Тестируем производительность видеокарт NVIDIA GeForce GTX Titan в режиме SLI

Продолжение.
Время титанов возвращается! Знакомимся с видеокартой NVIDIA GeForce GTX Titan.
Тестируем видеокарту NVIDIA GeForce GTX Titan.

Оглавление

• Вступление
• Тестовый стенд
• Уровень потребляемого электричества
• Инструментарий и методика тестирования
• Результаты тестов
• 3DMark 2011
• Unigine Heaven
• Metro 2033
• Aliens vs Predator 3
• Battlefield III
• Total War Shogun II
• Colin McRae Dirt III
• Batman: Arkham City
• The Elder Scrolls V: Skyrim
• F1 2011
• The Witcher 2: Assassins of Kings
• Hard Reset
• Deus Ex: Human Revolution
• Sleeping Dogs
• Sniper Elite V2
• Hitman Absolution
• Far Cry III
• Выводы по разрешению 1920х1080
• Выводы по разрешению 2560x1440
• Итоговые результаты
• Соотношение средних кадров
• Заключение

Вступление

Ни для кого не будет секретом, если сказать, что GeForce GTX Titan самый производительный однопроцессорный графический ускоритель. А вопрос роста производительности в зависимости от количества видеокарт Titan нами до сих пор не был изучен. Но до момента публикации результатов тестирования, которое было проведено при содействии нашего партнера – компании Регард, я бы хотел остановиться подробнее на системе GPU Boost и энергопотреблении.

Компания NVIDIA утверждает о 250 Вт, но в каких условиях? Штатная частота GeForce GTX Titan составляет округленно 840 МГц, в режиме GPU Boost до 880 МГц. В реальности можно видеть немного другие цифры. В большинстве приложений видеокарта работает в частотном диапазоне 915-980 МГц, а что творится с энергопотреблением? Где правда, или вернее сказать, что означают 250 Вт, для каких значений? Допустим, что в эти рамки входит диапазон 840-880 МГц, но как же GPU Boost, разгоняющий карту до больших частот? Тем не менее, результат один – дополнительная производительность и увеличение энергопотребления. А работа GPU Boost в свою очередь зависит от температурного режима и максимального энергопотребления.

Усложняем условия тестирования, поместив видеокарту в теплый корпус. Естественно, частоты GPU Boost понизятся до штатных значений 840-880 МГц, а энергопотребление станет равно заявленному производителем числу. Возникают вопросы: «Как оценить производительность, в каких условиях тестировать видеокарту?» Вариантов немного – либо заставлять ее работать в диапазоне 840-880 МГц, либо позволить авторазгон. Так что не приходится удивляться, что на разных сайтах не встретишь идентичных результатов с одинаковыми приложениями и настройками. Здесь не поможет ни выработка новой методики, ни индивидуальное рассмотрение каждого конкретного случая. Все это затратно и лишено особого смысла.

А теперь еще один не менее важный вопрос. Если в тестировании участвует не одна, а две или три видеокарты Titan, то возникает тройная погрешность? Как бы не так, еще надо учесть адаптацию драйверов к приложениям. В одном ресурсы GPU используются на все 100%, а в другом лишь на 60%. Для GeForce GTX Titan существуют как выгодные с точки зрения масштабируемости игры, так и не очень, но SLI работает везде, пусть и не всегда эффективно.

Что делают драйвера, когда игра совсем плохо масштабируется? Вся нагрузка равномерно распределяется на две-три карты, загружая каждую соответственно на ~50% и ~30%? Нет, не угадали! Как только достигается максимальный уровень энергопотребления, частоты понижаются... до 7хх МГц, а загрузка растет, до типичных 45-50%. Таким хитрым способом NVIDIA дополнительно снижает энергопотребление всех ускорителей в SLI конфигурации.

Тестовый стенд

• Материнская плата: ASUS P8Z77-V Deluxe (Intel Z77, LGA 1155);
• Процессор: Intel Core i7-3770К 4700 МГц (100 МГц х 47, 1.35 В);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: Geil EVOVeloce 2x8 Гбайт, (7-8-8-20-1T, 1.65 В);
• Накопители: Crucial M4 (CT128M4SSD2), 128 Гбайт, Western Digital WD10AEDS 1Тбайт;
• Блок питания: Enermax MAXRevo 1250 Вт;
• Аудиокарта: ASUS Xonar HDAV 1.3;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1.

Перечень используемых контрольно-измерительных приборов и инструментов

• Шумомер: Center 320;
• Мультиметр: Fluke 289;
• Тарификатор электроэнергии: E305EMG;
• Микрофон: Philips SBC ME570.

Уровень потребляемого электричества

В тесте принимают участие видеокарты, выполненные на основе референсного дизайна. Измерения осуществляются в программе Unigine Heaven Benchmark v2.5 с максимальными настройками качества и разрешении 2560х1440. Фиксируется наибольшее энергопотребление по прошествии не менее десяти минут.

Энергопотребление видеокарт

Инструментарий и методика тестирования

В части игр, где это возможно, использовались встроенные средства измерения быстродействия:

• 3Dmark 2011 – Extreme 2560x1440, 1920x1080;
• Unigine Heaven Benchmark v2.5;
• Total War Shogun II;
• Colin McRae Dirt III;
• Batman: Arkham City;
• F1 2011;
• Hard Reset.

Для нижеперечисленных игр производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.5.99:

• Metro 2033;
• Aliens vs Predator 3;
• Battlefield III;
• TESV Skyrim;
• The Witcher 2;
• Deus Ex - Human Revolution;
• Sleeping Dogs;
• Sniper Elite V2;
• Far Cry III;
• Hitman Absolution.

VSync при проведении тестов был отключен. Во избежание ошибок в погрешности измерений все тесты производились по три раза. При вычислении среднего FPS за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прохождений.

Результаты тестов

В таблице и графиках используются сокращенные названия графических ускорителей (к примеру, NVIDIA GeForce GTX 680 -> GTX 680, AMD Radeon HD 7970 -> HD 7970, CrossFire X AMD Radeon HD 7950 –> HD 7950x2, и так далее). За обозначением «х2» скрывается работа указанной видеокарты в конфигурации CrossFireX или Sli.

За начальную точку отсчета взята производительность NVIDIA GeForce GTX Titan.

3DMark 2011

Настройки:

• Профиль Extreme;
• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Четыре графических теста;
• Результаты: количество баллов GPU Score.

GPU Score

Unigine Heaven

Версия бенчмарка 2.5.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Стерео 3D – выключено;
• Шейдеры (Shaders) – высоко (high);
• Тесселяция (Tesselation) – нормальная (normal);
• Анизотропная фильтрация (Anisotropy) – 16х;
• Сглаживание (Anti-aliasing) – 8x.

Кадры/сек

Metro 2033

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Полноэкранное сглаживание – ААА;
• Анизотропная фильтрация (AF) – 16x;
• Качество – очень высокое;
• Улучшенная глубина резкости – вкл.;
• Тесселяция – вкл.

Кадры/сек

Aliens vs Predator 3

Версия - 1.03.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) - 4х;
• Анизотропная фильтрация (AF) - 16х;
• Качество текстур (Texture Quality) – очень высоко;
• Качество теней (Shadow Quality) – высоко;
• Screen Space Ambient Occlusion – вкл.;
• Тесселяция (DX11 Tessellation) – вкл.;
• Улучшенные тени (DX11 Advanced shadow sampling) – вкл.

Кадры/сек

Battlefield III

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Поле зрения – 90;
• Уровень размытия в движении – максимальный;
• Качество графики – ультра;
• Качество текстур – ультра;
• Качество теней – ультра;
• Качество эффектов – ультра;
• Качество сетки – ультра;
• Качество рельефа – ультра;
• Сглаживание – 4X множественная выборка;
• Обработка сглаживания – высокая;
• Размытие в движении – вкл.;
• Анизотропная фильтрация – 16Х;
• Глобальное затенение – HBAO.

Кадры/сек

Total War Shogun II

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Steam.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• HDR – включено;
• Уровень шейдеров – SM5;
• Полноэкранное сглаживание (AA) – 4х MSAA;
• Анизотропная фильтрация (AF) – 16x;
• Качество текстур – ультра;
• Фильтр SSAO – включен;
• Фильтр эффекта искажения (Distortion Effect) – включен;
• Глубина резкости – высокая;
• Аппаратные тени – включено;
• Тесселяция – включено;
• Уровень детализации – ультра;
• Качество эффектов – высокое;
• Сложное затенение HBAO – вкл.;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• HDR – вкл.;
• Качество неба – ультра;
• Качество персонажей – ультра;
• Качество кораблей – ультра;
• Качество зданий – ультра;
• Качество воды – ультра;
• Качество деревьев – высоко;
• Качество травы – ультра;
• Качество поверхности – высокое;
• Качество эффектов – ультра;
• Фильтр vignette – вкл.

Кадры/сек

Colin McRae Dirt III

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Steam.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Полноэкранное сглаживание (АА) 8X MSAA;
• Общий уровень графики – ультра;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Ночное освещение – высоко;
• Тени – ультра;
• Частицы – высоко;
• Зеркала – очень высоко;
• Зрители – очень высоко;
• Поверхность земли – высоко;
• Пилоты – очень высоко;
• Машины вдалеке – высоко;
• Объекты – очень высоко;
• Деревья – очень высоко;
• Отражения – очень высоко;
• Качество воды – высоко;
• Пост-обработка – высоко;
• Следы тормозов – вкл.;
• Отраженное освещение – очень высоко;
• Ткань – высоко.

Кадры/сек

Batman: Arkham City

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Steam.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Сглаживание – FXAA высокое;
• Функции Dx11 – MVSS и HBAO;
• Тесселяция – высокая;
• Уровень детализации – экстрим;
• Динамические тени – вкл.;
• Размытие при движении – вкл.;
• Искажения – вкл.;
• Блики в объективе – вкл.;
• Столбы света – вкл.;
• Отражения – вкл.;
• Освещение отраженным светом – вкл.;
• Аппаратное ускорение PhysX – выкл.

Кадры/сек

The Elder Scrolls V: Skyrim

Настройки:

• DirectX 9;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Сглаживание – 8х;
• Фильтрация – 16х;
• Качество текстур – высоко;
• Качество размытия – высоко;
• Качество теней – ультра;
• Качество частиц – ультра;
• Полноэкранное сглаживание – FXAA;
• Отражения на воде – земли, деревьев, объектов, неба;
• Расстояние видимости объектов – 15;
• Расстояние видимости персонажей – 15;
• Расстояние видимости травы – 7;
• Расстояние видимости отражений – 20;
• Расстояние видимости освещения – 35;
• Расстояние видимости предметов – 15;
• Удаленные объекты – ультра;
• Исчезновение удаленных объектов – выкл.

Моды:

• Skyrim HD – 2K Textures;
• Skyrim Flora Overhaul;
• No More Blocky Faces;
• SkyBoost.

Кадры/сек

F1 2011

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Steam.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Полноэкранное сглаживание (АА) – 8X MSAA;
• Общий уровень графики – ультра;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Тени – очень высокие;
• Частицы – высоко;
• Зрители – высоко;
• Пилоты – очень высоко;
• Машины вдалеке - очень высоко;
• Объекты – очень высоко;
• Деревья – очень высоко;
• Отражения – очень высоко;
• Пост-обработка – очень высоко;
• Следы тормозов – вкл.;
• Флаги – высоко.

Кадры/сек

The Witcher 2: Assassins of Kings

Настройки:

• DirectX 9;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Снижение качества текстур – без снижения;
• Размер памяти текстур – очень высокий;
• Качество теней – наилучшее;
• Качество света с тенью – наилучшее;
• Снижение детализации – большое расстояние;
• Свечение – вкл.;
• Лучи света – вкл.;
• Сглаживание – вкл.;
• Размытие – вкл.;
• Глубина резкости в игре – вкл.;
• Виньетирование – вкл.;
• Дождь – вкл.;
• Глобальное освещение SSAO – вкл.;
• Размытие при движении – вкл.;
• Рассеивание глубины резкости – вкл.;
• Глубина резкости в сценах – вкл.;
• Ограничение анимированных объектов – откл.;
• Запредельное качество – откл.;
• Вертикальная синхронизация – откл.;
• Декодирование – высокое.

Кадры/сек

Hard Reset

Настройки:

• DirectX 9;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Поле обзора по вертикали – 90;
• Тройная буферизация – откл.;
• Вертикальная синхронизация – откл.;
• Сглаживание – FXAA 4x;
• Коррекция задержки отображения – вкл.;
• Общее качество графики – максимальное;
• Текстуры – максимальные;
• Анизотропная фильтрация – 16х;
• Тени – высокие;
• Постобработка – высокая;
• Частицы – максимальные;
• Физика – максимальная;
• Обломки – максимальные.

Кадры/сек

Deus Ex: Human Revolution

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Сглаживание – MLAA;
• Тени – мягкие;
• Глубина резкости (Depth of field) – высоко;
• SSAO – высоко;
• Пост-обработка – вкл.;
• Фильтрация текстур – 16х;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Тройная буферизация – вкл.;
• Тесселяция – вкл.

Кадры/сек

Sleeping Dogs

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Уровень сглаживания – экстрим;
• Текстуры высокого разрешения – включены;
• Разрешение теней – высоко;
• Фильтрация теней – высоко;
• Амбиентное затенение – высоко;
• Размытость движения – высоко;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Детализация мира – экстрим;
• Ограничение количества кадров в секунду – выкл.;
• Глубина и сходимость 3D – 10.

Кадры/сек

Sniper Elite V2

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• MotionBlur – вкл.;
• AmbientOcclusion – вкл.;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество текстур – ультра;
• Качество теней – ультра;
• AntiAliasing – ультра;
• Дистанция прорисовки – ультра;
• Анизотропная фильтрация – 16;
• Stereo 3D – вкл.;
• ComputeShader – вкл.;
• Продвинутые тени – высоко;
• Supersampling – 2.25x.

Кадры/сек

Hitman Absolution

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• MSAA 2x;
• Качество – ультра;
• Качество теней – ультра;
• Качество текстур – высокое;
• Фильтрация текстур – анизотропная 16х;
• Отражения – высокие;
• FXAA;
• Глобальное освещение;
• Тесселяция;
• Детализация – ультра;
• Глубина резкости – высокая;
• SSAO – высокое.

Кадры/сек

Far Cry III

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• GPU MAX Buffer frames – выкл.;
• MSAA Антиалиасинг – 2;
• Alpha to Coverage – Enhanced;
• SSAO метод – SSAO;
• Field of view – 90.2;
• Общее качество – ультра;
• Текстуры – высокие;
• Глобальное освещение – высокое;
• Тени – ультра;
• Post FX – ультра;
• Геометрия – ультра;
• Растительность – очень высоко;
• Поверхность – высоко;
• Вода – очень высоко;
• Окружение – высоко.

Кадры/сек

Выводы по разрешению 1920х1080

Результаты по всем приложениям, включая синтетические тесты.

Выводы по разрешению 2560x1440

Результаты по всем приложениям, включая синтетические тесты.

Итоговые результаты

Результаты по всем приложениям, включая синтетические тесты.

Соотношение средних кадров

Среднее количество кадров в секунду и их стоимость

Количество ватт за один средний кадр в секунду

Соотношение производительности к цене

Соотношение производительности к энергопотреблению

Заключение

Увы, по результатам проведенного тестирования можно констатировать тот факт, что эффективность от второй GeForce GTX Titan не так высока, как хотелось бы. В трех приложениях из семнадцати конфигурация SLI (в разрешении 2560х1440) не дотягивает до 50%, иначе говоря, выкладывая почти 35 тысяч рублей, формально не получаем ничего! Совсем не впечатляет, скажете вы и будете правы.

Чем старее игра, тем меньше она дает возможностей развернуться связке из двух видеокарт, хотя и в новинках игропрома дела не столь хороши. Например, Hitman Absolution будто специально ограничивает максимальное количество кадров до 75, что можно списать на особенности движка. Налицо сомнительная целесообразность покупки второго ускорителя для разрешения меньше, чем 2560х1440, и игры на высоких настройках.

С другой стороны, стоит отметить одну приятную тенденцию видеокарт NVIDIA в SLI режиме – сближение значений минимального и среднего количества кадров. В первую очередь это происходит из-за снижения среднего числа кадров, что не менее важно. Другими словами, производительность GeForce GTX Titan настолько высока, что NVIDIA решила пожертвовать запредельно высокими показателями среднего числа кадров в угоду более плавному (равномерному) движению в играх и снижению энергопотребления. Тем не менее, для продолжения борьбы за энергоэффективность у SLI остается доступна еще одна технология, схожая с режимом полного отключения дополнительных карт. Но воспользуется ли этим производитель, можно будет узнать только в будущем.

P.S. К сожалению, последние новинки (Crysis 3, Tomb Raider) еще не прописались в тестовых конфигурациях. Причина проста: пока вендоры (NVIDIA, AMD) не решат в них проблемы производительности, я вынужден буду отказаться от некорректного сравнения.

Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

• Компании NVIDIA за предоставленные для тестового стенда видеокарты GeForce GTX Titan.
• Компаниям AMD, Gigabyte, HIS, MSI, Sapphire, XFX за предоставленные на тестирование видеокарты Radeon HD 7970 GHz, HD 7970, HD 7950, HD 7870, HD 7850 и GeForce GTX 690, GTX 680, GTX 670, GTX 660 Ti, GTX 660.
• Компании Регард за предоставленные на тестирование комплектующие и видеокарты Sapphire HD 7870 XT, PowerColor HD 7990.
• А также лично donnerjack.