Изучение влияния разгона процессоров AMD Trinity на производительность. Графическая часть

Оглавление

• Вступление
• Тестовый стенд и ПО
• Методика тестирования
• Зависимость результатов производительности от количества выделяемой под графику оперативной памяти
• Зависимость результатов производительности от разгона графического процессора
• Зависимость результатов производительности от режимов работы памяти
• Зависимость результатов производительности от разгона CPU_NB
• Зависимость результатов производительности от разгона процессора
• Итоговые цифры, анализ пользы суммарного разгона системы
• Assassin's Creed 3
• Batman: Arkham City
• Battlefield 3
• Deus Ex - Human Revolution
• Dirt: Showdown
• Dishonored
• Dragon Age II
• Far Cry 3
• Hitman: Absolution
• Sleeping Dogs
• The Elder Scrolls V: Skyrim
• Заключение

Вступление

В прошлый раз был разобран как разгон AMD A10-5800K, так и влияние разгона на производительность процессорной части, теперь пришло время взяться за изучение работы встроенной графики.

Говоря проще, попробуем добиться от нее максимума производительности. Для этого подберем оптимальное значение количества памяти, выделяемой под нужды графической составляющей, а также оценим зависимость результатов производительности от разгона различных компонентов системы, таких как видеоядро, оперативная память и контроллер памяти. Помимо этого будет рассмотрен уровень процессорозависимости встроенной графики.

Тестовый стенд и ПО

Тестирование производилось в составе следующей конфигурации:

• Процессор: AMD A10-5800K;
• Материнская плата: Gigabyte F2A85X-UP4;
• Система охлаждения: СЖО на базе водоблока Watercool Heatkiller 3.0 и циркуляционного насоса Lowara TLC 25-7L;
• Термоинтерфейс: Prolimatech PK-1;
• Оперативная память: G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX, 2*4 Гбайта DDR3-2400 (10-12-12-31, 1.65 В);
• Жесткий диск: Western Digital Caviar Blue (WD500AAKS), 500 Гбайт;
• Блок питания: Corsair CMPSU-750HX, 750 Вт;
• Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение

• Операционная система: Windows 8 Pro x64;
• Драйвер видеокарты: Catalyst 13.2 Beta 7;
• Дополнительное ПО: FRAPS 3.5.9, build 15586; AutoHotkey 1.0.48.05, Fraps-Calc v1.1b.

Методика тестирования

По сравнению с тестами процессорной части, в случае с анализом работы графики появляется больше переменных, от которых зависит итоговый результат. И если в случае с процессором можно «в лоб» протестировать по несколько значений частот CPU/CPU_NB, то в случае с графикой необходим другой подход, более последовательный, если можно так выразиться.

За базовые настройки принят профиль легкого сбалансированного разгона, не требующего серьезного поднятия напряжений:

• CPU 4200 МГц, CPU_NB 2200 МГц, GPU 800 МГц, DDR3-2133 8-10-10-25-1T.

Само тестирование на сей раз состоит из нескольких этапов.

Первый этап. На этом этапе выясним, какой объем оперативной памяти лучше выделить под нужды встроенной графики, дабы избежать проблем в дальнейшем. Материнская плата дает на выбор четыре значения: 256 Мбайт, 512 Мбайт, 1 Гбайт и 2 Гбайта, при таком разбросе все они требуют проверки. После выбора наиболее производительного режима перейдем к следующему пункту.

Второй этап. Будет проверена зависимость результатов от разгона непосредственно встроенного видео. Напомню, что результат разгона не сильно впечатлил, максимально достижимый результат для связки «процессор/материнская плата» составил 950 МГц. Между 800 МГц и 950 МГц материнской плате доступны промежуточные значения: 844 МГц и 894 МГц, они также будут проверены. По четырем результатам уже можно будет судить об общем раскладе сил, исключая влияние погрешности тестов, если таковые возникнут.

Третий этап. На очереди проверка зависимости результатов от режимов работы оперативной памяти. Комплекты Kingmax и Corsair из-за их объема в 4 Гбайта для графического теста придется отложить, ибо там проблемы могут начаться из-за нехватки объема, так что ограничимся различными настройками для стендового комплекта G.Skill. Для теста были задействованы следующие режимы:

• DDR3-1600 9-9-9-24: данный режим покажет производительность системы, если к разгону памяти не прибегать.
• DDR3-1600 7-7-7-21: данный режим покажет производительность системы при низких частотах, но агрессивных таймингах памяти.
• DDR3-1866 10-10-10-28: данный режим покажет производительность системы при попытках разгона неудачных комплектов памяти.
• DDR3-1866 8-9-9-25: данный режим вполне типичен для наиболее популярной памяти на базе микросхем Samsung.
• DDR3-2133 8-10-10-25: как и режим 1866 8-9-9, является типичным для комплектов 2х4 Гбайта на микросхемах Samsung (в данном режиме получены базовые результаты).
• DDR3-2400 10-11-11-28: режим, отображающий производительность системы при высоких частотах работы памяти, но при «расслабленных» таймингах.

Четвертый этап. Проверка зависимости результатов от частоты работы CPU_NB. Базовый результат на частоте 2200 МГц останется после третьего этапа, для анализа достаточно будет протестировать режимы с частотами 2000 МГц и 2400 МГц, чтобы оценить расклад сил.

Пятый этап. На нем оценим уровень процессорозависимости встроенной графики. Базовый результат на частоте 4200 МГц останется после четвертого этапа, для оценки уровня процессорозависимости протестируем встроенную графику при частотах работы ЦП 3800 МГц и 4600 МГц.

Дополнительно, с целью оценить, насколько нужен (или не нужен) процессору разгон, итоговый результат сравним на фоне полностью штатного режима работы системы, путем сброса настроек BIOS материнской платы.

Для теста производительности использовались следующие приложения и настройки:

• 3DMark 2013, тест Cloud Gate. Итоговый результат – лучший по итогам трех замеров;
• Assassin's Creed 3 (Бостон), 1920х1080, прорисовка местности – нормальная, качество текстур – нормальное, качество сглаживания – нормальное, качество теней – нормальное. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Batman: Arkham City, встроенный тест производительности, 1920х1080 AA Off. Функции DirectX 11 – выключено, уровень детализации – высокий. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Battlefield 3 (На охоту), Medium, 1280x720 AA Off. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Deus Ex - Human Revolution (Детройт), DX11, 1920x1080 AA Off AF16x. Тени – нормальные, Depth of Field – нормальная, SSAO – нормальное, пост-обработка – включена, тесселяция - Включена. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Dirt: Showdown, встроенный тест производительности, 1920х1080 AA Off. Детализация – высокая. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Dishonored (Тюрьма Колдридж), 1920х1080 AA Off. Детализация моделей – средняя, лучи света – выключены, тени от крыс – выключены. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Dragon Age II (Моровые земли), 1920х1080 AA4 AF16. Рендер – DirectX 11, детализация графики – средняя. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Far Cry 3 (Harvest The Jungle), 1280x720 AA Off, DirectX 11. Overall Quality Low. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Hitman: Absolution, встроенный тест производительности, 1600х900. Качество – среднее. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• Sleeping Dogs, встроенный тест производительности, 1920х1080. Уровень графики – средний. Итоговый результат – усреднение четырех замеров;
• The Elder Scrolls V: Skyrim (Поместье «Златоцвет»), детализация High, 1920x1080 AA Off AF16x. Итоговый результат – усреднение четырех замеров.

Поскольку по уровню AVG FPS не всегда можно судить об истинной производительности в том или ином режиме, дополнительно в играх фиксировались и результаты Frametimes. Для их анализа была взята программа Fraps-Calc, которая позволяет увидеть основные особенности, связанные с производительностью системы в конкретно взятом приложении.

На основе среднего (AVG) FPS и характеристик его стабильности Fraps-Calc вычисляет значение так называемого рейтинга производительности. Можно сказать, что рейтинг производительности – численная характеристика комфортности игрового процесса, где под значением 1 и выше подразумевается отсутствие видимых глазу «тормозов» при показе изображения.

Зависимость результатов производительности от количества выделяемой под графику оперативной памяти

Что ж, о чем пойдет речь – можно понять и из названия заголовка.

Для начала, таблица с результатами AVG FPS (+ результат 3DMark’а):

По результатам в таблице выше можно судить, что существенного влияния на производительность количество выделяемой памяти не оказывает, все цифры более-менее близки. Хотя все же в среднем режим с 256 Мбайтами показывает наиболее низкие цифры производительности, в то время как режимы работы с 1024 Мбайтами и 2048 Мбайтами чуть выделяются на фоне 512 Мбайт и 256 Мбайт. Принципиальной разницы между одним и двумя гигабайтами не видно.

Таблица с результатами рейтинга производительности:

В большинстве случаев подтверждаются данные, полученные по значениям AVG FPS, тем не менее, есть и интересные результаты. Остановимся на них подробнее.

В первую очередь интересны результаты в Deus Ex HR – ибо значения AVG FPS меняются с изменением настроек не слишком заметно, практически на уровне погрешности измерений, в то время как рейтинг производительности заметно «плавает». Рассмотрим frametimes графики для режимов с доступной памятью 512 Мбайт, 1024 Мбайта и 2048 Мбайт.

512 Мбайт:

1024 Мбайта:

2048 Мбайт:

По графикам отчетливо видно, что в режиме с доступной памятью 1024 Мбайта система стабильнее, меньше разброс между временем построения смежных кадров, пиковое значение Min FPS выше. При этом разницы между режимами работы 512 Мбайт и 2048 Мбайт практически нет.

Расхождения можно увидеть в Far Cry и в Hitman, но там разница в цифрах невелика, а вот на результаты в Sleeping Dogs взглянуть интересно. Мало того, что уровень рейтинга производительности сильно расходится с цифрами AVG FPS, так еще и при равных цифрах AVG FPS наблюдается сильный провал рейтинга производительности в режиме 256 Мбайт.

256 Мбайт:

1024 Мбайта:

Четыре провала производительности с близкими интервалами можно всерьез не рассматривать: это моменты смены тестовых сцен встроенного бенчмарка. Но и остальная часть графика похожа скорее на типичный пример работы SLI/CrossFireX, нежели на решение с одним GPU. Все же по времени построения смежных кадров разброс слишком большой. И несмотря на разницу в цифрах рейтинга производительности, поведение системы с разным количеством доступной памяти схоже.

По сумме результатов для дальнейших экспериментов был выбран режим доступной памяти 1024 Мбайта.

Зависимость результатов производительности от разгона графического процессора

Для начала, таблица с результатами AVG FPS (+ результат 3DMark’а):

На разгон графики отреагировали почти все приложения, за исключением разве что Assassin's Creed 3. Можно отметить, что отклик на разгон графики хоть и есть, но он далеко не линейный. Видно, что есть другой ограничитель производительности – пропускная способность памяти, явно низкая для графики уровня Trinity A10.

Таблица с результатами рейтинга производительности:

В большинстве случаев результаты рейтинга производительности подтверждают результаты AVG FPS, но без расхождений и интересных результатов не обошлось. Первой в списке из цифр выбивается Dishonored – AVG FPS хоть и не сильно, но растет с каждым шагом частоты работы встроенной графики, в то время как показания рейтинга производительности не меняются, что свидетельствует о сопоставимом снижении стабильности фреймрейта. Второй игрой в списке можно отметить Deus Ex HR, где рост AVG FPS с увеличением частот даже более заметен, а максимальное значение рейтинга производительности достигнуто и вовсе при частоте 800 МГц.

Что ж, начнем по алфавиту, то есть с Dishonored:

800 МГц:

844 МГц:

894 МГц:

950 МГц:

Графики предельно схожи, что для диапазона разброса AVG FPS в 1.5 ожидаемо. По ним в основном бросается в глаза увеличение количества «медленных» кадров с увеличением разгона видео составляющей. Калькулятор улавливает изменение стабильности AVG_FPS, но на глаз этого практически не заметно.

Теперь очередь за Deus Ex HR:

800 МГц:

844 МГц:

894 МГц:

950 МГц:

Основную разницу можно увидеть при переходе от 800 МГц к 844 МГц, где появляется заметный разброс во времени построения смежных кадров и линию графика «размывает» по ширине. Можно отметить увеличение количества медленных кадров, что наблюдалось и в Dishonored.

Так как в большинстве игр с разгоном графики производительность все же выросла, то для дальнейших тестов использовалась частота работы встроенного видеоядра 950 МГц.

Зависимость результатов производительности от режимов работы памяти

Перед тем, как приступить к рассмотрению результатов, отдельно стоит упомянуть, какой ценой они достигнуты. В отличие от теста процессорной части, с режимом работы DDR3-2400 при работе встроенного видео система стабильно сыпала ошибками и уходила в синий экран/перезагрузку системы при появлении графической нагрузки, в то время как тесты типа LinX или Prime95 не выявляли проблем.

Налицо проблемы контроллера памяти графической части ЦП, как итог, полностью стабильной работы режима DDR3-2400 удалось достичь, лишь увеличив напряжение питания CPU_NB до весьма высокой отметки в 1.44 В. Хотя, может быть, это особенность конкретного экземпляра процессора.

Таблица с результатами AVG FPS (+ результат 3DMark’а):

По результатам можно судить, что высокое напряжение на CPU_NB было оправданным, и режим DDR3-2400 даже по сравнению с режимом DDR3-2133 показывает солидный прирост производительности. Что тут говорить о режимах с частотами 1600-1866 МГц. Разница в результатах, обусловленная настройками памяти, куда выше, нежели зависимость от разгона графического процессора. По-хорошему, сюда бы частоты памяти на уровне 3 ГГц+, но, к сожалению, для данной платформы это не представляется возможным. Отсюда же можно сделать вывод, что следующее поколение APU с высокой долей вероятности не принесет роста производительности без перехода на более шуструю память.

Помимо этого, сравнив режимы работы на частотах 1600 МГц и 1866 МГц с разными формулами таймингов, можно сделать вывод, что влияние задержек на производительность некритично, частота куда важнее.

Таблица с результатами рейтинга производительности:

Практически во всех играх наблюдается рост производительности, соразмерный с увеличением AVG FPS, из общего списка результатов выбивается только Deus Ex HR (в который уже раз), где в режиме 1866 8-9-9-25 производительность выше, чем в режиме 2133 8-10-10-25, несмотря на разницу в 2.2 кадра в секунду в пользу последнего.

Что ж, frametimes-график результата с DDR3-2133 8-10-10-25 можно было увидеть выше, в описании разгона графической составляющей APU, но продублируем его и тут, и сравним с графиком для режима DDR3-1866 8-9-9-25.

Как можно видеть по графикам выше, с частотой работы памяти 1866 МГц разброс во времени построения смежных кадров куда ниже, линия графика гораздо менее размыта «кашей» из множества точек. Не до конца понятно, что конкретно нужно данной игре, видимо – познание дзен-буддизма и определенный уровень баланса между частотами памяти и графического процессора, либо же набор оптимальных соотношений.

К слову, и в режиме DDR3-2400 стабильность фреймрейта чуть ниже, нежели в режиме DDR3-1866, на рейтинг производительности существенное значение оказывает в основном большой рост AVG FPS:

По графику выходит нечто среднее между режимами 2133 МГц и 1866 МГц.

Для дальнейшего продолжения теста, разумеется, был выбран режим DDR3-2400, как наиболее производительный в рамках всего тестового пакета.

Зависимость результатов производительности от разгона CPU_NB

Перед тем, как приступить к рассмотрению результатов производительности, отмечу, что серьезное увеличение напряжения питания CPU_NB для разгона оперативной памяти до уровня DDR3-2400 привело к тому, что увеличение частоты работы CPU_NB не привело к необходимости изменения других настроек. То есть, в данном случае разгон CPU_NB дался, можно сказать, «на халяву».

Таблица с результатами AVG FPS (+ результат 3DMark’а):

От игры к игре наблюдается разная реакция на разгон, где-то есть небольшие приросты производительности, где-то их нет, а в Assassin's Creed 3 и вовсе, от 2400 МГц фиксируется только снижение производительности. В целом, сильной разницы не видно, радует разве что некоторая бесплатность разгона.

Таблица с результатами рейтинга производительности:

В кои-то веки во frametimes результатах нет ничего интересного, все соответствует разнице в уровне AVG FPS, следовательно, рассматривать какие-либо отдельные графики нет смысла.

Для дальнейшего продолжения теста был выбран режим 2400 МГц, как наиболее производительный.

Зависимость результатов производительности от разгона процессора

На разгоне непосредственно процессора использование встроенной графики не сказывается, так что остался доступен весь протестированный ранее диапазон частот. К базовому режиму (4200 МГц, на которых были все предыдущие тесты) для сравнения добавим максимальный разгон ЦП (4600 МГц) и его штатную частоту (3800 МГц).

Таблица с результатами AVG FPS (+ результат 3DMark’а):

Сильно заметную процессорозависимость можно отметить только для 3DMark’а, так же некоторая процессорозависимость проявляется у Assassin's Creed 3, всем остальным играм до частоты работы процессора нет дела, по крайней мере, в диапазоне протестированных частот.

Поскольку это финальные результаты, то можно сделать и общий вывод по разгону A10-5800K: для игр можно разгонять только оперативную память и частоту работы встроенной графики, CPU_NB хоть на результаты влияет и слабо, но разгоняется безболезненно, так как напряжение придется поднять для разгона памяти. В то же время разгону процессора можно не придавать особого значения, что позволит сэкономить на системе охлаждения.

Таблица с результатами рейтинга производительности:

Смешно, но в общей картине, где результаты рейтинга производительности не расходятся с результатами AVG FPS, опять ложкой дегтя выступает Deus Ex HR с разницей рейтинга производительности 0.03 (никак не погрешность измерений) при равных значениях AVG FPS.

Ну что ж, сравним графики, раз на то пошло. Один даже остался с прошлого раза.

Что нужно этой игре – так и остается непонятным. Каждый раз на стабильности мгновенного FPS в данном приложении сказываются разные факторы и в разную сторону, как итог, баланс труднодостижим.

Итоговые цифры, анализ пользы суммарного разгона системы

Последний тест, в котором будет проведено сравнение итоговых результатов производительности (с комплексным разгоном ЦП) с полностью штатным режимом работы системы, который пользователь получит «из коробки», не влезая в настройки BIOS.

Напомню, что это частота работы процессора 3800 МГц с «бустом» до 4200 МГц, CPU_NB 1800 МГц, частота работы встроенной графики 800 МГц, режим работы памяти система выставила как DDR3-1600 CL10. Количество выделенной под нужды графики оперативной памяти – 512 Мбайт.

За итоговый результат разгона принят режим с частотой работы процессора 4600 МГц, CPU_NB 2400 МГц, частота работы встроенной графики 950 МГц, режим работы памяти DDR3-2400 10-11-11-28-1T.

Собственно, не это ли показатель пользы разгона системы? В худшем случае, разгон дал прибавку производительности на уровне 31.8%, в лучшем – прирост почти полуторакратный. «В среднем по больнице» вышло 39.8% прироста.

Таблица с результатами рейтинга производительности:

Здесь цифры прироста не такие и большие, но тут надо помнить, что значение рейтинга производительности изменяется с AVG FPS нелинейно. Хотя, дабы произвести сравнение «было - стало», все же рассмотрим графики по каждой игре в отдельности, не так уж их и много получится.

Assassin's Creed 3

Штатный режим:

Разгон:

Как видно из графиков, прирост производительности полностью честный, за более высокие цифры AVG FPS не приходится расплачиваться сниженной стабильностью «мгновенного FPS».

Batman: Arkham City

Штатный режим:

Разгон:

Оба графика не блещут стабильностью фреймрейта, однако режим работы с разгоном помимо роста AVG FPS все же показывает и некоторый рост стабильности, что только во благо.

Battlefield 3

Штатный режим:

Разгон:

Графики максимально схожи, вся разница в рейтинге производительности приходится на разницу в AVG FPS.

Deus Ex - Human Revolution

Штатный режим:

Разгон:

Графики схожи, хотя последний все же немного чище, значение рейтинга производительности сопоставимо с цифрами AVG FPS.

Dirt: Showdown

Штатный режим:

Разгон:

Оба графика чистые, соответственно всю разницу обеспечивает уровень AVG FPS.

Dishonored

Штатный режим:

Разгон:

Как и в предыдущих играх, поведение системы с разгоном не изменилось, лишь вырос уровень производительности.

Dragon Age II

Штатный режим:

Разгон:

Очередной раз можно видеть преемственность результатов, с разгоном изменяется только уровень производительности, влияния на стабильность фреймрейта нет.

Far Cry 3

Штатный режим:

Разгон:

Оба графика далеки от идеала, но график режима с разгоном более чистый, разброс во времени построения смежных кадров при разгоне процессора ниже, что дополнительно влияет на рейтинг производительности.

Hitman: Absolution

Штатный режим:

Разгон:

Так же, как и в Far Cry 3, помимо разницы в AVG FPS, разгон процессора позитивно сказывается на стабильности фреймрейта, что дополнительно влияет на рейтинг производительности. Хотя при этом уровень стабильности и при разгоне не назвать слишком приемлемым.

Sleeping Dogs

Штатный режим:

Разгон:

В обоих случаях графики недотягивают до идеала, сам разгон на поведение системы серьезного влияния не оказывает, а лишь позволяет добиться более высокого AVG FPS.

The Elder Scrolls V: Skyrim

Штатный режим:

Разгон:

Существенного влияния разгона на стабильность фреймрейта нет, система показывает высокий уровень стабильности и в штатном режиме. Так что прирост производительности обеспечивается только увеличением AVG FPS.

Заключение

Вот и подошел к концу данный тест, пора подытожить все полученные результаты.

• Влияние количества выделенной под нужды графики оперативной памяти невелико, в основном проявляется только при использовании режима 256 Мбайт. При сравнении режимов 512 Мбайт и 1024 Мбайта последний все же чуть производительнее. От использования 2048 Мбайт пользы нет.
• Разгон графической составляющей APU влияет на результаты, но не слишком сильно. Если разгон конкретного процессора удачный – хорошо, если неудачный – не критично, поводов для горечи нет.
• Влияние оперативной памяти на результаты первично: чем сильнее разогнана память – тем выше результаты, причем на разгон заметно отзываются все приложения. Есть смысл гоняться за работоспособностью множителя частоты работы памяти х24, пусть и ценой завышения напряжения питания CPU_NB, овчинка стоит выделки.
• Разгон CPU_NB не слишком нужен, прирост производительности невелик. С другой стороны, при использовании режима работы памяти DDR3-2400 повышать напряжение питания CPU_NB все равно пришлось. Так что его разгон с точки зрения применяемых напряжений можно назвать бесплатным и не игнорировать.
• Процессорозависимостью встроенная графика Trinity не страдает, частоту процессора в большинстве случаев можно оставить на штатном значении.

Отдельно можно упомянуть о сравнении штатного режима работы с режимом комплексного разгона, где средний прирост производительности по всем приложениям составил 39.8%, что довольно много.

С учетом того, что большая часть прироста приходится на оперативную память, достичь результатов можно и вовсе малой кровью. Для этого не нужно дорогих материнских плат с сильным преобразователем питания процессора, достаточно бюджетных плат, способных на разгон памяти. С точки зрения экономии это целесообразно, ведь платформа в целом бюджетная.

Выражаем благодарность:

• Компании AMD и лично Шакирову Ильясу за предоставленные на тестирование процессор AMD A10-5800K и материнскую плату Gigabyte F2A85X-UP4.