Тестирование старших видеокарт Nvidia и AMD в интерфейсах PCI Express x16/x8/x4. Март 2015

Оглавление

• Вступление
• Тестовая конфигурация
• Инструментарий и методика тестирования
• Результаты тестов: сравнение производительности
• Assassin's Creed Unity (Париж)
• Battlefield 4 (Ташгар)
• Company of Heroes 2 (Бенчмарк)
• Crysis 3 (Добро пожаловать в джунгли)
• Dying Light (Электроподстанция)
• Far Cry 4 (Кират)
• Metro: Last Light Redux (Бенчмарк)
• Middle Earth: Shadow of Mordor (Бенчмарк)
• Risen 3: Titan Lords (Такаригуа)
• Watch Dogs (Паркер сквер)
• Развернутый анализ результатов
• Анализ среднегеометрических результатов
• Заключение

Вступление

В данном материале будет рассмотрен вопрос о влиянии пропускной способности слотов PCI Express x16, PCI Express x8 и PCI Express x4 на производительность одиночных видеокарт.

В качестве «подопытных» выступили следующие графические ускорители:

• GeForce GTX 980 4096 Мбайт;
• GeForce GTX 780 3072 Мбайт;
• GeForce GTX 680 2048 Mбайт;


• Radeon R9 290X 4096 Мбайт;
• Radeon HD 7970 3072 Мбайт;

Данное направление обзоров носит справочный характер, комментарии отсутствуют, поскольку каждый читатель сможет самостоятельно почерпнуть нужную ему информацию.

Тестовая конфигурация

Тесты проводились на следующем стенде:

• Процессор: Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, D2, L3 8 Мбайт), 1.0 В, Turbo Boost / Hyper Threading - off - 3500 @ 4600 МГц (1.25 В);
• Материнская плата: GigaByte GA-Z77X-UD5H, LGA 1155, BIOS F14;
• Система охлаждения CPU: Corsair Hydro Series H105 (~1300 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: 64 Гбайта, SSD ADATA SX900;
• Блок питания: Corsair HX850 850 Ватт (штатный вентилятор: 140 мм на вдув);
• Корпус: открытый тестовый стенд;
• Монитор: 27" ASUS PB278Q BK (Wide LCD, 2560x1440 / 60 Гц).

Видеокарты:

• GeForce GTX 980 4096 Mбайт - 1126/7012 МГц (Palit);
• GeForce GTX 780 3072 Мбайт - 863/6008 МГц (Palit);
• GeForce GTX 680 2048 Mбайт - 1006/6008 МГц (Gainward);


• Radeon R9 290X 4096 Мбайт - 1000/5000 МГц (Sapphire);
• Radeon HD 7970 3072 Мбайт - 925/5500 МГц (MSI).

Программное обеспечение:

• Операционная система: Windows 7 x64 SP1;
• Драйверы видеокарты: AMD Catalyst 15.x Download (14.502.1002) Beta и Nvidia GeForce 347.71 Beta.
• Утилиты:
• Fraps 3.5.9 Build 15586;
• AutoHotkey v1.0.48.05;
• MSI Afterburner 4.1.0.

Инструментарий и методика тестирования

Для более наглядного сравнения производительности видеокарт все игры, используемые в качестве тестовых приложений, запускались в разрешениях 1920 х 1080 и 2560 х 1440.

В качестве средств измерения быстродействия применялись встроенные бенчмарки, утилиты Fraps 3.5.9 Build 15586 и AutoHotkey v1.0.48.05.

Список игровых приложений:

• Assassin's Creed Unity (Париж).
• Battlefield 4 (Ташгар).
• Company of Heroes 2 (Бенчмарк).
• Crysis 3 (Добро пожаловать в джунгли).
• Dying Light (Электроподстанция).
• Far Cry 4 (Кират).
• Metro: Last Light Redux (Бенчмарк).
• Middle Earth: Shadow of Mordor (Бенчмарк).
• Risen 3: Titan Lords (Такаригуа).
• Watch Dogs (Паркер сквер).

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.

Перейдем непосредственно к тестам.

Результаты тестов: сравнение производительности

Assassin's Creed Unity (Париж)

• Версия 1.5.0.
• DirectX 11.
• Качество прорисовки местности - максимально высокое.
• Качество текстур - максимально высокое.
• Качество теней - PCSS.
• Сложное затенение - HBAO+.
• Качество сглаживания - FXAA.
• Свечение - включено.

Battlefield 4 (Ташгар)

• Версия Update 11.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (FXAA) - высокое.
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) - выключено.
• Качество текстур - ультра высокое.
• Фильтрация текстур - ультра высокая.
• Качество освещения - ультра высокое.
• Качество эффектов - ультра высокое.
• Качество постобработки - ультра высокое.
• Качество сетки - ультра высокое.
• Качество рельефа - ультра высокое.
• Детали рельефа - ультра высокие.
• Глобальное затенение - HBAO.

Company of Heroes 2 (Бенчмарк)

• Версия 3.0.0.14752.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание - среднее.
• Качество графики - максимально высокое.
• Качество текстур - очень высокое.
• Качество снега - высокое.
• Качество физики - высокое.

Crysis 3 (Добро пожаловать в джунгли)

• Версия 1.3.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) - 4.
• Анизотропная фильтрация (AF) - 16.
• Разрешение текстур - максимальное.
• Качество эффектов - максимальное.
• Качество объектов - максимальное.
• Качество частиц - максимальное.
• Качество пост-обработки - максимальное.
• Качество затенения - максимальное.
• Качество теней - максимальное.
• Качество воды - максимальное.
• Степень размытости - высокая.
• Блики - включены.

Dying Light (Электроподстанция)

• Версия 1.5.0.
• DirectX 11.
• Сглаживание - включено.
• Качество текстур - высокое.
• Размер карты теней - очень высокий.
• Качество листвы - высокое.
• Дальность обзора - минимальная.
• Сложное затенение (АО) - включено.
• Nvidia HBAO+ - включено.
• Nvidia глубина резкости - включена.

Far Cry 4 (Кират)

• Версия 1.9.0.
• DirectX 11.
• Размытие в движении - включено.
• Качество текстур - максимально высокое.
• Качество теней - максимально высокое.
• Качество пост-обработки - максимально высокое.
• Качество геометрии - максимально высокое.
• Качество растительности - максимально высокое.
• Качество поверхностей - максимально высокое.
• Качество воды - максимально высокое.
• Качество окружающей среды - максимально высокое.
• Объемный свет - HBAO+.
• Полноэкранное сглаживание - MSAA X2.
• Сумеречные лучи - расширенное качество.
• Мех - включен.
• Разнообразие деревьев - включено.

Metro: Last Light Redux (Бенчмарк)

• Версия 1.0.0.14.
• DirectX 11.
• Анизотропная фильтрация (AF) - 16.
• Качество - очень высокое.
• Качество размытия - нормальное.
• Полноэкранное сглаживание (SSAA) - включено.
• Качество тесселяции - очень высокое.
• Технология Nvidia PhysX - выключена/включена.

Middle Earth: Shadow of Mordor (Бенчмарк)

• Версия 1.0.1951.6.
• DirectX 11.
• Качество освещения - высокое.
• Качество моделей - ультра высокое.
• Размытие при движении - камера и объекты.
• Качество теней - ультра высокое.
• Качество фильтрации текстур - ультра высокое.
• Качество текстур - ультра высокое (HD текстуры).
• Качество объемного света - высокое.
• Качество отображения растительности - ультра высокое.
• Глубина резкости - включена.
• Порядко-независимая прозрачность - включена.
• Тесселяция - включена.

Risen 3: Titan Lords (Такаригуа)

• Версия 1.2.0.
• DirectX 9.
• Полноэкранное сглаживание - включено.
• Анизотропная фильтрация - 16х.
• Глубина поля - включена.
• Отражение в воде - включено.
• Качество теней - ультра высокое.
• Качество ландшафта - ультра высокое.
• Качество текстур - высокое.
• Качество листвы - ультра высокое.
• Качество шейдеров - высокое.
• Дальность видимости - высокая.
• Расстояние отрисовки объектов - ультра.

Watch Dogs (Паркер сквер)

• Версия 1.06.329.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание - FXAA.
• Качество текстур - ультра высокое.
• Уровень детализации - ультра высокий.
• Качество теней - ультра высокое.
• Качество отражений - ультра высокое.
• Сложное затенение - HBAO+ высокое.
• Качество воды - ультра высокое.
• Качество шейдеров - высокое.
• Размытие - включено.
• Глубина резкости - включена.

Развернутый анализ результатов

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

Сводная таблица производительности GeForce GTX 980 4096 Мбайт

Сводная таблица производительности GeForce GTX 780 3072 Мбайт

Сводная таблица производительности GeForce GTX 680 2048 Mбайт

Сводная таблица производительности Radeon R9 290X 4096 Мбайт

Сводная таблица производительности Radeon HD 7970 3072 Мбайт

Анализ среднегеометрических результатов

Подведение итогов данного исследования продолжим расчетом среднегеометрической производительности видеокарт в десяти играх.

GeForce GTX 980 4096 Мбайт.

В разрешении 1920 х 1080:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 в паритете (+/- 3%) с PCI Express 4;
• PCI Express x16 быстрее PCI Express x4 на 3 - 4%.

В разрешении 2560 х 1440:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 быстрее PCI Express x4 на 4 - 5%;
• PCI Express x16 быстрее PCI Express x4 на 4 - 5%.

GeForce GTX 780 3072 Мбайт.

В разрешении 1920 х 1080:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x4;
• PCI Express x16 быстрее PCI Express x4 на 4 - 5%.

В разрешении 2560 х 1440:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 быстрее PCI Express x4 на 3 - 4%;
• PCI Express x16 быстрее PCI Express x4 на 3 - 4%.

GeForce GTX 680 2048 Мбайт.

В разрешении 1920 х 1080:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 в паритете (+/- 3%) с PCI Express 4;
• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x4.

В разрешении 2560 х 1440:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 в паритете (+/- 3%) с PCI Express 4;
• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x4.

Radeon R9 290X 4096 Мбайт.

В разрешении 1920 х 1080:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 быстрее PCI Express x4 на 3 - 4%;
• PCI Express x16 быстрее PCI Express x4 на 3 - 4%.

В разрешении 2560 х 1440:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 в паритете (+/- 3%) с PCI Express 4;
• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x4.

GeForce GTX 680 2048 Мбайт.

В разрешении 1920 х 1080:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 в паритете (+/- 3%) с PCI Express 4;
• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x4.

В разрешении 2560 х 1440:

• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x8;
• PCI Express x8 в паритете (+/- 3%) с PCI Express 4;
• PCI Express x16 в паритете (+/- 3%) с PCI Express x4.

Заключение

Приведенные выше цифры указывают на то, что при переходе с интерфейса PCI Express x16 к PCI Express x8 зачастую происходит минимальное снижение производительности. Причем иногда разница в результатах вообще не отмечалась.

При смене интерфейса PCI Express x16 на PCI Express x4 произошло более значительное снижение производительности, что логически проистекает из существенного уменьшения пропускной способности последнего слота.

Отдельно стоит отметить, что в восьми играх из десяти протестированных смена интерфейса минимально повлияла на результаты видеокарт. Однако в Battlefield 4 и Company of Heroes 2 производительность ускорителей снизилась на существенные величины, что также нельзя упускать из виду.

Итак, итогом данного тестирования стало то, что пропускной способности современных интерфейсов PCI Express x16 и PCI Express x8 вполне достаточно для обеспечения высокой производительности старших видеокарт Nvidia и AMD.

P.S. Отдельно хочу отметить разочарование результатами тестов видеокарт, которое меня постигло в играх Assassin's Creed Unity, Dying Light, Far Cry 4, Middle Earth: Shadow of Mordor и Watch Dogs. Данные проекты предъявляют повышенные требования к видеопамяти графических ускорителей, именно поэтому я ожидал увидеть заметную разницу в производительности моделей при использовании разных интерфейсов. Однако, увы, этому не суждено было случиться.

Благодарю за помощь в подготовке материала к публикации: donnerjack.