• GeForce GTX 670 2048 Mбайт - 915/915/6008 @ 1200/1200/6800 МГц (Zotac);


• GeForce GTX 590 3072 Mбайт - 608/1216/3414 @ 730/1460/3900 МГц (GigaByte);
• GeForce GTX 580 1536 Mбайт - 772/1544/4008 @ 920/1840/4600 МГц (Leadtek);
• GeForce GTX 570 1280 Mбайт - 732/1464/3800 @ 850/1700/4500 МГц (Zotac);
• GeForce GTX 560 Ti 448 Core 1280 Mбайт - 732/732/3800 @ 840/1680/4400 МГц (MSI);
• GeForce GTX 560 Ti 1024 Mбайт - 822/1644/4008 @ 980/1960/4500 МГц (MSI);
• GeForce GTX 560 1024 Мбайт - 810/1620/4008 @ 960/1920/4500 МГц (Gainward);
• GeForce GTX 560 SE 1024 Мбайт - 736/1472/3828 @ 900/1800/4400 МГц (Gainward);
• GeForce GTX 550 Ti 1024 Мбайт - 900/1800/4100 @ 1030/2060/4700 МГц (Innovision);


• GeForce GTX 480 1536 Mбайт - 700/1400/3696 @ 850/1700/4200 МГц (Gainward);
• GeForce GTX 470 1280 Mбайт - 608/1215/3348 @ 780/1560/4000 МГц (Palit);
• GeForce GTX 465 1024 Мбайт - 608/1215/3208 @ 740/1480/3800 МГц (Innovision);
• GeForce GTX 460 1024 Мбайт - 675/1350/3600 @ 850/1700/4400 МГц (Innovision);
• GeForce GTX 460 SE 1024 Мбайт - 650/1300/3400 @ 840/1680/4200 МГц (Gainward);
• GeForce GTS 450 1024 Мбайт - 783/1566/3608 @ 950/1900/4400 МГц (Gainward).

Программное обеспечение:

• Операционная система: Windows 7 x64 SP1;
• Драйверы видеокарты: NVIDIA GeForce 304.79 Beta и AMD Catalyst 12.7 Beta.
• Утилиты: FRAPS 3.5.3 Build 15007, AutoHotkey v1.0.48.05, MSI Afterburner 2.2.3.

Инструментарий и методика тестирования

Для более наглядного сравнения видеокарт все игры, используемые в качестве тестовых приложений, запускались в разрешениях 1280х1024, 1680х1050, 1920х1080 и 2560х1600.

В качестве средств измерения быстродействия применялись встроенные бенчмарки, утилиты FRAPS 3.5.3 Build 15007 и AutoHotkey v1.0.48.05. Список игровых приложений:

• Aliens vs Predator 2010 (Бенчмарк).
• Batman Arkham City (Бенчмарк).
• Battlefield Bad Company 2 (Накопление сил).
• Battlefield 3 (Операция Свордбрекер).
• Crysis 2 (Конвой).
• Deus Ex: Human Revolution - The Missing Link - (Допрос).
• DIRT 3 (Бенчмарк - ASPEN).
• Dragon Age 2 (Рваный берег).
• Formula 1 2010 (Бенчмарк).
• Homefront (Золотые ворота).
• Lost Planet 2 (Бенчмарк В).
• Metro 2033 (Бенчмарк).
• Oil Rush (Бунт Райдеров).
• S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (Скадовск).
• Saints Row The Third (Полет над городом).
• Total War: Shogun 2 - Fall of the Samurai (Тоба-Фусими).

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 - пять раз. При вычислении среднего FPS за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прогонов (трех не «холостых»). В качестве минимального FPS выбиралось минимальное значение показателя по результатам трех прогонов.

Перейдем непосредственно к тестам.

Результаты тестов: сравнение производительности

Aliens vs Predator 2010 (Бенчмарк)

• Версия 1.0.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (AA) 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Качество текстур - очень высокое.
• Качество теней - высокое.
• Качество эффектов - высокое.
• Сложное затенение SSAO - включено.
• Аппаратная тесселяция - включена.
• Продвинутая выборка теней - включена.

Batman Arkham City (Бенчмарк)

• Версия 1.03.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) 4.
• MVSS и HBAO - включены.
• Качество тесселяции - высокое.
• Уровень детализации - экстремальный.
• Динамические тени - включены.
• Размытие при движении - включено.
• Искажения - включены.
• Блики в объективе - включены.
• Столбы света - включены.
• Отражения - включены.
• Освещение отраженным светом - включено.
• Аппаратное ускорение PhysX - выключено.

Battlefield Bad Company 2 (Накопление сил)

• Версия 795745.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (AA) 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Уровень детализации - высокий.
• Качество текстур - высокое.
• Качество теней - высокое.
• Качество эффектов - высокое.
• Сложное затенение HBAO - включено.

Battlefield 3 (Операция Свордбрекер)

• Версия v 1.0u4.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (FXAA) - высокое.
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) 0.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Качество текстур - ультра высокое.
• Качество теней - ультра высокое.
• Качество эффектов - ультра высокое.
• Качество сетки - ультра высокое.
• Качество ландшафта - ультра высокое.
• Оформление ландшафта - ультра высокое.
• Motion BLUR - включен.
• Сложное затенение HBAO - включено.

Crysis 2 (Конвой)

• Версия 1.9.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (AA) - включено.
• Качество спецэффектов - максимум.
• Качество объектов - максимум.
• Качество частиц - максимум.
• Качество постобработки - максимум.
• Качество затенения - максимум.
• Качество теней - максимум.
• Качество воды - максимум.
• Эффект скорости - высокий.
• Улучшенные текстуры - включены.

Deus Ex: Human Revolution - The Missing Link - (Допрос)

• Версия 1.4.651.0.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (FXAA) - высокое.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Тени - мягкие.
• Глубина резкости - высокая.
• Сложное затенение (SSAO) - высокое.
• Пост-обработка - включена.
• Тесселяция - включена.

DIRT 3 (Бенчмарк - ASPEN)

• Версия 1.2.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (АА) 4.
• Качество ночного освещения - высокое.
• Качество теней - очень высокое.
• Качество частиц - высокое.
• Качество отражений - очень высокое.
• Качество зрителей - высокое.
• Качество поверхности земли - высокое.
• Качество машин вдалеке - высокое.
• Качество объектов - очень высокое.
• Качество деревьев - очень высокое.
• Отражения на машинах - очень высокие.
• Качество воды - высокое.
• Качество пост-обработки - высокое (DX11).
• Следы тормозов - включены.
• Качество глобального освещения - очень высокое.
• Качество ткани - высокое.

Dragon Age 2 (Рваный берег)

• Версия 1.04.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (AA) 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Детализация графики - очень высокая.
• Текстуры высокого разрешения - включены.
• Преграждение окружающего света - включено.
• Глубина резкости для размытия - включена.
• Размытие высокого качества - включено.

Formula 1 2010 (Бенчмарк)

• Версия 1.01.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) 4.
• Качество теней - ультра высокое.
• Качество частиц - высокое.
• Качество толпы - высокое.
• Качество водителей - ультра высокое.
• Качество далеких автомобилей - ультра высокое.
• Качество объектов - ультра высокое.
• Качество деревьев - ультра высокое.
• Качество отражения автомобилей - ультра высокое.
• Качество пост-обработки - ультра высокое.
• Дым от шин - включен.
• Качество ткани - высокое.

Homefront (Золотые ворота)

• Версия 1.0.378564.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (AA) 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Качество текстур - очень высокое.
• Качество теней - очень высокое.
• Качество шейдеров - очень высокое.
• Детализация мира - очень высокая.
• Глубина горизонта - 2.
• Качество листвы - 1.0.
• Размытость изображения - включена.
• Глубина поля изображения - включена.
• Световой эффект - включен.
• Искажение - включено.
• Окклюзия окружающей среды - включена.

Lost Planet 2 (Бенчмарк В)

• Версия 1.1.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (MSАА) 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Размытие движения - включено.
• Качество теней - высокое.
• Качество текстур - высокое.
• Качество отрисовки - высокое.
• Качество DirectX 11 - высокое.

Metro 2033 (Бенчмарк)

• Версия 1.2.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (АА) AAA.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Качество - очень высокое.
• Тесселяция - включена.
• DOF - выключен.
• NVIDIA Advanced PhysX - выключено.
• Размытие движения - камера + объекты (DX10+).
• Тени - рассеиваемые.
• Рельефное текстурирование - точное.
• Мягкие частицы - включены.
• Резолюция теней - 9.43 МПикс.
• Взаимодействие света с материалами - нормальное.
• Детализация геометрии - очень высокая.
• Детализация текстур - включена.
• Сложное затенение - предвычисление + SSAO.
• Отображение пост-процессинга - полное.
• Рarallax mapping - включен с затенением.
• Фильтрация теней - очень высокая.
• Аналитическое полноэкранное сглаживание - включено.
• Объемные текстуры - полное качество, в том числе солнце.

Oil Rush (Бунт Райдеров)

• Версия 1.1.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (AA) 4.
• Качество графики - ультра высокое.
• Качество текстур - высокое.

S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (Скадовск)

• Версия 1.6.02.
• DirectX 11.
• Тип рендера - улучшенное полное освещение DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (AA) 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Дальность видимости - максимальная.
• Детализация объектов - максимальная.
• Качество текстур - максимальное.
• Плотность травы - максимальная.
• Тень от солнца - включена.
• Дальность освещения - максимальная.
• Качество теней - максимальное.
• Свет от персонажей - включен.
• Детальный рельеф - включен.
• Stepp parallax - включен.
• Качество солнца - высокое.
• Качество солнечных лучей - высокое.
• Режим SSAO - HBAO.
• Качество SSAO - высокое.
• Мягкая вода - включена.
• Мягкие частицы - включены.
• Глубина резкости - включена.
• Объемный свет - включен.
• Намокание плоскостей - включено.
• Объемный дым - включен.
• Тесселяция - включена.

Saints Row The Third (Полет над городом)

• Версия 1.0.0.1.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Детальность окружения - высокая.
• Детали освещения - высокие.
• Детализация теней - высокая.
• Качество отражения - высокое.
• Детали пост-обработки - высокие.
• Объемный свет - высокий.

Total War: Shogun 2 - Fall of the Samurai (Тоба-Фусими)

• Версия 1.1.0.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) 16.
• Система частиц - максимальная.
• Качество текстур - максимальное.
• Глубина резкости - высокая.
• Версия шейдеров - 5.
• Детализация войск - максимальная.
• Детализация построек - максимальная.
• Качество теней - максимальное.
• Размер отрядов - максимальный.
• Размер флота - максимальный.
• Качество деревьев - максимальное.
• Качество травы - максимальное.
• Качество воды - максимальное.
• Качество неба - максимальное.
• Качество отображения ландшафта - максимальное.
• Мягкие тени - включены.
• Мозаика - включена.
• Эффекты искажения - включены.
• Эффекты засветки - включены.
• Заставки - включены.
• Сложное затенение - включено.
• Кровопролитие - включено.

Анализ результатов

Начнем анализ результатов видеокарт с их противостояния в отдельно взятых играх.

Чтобы не перегружать статистику сравнения графических ускорителей, будет проведен анализ их работы только на штатных частотах. Читатели, желающие узнать соотношение сил после разгона всех участников, могут самостоятельно сделать необходимые выводы, изучив сводные таблицы.

Сводная таблица производительности Radeon HD 7970 3072 Мбайт и GeForce GTX 680 2048 Mбайт, где за 100% взят результат GeForce GTX 680 2048 Mбайт

Теперь рассмотрим сложившуюся ситуацию с позиции комфортности игрового процесса. Для этого я решил воспользоваться методикой, разработанной более года назад.

В ее основе лежат формулы расчета баллов, основанные на учете среднего FPS.

Баллы подсчитывались следующим образом:

• если avg fps менее 60, то ((avg fps/60)^2)*100%;
• если avg fps более 60, то ((avg fps/60)^(1/2))*100%.

При величине avg fps значительно меньше 60, система набирает незначительное количество баллов. Если величина avg fps значительно больше 60, то прирост баллов у конфигурации минимален, что снижает влияние на итоговые баллы игр с высоким avg fps. Когда avg fps близок к значению 60, система получает наибольшее количество баллов.

Если системный блок обеспечил комфортную производительность - 60 avg fps, то ему в актив заносится 100 баллов.

При помощи вышеуказанных формул были рассчитаны баллы для всех конфигураций по отдельно взятым играм. Дальше был выведен итоговый балл, путем расчета среднегеометрической величины по шестнадцати играм.

Вот примеры расчетов итоговых баллов для систем:

• Radeon HD 7970 3072 Мбайт.
• Radeon HD 7950 3072 Мбайт.
• Radeon HD 7870 2048 Мбайт.
• Radeon HD 7850 2048 Мбайт.
• Radeon HD 7770 1024 Мбайт.
• Radeon HD 7750 1024 Мбайт.


• Radeon HD 6990 4096 Мбайт.
• Radeon HD 6970 2048 Мбайт.
• Radeon HD 6950 2048 Мбайт.
• Radeon HD 6930 1024 Мбайт.
• Radeon HD 6870 1024 Мбайт.
• Radeon HD 6850 1024 Мбайт.
• Radeon HD 6790 1024 Мбайт.
• Radeon HD 6770 1024 Мбайт.
• Radeon HD 6750 1024 Мбайт.


• Radeon HD 5970 2048 Мбайт.
• Radeon HD 5870 1024 Мбайт.
• Radeon HD 5850 1024 Мбайт.
• Radeon HD 5830 1024 Мбайт.
• Radeon HD 5770 1024 Мбайт.
• Radeon HD 5750 1024 Мбайт.


• GeForce GTX 680 2048 Мбайт.
• GeForce GTX 670 2048 Мбайт.


• GeForce GTX 590 3072 Мбайт.
• GeForce GTX 580 1536 Мбайт.
• GeForce GTX 570 1280 Мбайт.
• GeForce GTX 560 Ti 448 Core 1280 Мбайт.
• GeForce GTX 560 Ti 1024 Мбайт.
• GeForce GTX 560 1024 Мбайт.
• GeForce GTX 560 SE 1024 Мбайт.
• GeForce GTX 550 Ti 1024 Мбайт.


• GeForce GTX 480 1536 Мбайт.
• GeForce GTX 470 1280 Мбайт.
• GeForce GTX 465 1024 Мбайт.
• GeForce GTX 460 1024 Мбайт.
• GeForce GTX 460 SE 1024 Мбайт.
• GeForce GTS 450 1024 Мбайт.

Также для наглядности были введены шкалы комфортной и приемлемой производительности. Рассчитывались они следующим образом:

• Комфортная производительность = 60 fps =((60/60)^2)*100% = 100 * 16 игр = 1600 баллов;
• Приемлемая производительность = 40 fps =((40/60)^2)*100% = 44 * 16 игр = 704 балла.

По итогам расчетов была построена следующая диаграмма:

Благодарю за помощь в подготовке материала к публикации: donnerjack.