Изучаем оптимизацию игр под многоядерные процессоры и технологии Hyper-Threading, Turbo Boost и Turbo Core: март 2017

Оглавление

• Вступление
• Тестовая конфигурация
• Инструментарий и методика тестирования
• Результаты тестов: сравнение производительности
• Assetto Corsa (Бенчмарк)
• Battlefield 1 (Сквозь грязь и кровь)
• Dishonored 2 (Башня Дануолла)
• Fallout 4 (Окрестности фермы Финча)
• Quantum Break (Эксперимент в университете)
• Shadow Warrior 2 (Храм страстей)
• Sid Meiers Civilization VI (Ход 430)
• The Technomancer (Старый купол)
• Titanfall 2 (Операция "Палаш")
• Watch_Dogs 2 (Яхт-клуб)
• Анализ среднегеометрических результатов
• Заключение

Вступление

Целью данного обзора является исследование оптимизации актуальных игр под многоядерные процессоры. Для ее реализации были взяты следующие модели:

• Core i7-6700K;
• Core i5-6600K;
• Core i3-6320;
• Pentium G4520;


• FX-8320 BE;
• FX-6300 BE;
• FX-4300 ВЕ;
• A10-7850K.

Все перечисленные процессоры работали на тактовой частоте 3500 МГц.

Помимо оптимизации игр под многоядерные ЦП была исследована работоспособность технологий Hyper-Threading, Turbo Boost и Turbo Core. Указанные выше процессоры были протестированы в следующих режимах:

• Core i7-6700K - Hyper-Threading – on / Turbo Boost - on;
• Core i7-6700K - Hyper-Threading – off / Turbo Boost - on;
• Core i7-6700K - Hyper-Threading – off / Turbo Boost - off;
• Core i5-6600K - Turbo Boost - on;
• Core i5-6600K - Turbo Boost - off;


• FX-8320 BE - Turbo Core - on;
• FX-8320 BE - Turbo Core - off;
• FX-6300 BE - Turbo Core - on;
• FX-6300 BE - Turbo Core - off;
• FX-4300 ВЕ - Turbo Core - on;
• FX-4300 ВЕ - Turbo Core - off;
• A10-7850K - Turbo Core - on;
• A10-7850K - Turbo Core - off.

Для разносторонности исследования все системы были протестированы с видеокартой GeForce GTX 1080 8192 Mбайт.

Данное направление статей носит справочный характер, комментарии отсутствуют, так как каждый читатель сможет самостоятельно почерпнуть нужную ему информацию. Напомним, что с работой тестовых стендов, методикой и обработкой результатов тестирования можно ознакомиться, перейдя по этой ссылке.

Тестовая конфигурация

Тесты проводились на следующем стенде:

• Материнская плата №1: Gigabyte GA-Z170X-Gaming 3, LGA 1151;
• Материнская плата №2: ASUS Maximus VII Hero, LGA 1150;
• Материнская плата №3: Gigabyte GA-990FXA-UD5, АМ3+;
• Материнская плата №4: ASRock FM2A88X Extreme6+, FM2+;
• Видеокарта: GeForce GTX 1080 8192 Mбайт - 1734/10000 МГц (Gigabyte);
• Система охлаждения CPU: Corsair Hydro Series H105 (~1300 об/мин);
• Оперативная память №1: 2 x 4096 Мбайт DDR4 Corsair Vengeance LPX CMK8GX4M1A2400C14 (Spec: 2400 МГц / 14-16-16-31-1t / 1.2 В) , X.M.P. - off;
• Оперативная память №2: 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: 64 Гбайт, SSD ADATA SX900;
• Дисковая подсистема №2: 1 Тбайт, HDD Western Digital Caviar Green (WD10EZRX);
• 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).

Процессоры:

• Core i7-6700K - 3500 МГц;
• Core i5-6600K - 3500 МГц;
• Core i3-6320 - 3500 МГц;
• Pentium G4520 - 3500 МГц;


• FX-8320 BE - 3500 МГц;
• FX-6300 BE - 3500 МГц;
• FX-4300 ВЕ - 3500 МГц;
• A10-7850K - 3500 МГц.

Программное обеспечение:

• Операционная система: Windows 10 x64;
• Драйверы видеокарты: Nvidia GeForce 378.66 WHQL.
• Утилиты: Fraps 3.5.9 Build 15586, AutoHotkey v1.0.48.05, MSI Afterburner 4.3.0.

Инструментарий и методика тестирования

Для более наглядного сравнения процессоров все игры, используемые в качестве тестовых приложений, запускались в разрешении 1920 х 1080.

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

• Assetto Corsa (Бенчмарк).
• Battlefield 1 (Сквозь грязь и кровь).
• Dishonored 2 (Башня Дануолла).
• Fallout 4 (Окрестности фермы Финча).
• Quantum Break (Эксперимент в университете).
• Shadow Warrior 2 (Храм страстей).
• Sid Meiers Civilization VI (Ход 430).
• The Technomancer (Старый купол).
• Titanfall 2 (Операция "Палаш").
• Watch_Dogs 2 (Яхт-клуб).

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

Assetto Corsa (Бенчмарк)

• Версия 1.11.3.
• DirectX 11.
• Сглаживание - 4х.
• Анизотропная фильтрация - 16х.
• Детализация мира - максимальная.
• Разрешение теней - максимальное.
• Образование дыма - максимальное.
• Показывать дым в зеркалах - включено.
• Пост-обработка - включена.
• Качество эффектов - ультра высокое.
• Качество бликов - ультра высокое.
• Качество глубины резкости - ультра высокое.
• Размытие - 12.
• Сумеречные лучи - включены.
• Тепловые мерцающие эффекты - включены.
• Сглаживание FXAA - включено.
• Поле зрения - 90.
• Разрешение зеркал - высокое.
• Качество отражений - высокое.
• Частота обновлений в зеркалах - ультра высокая.

Battlefield 1 (Сквозь грязь и кровь)

• Версия 1.04.
• DirectX 11.
• Угол обзора - 105.
• Размытие в движении - 50%.
• Глубина резкости оружия - включено.
• Шкала разрешения - 100%.
• Ограничение памяти видеокарты - выключено.
• Качество текстур - ультра высокое.
• Фильтрация текстур - ультра высокая.
• Качество освещения - ультра высокое.
• Качество эффектов - ультра высокое.
• Качество пост-обработки - ультра высокое.
• Качество сетки - ультра высокое.
• Качество ландшафта - ультра высокое.
• Качество травы - ультра высокое.
• Качество сглаживания - FXAA (высокое).
• Объемное освещение - HBAO.

Dishonored 2 (Башня Дануолла)

• Версия 1.2.
• Void Engine (id Tech 5).
• Угол обзора - 100.
• Адаптивное разрешение - 100.
• Nvidia HBAO+ - выключено.
• Детализация текстур - ультра высокая.
• Подробности модели - ультра высокие.
• Детализация окружения - ультра высокая.
• Качество воды - ультра высокое.
• Предел видимости - ультра высокий.
• Качество теней - ультра высокое.
• Качество декалей - ультра высокое.
• Качество тумана - ультра высокое.
• Сглаживание FXAA- высокое.
• Размытие - включено.
• Глубина резкости - включена.
• Блик в объективе - включен.
• Объемные лучи - включены.
• Детализация солнечных лучей - включена.
• Тени крыс - включены.
• Тени трупных ос - включены.

Fallout 4 (Окрестности фермы Финча)

• Версия 1.7.22.0.1.
• DirectX 11.
• Сглаживание - FXAA.
• Анизотропная фильтрация - x16.
• Детализация текстур - ультра высокая.
• Детализация теней - ультра высокая.
• Детализация отрисовки теней - ультра высокая.
• Детализация дополнительных текстур - ультра высокая.
• Детализация освещения - ультра высокая.
• Детализация солнечных лучей - ультра высокая.
• Глубина резкости - лучшее качество.
• Объемный свет - HBAO+.
• Отражения - включены.
• Влажность - включена.
• Объемный дождь - включен.
• Размытие при движении - включено.
• Блики - включены.
• Дальность отрисовки:
• Объектов - максимальная.
• Персонажей - максимальная.
• Предметов - максимальная.
• Травы - максимальная.
• Степень детализации удаленных объектов - ультра высокая.
• Деталей - ультра высокая.

Quantum Break (Эксперимент в университете)

• Версия 1.0.126.0307.
• DirectX 11.
• Качество объемных лучей - максимальное.
• Разрешение теней - максимальное.
• Фильтрация теней - высокая.
• Разрешение текстур - максимальное.
• Уровень детализации геометрии - максимальный.
• Сложное затенение SSAO - включено.
• Качество отражений - высокое.
• Качество эффектов - высокое.
• Качество глобального освещения - высокое.
• Сглаживание - включено.
• Масштабирование - включено.
• Зернистость фильма - включена.

Shadow Warrior 2 (Храм страстей)

• Версия 1.1.7.2.
• DirectX 11.
• Nvidia Multi-res Shading - выключен.
• Качество текстур - ультра высокое.
• Анизотропная фильтрация - 16х.
• Качество теней - высокое.
• Качество объемного тумана - высокое.
• Временное сглаживание - включено.
• Блики - включены.
• Размытие в движении - включено.
• Глубина резкости - включена.
• Цветовая аберрация - включена.
• Зернистость - включена.
• Свечение - включено.
• Подповерхностное рассеивание - включено.
• Сложное затенение (SSAO) - включено.
• Отражения в экранном пространстве - включены.
• Качество частиц - высокое.
• Качество останков - ультра высокое.
• Качество листвы и обломков - ультра высокое.
• Уровень детализации - высокий.

Sid Meiers Civilization VI (Ход 430)

• Версия 1.0.0.56.
• DirectX 11.
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) - 4X.
• Текстуры высокого разрешения - включены.
• Качество визуальных эффектов - высокое.
• Размытие - включено.
• Динамическое освещение - включено.
• Тени - включены.
• Разрешение теней - 8192 х 8192.
• Разрешение наложения - 4096 х 4096.
• Полноэкранное наложение - включено.
• Качество ландшафта - высокое.
• Геометрия ландшафта высокого разрешения - включена.
• Текстуры ландшафта высокого разрешения - включены.
• Шейдеры ландшафта высокого качества - включены.
• Объемное освещение - включено.
• Разрешение рендера объемного освещения - 2048 х 2048.
• Высокая детализация помех - включена.
• Вода в высоком разрешении - включена.
• Шейдеры воды высокого качества - включены.
• Отражения воды - 4 шага.
• Анимация лидеров - высокая.

The Technomancer (Старый купол)

• Версия 3638.
• DirectX 11.
• Сглаживание интерфейса (SSAA) - включено.
• Качество теней - высокое.
• Качество сложного затенения SSAO - высокое.
• Сглаживание - FXAA.
• Качество частиц - высокое.
• Качество текстур - ультра высокое.
• Анизотропная фильтрация - 16х.
• Динамическое разрешение - максимальное.
• Поле зрения - максимальное.

Titanfall 2 (Операция "Палаш")

• Версия 2.0.1.1.
• DirectX 11.
• Поле зрения - 90.
• Ровный обзор при беге - включен.
• Adaptive Resolution FPS Target - включен.
• Полноэкранное сглаживание - MSAA 4x.
• Качество текстур - безумное.
• Фильтрация текстур - анизотропная 16х.
• Рассеянное затенение - включено.
• Детализация теней (солнце) - высокая.
• Детализация теней (точечная) - высокая.
• Динамические тени (точечные) - включены.
• Качество моделей - высокое.
• Качество эффектов - высокое.
• Качество следов ударов - высокое.
• Качество физики тел - высокое.

Watch_Dogs 2 (Яхт-клуб)

• Версия 1.05.
• DirectX 11.
• Поле зрения - 100.
• Плотность пикселей - 1.0.
• Качество геометрии - высокое.
• Качество дополнительное - 0%.
• Качество рельефа - высокое.
• Качество растительности - высокое.
• Разрешение текстур - высокое.
• Фильтрация текстур - высокая.
• Качество теней - высокое.
• Тень объектов в свете фар - выключена.
• Качество воды - высокое.
• Качество отражения - высокое.
• SSLR - выключен.
• Туман Сан-Франциско - выключен.
• Глубина резкости - включена.
• Размытие - включено.
• Свечение - включено.
• Объемный свет - HBAO+.
• Временная фильтрация - выключена.
• Сглаживание MSAA - выключено.
• Пост-обработка и сглаживание - FXAA.

Среднегеометрические результаты процессоров в десяти играх

Заключение

Изначально я не планировал писать какие-либо выводы, задумав опубликовать обзор в формате «самостоятельного изучения читателями». Все шло к традиционной расстановке сил: в лидерах четырехъядерные процессоры компании Intel, а их конкуренты из компании AMD самоотверженно соперничают с младшим Core i3.

В принципе ничего не изменилось, однако данное тестирование выявило два важных момента.

• Впервые за многие годы у моделей Core i7 был зафиксирован реальный прирост производительности после активации технологии Hyper-Threading. Не микроскопический, который наблюдался ранее, а более чем заметный. В играх Sid Meier's Civilization VI и Watch_Dogs 2 он составил 7% и 12% соответственно.
• Игры Dishonored 2, Shadow Warrior 2 и Watch_Dogs 2 вообще не запустились при использовании двухъядерного процессора Pentium G4520.

Данные факторы говорят о том, что игры наконец-то начали оптимизировать под процессоры, способные обрабатывать восемь и более потоков. Не за горами начало новой «гонки вооружений», когда компании Intel и AMD начнут выпускать в массовом потребительском сегменте шести- и даже восьмиядерные решения. При этом время двухъядерных ЦП уходит, и они постепенно исчезнут с прилавков магазинов, как это произошло с их одноядерными предшественниками.

P.S. Я намеренно указал на выход новых шести- и восьмиядерных процессоров компании AMD. Да, сейчас на рынке уже присутствуют модели с данным числом вычислительных ядер. Но история показала, что архитектура Piledriver оказалась неудачной, и даже мощные модели, основанные на ней, способны конкурировать лишь с двухъядерными Core i3. Новая микроархитектура Zen на бумаге выглядит очень многообещающе. Поэтому будем надеяться, что многоядерные процессоры, основанные на ней, смогут реально соперничать с CPU Intel со схожим количеством процессорных ядер.

Благодарю за помощь в подготовке материала к публикации: donnerjack.