Влияние пропускной способности оперативной памяти на производительность Pentium-4 в играх

Эта статья была прислана на наш второй конкурс.

1. Предисловие

В последнее время на "железных" сайтах в обзорах, статьях и форумах много говорится о зависимости скорости P4 от пропускной способности оперативной памяти. Да и политика Intel, как видно из новостей, сейчас направлена не столько на процессорную составляющую, сколько на развитие двухканальных чипсетов для своих процессоров (Granite Bay, будущие Springdale и Canterwood). В проскочивших в сети первых синтетических тестах они действительно показывают довольно неплохие результаты. А как же обстоят дела в реальных приложениях, в частности - в играх? Насколько важна пропускная способности памяти в системах на Pentium 4, и какой прирост скорости дает двухканальная память?

2. Тестовая конфигурация

В проведенном мною тестировании принимала участие материнская плата на двухканальном чипсете SiS-655 (ревизии A0) - GigaByte GA-8SQ800. Как показало тестирование плат на данном чипсете, проведенное на Anandtech.com и краткий обзор именно данной платы уже на нашем Overclockers.ru, SiS-655 нисколько не уступает единственно доступному на сегодняшний день двухканальному чипсету от Intel - Granite Bay (i7205).

Итак, тестовая конфигурация:

и следующие модули памяти:

• DDR 266MHz aka PC-2100 512Mb Samsung;
• DDR 333MHz aka PC-2700 512Mb Samsung;
• DDR 400MHz aka PC-3200 512Mb Samsung;
• 2хDDR 400MHz aka PC-3200 256Mb Samsung, описание найдете здесь .

Для всех вышеперечисленных модулей памяти в BIOS материнской платы были выставлены тайминги 2,5-4-4-7 - что позволяет говорить о корректности проведения тестирования, кстати - для модулей DDR 400 эти тайминги являлись разгоном, так как стандартные тайминги для этой памяти 3-4-4-7, но она стабильно работала на заниженных таймингах и система ни в одном из 6-ти тестов не "вылетела" и не сбойнула. В двухканальном режиме память определялась материнской платой как "Single 128 bit".

Тестирование проводилось при двух разных частотах шины процессора Pentium-4: при номинальной частоте 2.0GHz (100MHz х 4) и при разогнанной до 3.0GHz (150MHz х 4). И, так сказать - "вне конкурса", приведу результаты тестов на еще более разогнанной системе (до 3.1GHz) и с памятью, разогнанной до 412MHz. Зачем - поймете ниже.

3. Методика тестирования

Для проведения тестирования я использовал следующие тесты и игры:

• 3DMark2001SE (Build 330)
• 3DMark2003
• Unreal Tournament 2003 (build 2107)
• Serious Sam: The Second Encounter v1.05
• Star Wars JK II: Jedi Outcast v1.02a
• Quake 3 Arena v1.27g

Тестирование проводилось в одном разрешении (1024х768х32bit) и в следующих настройках драйвера Catalyst 3.2: всё на режим "Quality", AF=16 Quality, FSAA=Off, VSync=Off, Truform=Off (скриншот здесь).Думаю, что при более слабых настройках графики в драйверах Catalyst на Radeon-9700Pro вряд ли кто играет, а включение полноэкранного сглаживания (FSAA) или увеличение разрешения уровняло бы результаты, нагрузив "по-полной" видеокарту.

В начале тестирования приведу результаты, показанные Cachemem, MemTach, SiSoft Sandra 2003.3.9.44 и AIDA 3.33.6 в memory-тестах.

4. Результаты тестов

4.1. Синтетические тесты пропускной способности памяти

Для получения более корректных результатов тесты в каждой из программ выполнялись по 5 раз. После каждого раза программа выгружалась и вновь загружалась. В таблицах и на диаграммах приведены средние результаты. К слову, разницы в полученных результатах практически не было (3-15 единиц).

а) Cachemem

Нижние (голубые) результаты - скорость чтения оперативной памяти, верхние (красные) - записи. Как видно основным тормозом для Pentium 4 в обоих случаях (100MHz и 150MHz) является память DDR266 (PC-2100). Интересно заметить, что 2-х гигагерцевый пентиум с двухканальной памятью почти вплотную подобрался к трехгигагерцевому с памятью PC-2700, а по скорости даже обошел. P4-3GHz + двухканальная память вне конкуренции.

б) MemTach

Повторяются результаты показанные Cachemem-ом.

в) Sandra и AIDA

Как видно, пропускная способность памяти растет, ну а двухканальная вообще чемпион. Во всех синтетических тестах P4-2GHz + DDR400 double идет вровень с P4-3GHz+333. Для начала очень неплохие и обнадеживающие результаты.

4.2. 3DMark 2001 SE и 3DMark 2003

Тестирование в обоих "марках" проводилось на дефолтных установках. Графики я решил совместить в один для большей наглядности. В нижней строке каждой таблицы приведен процент роста производительности при переходе к более быстрой памяти. На разницу результатов между 2.0GHz и 3.0GHz не обращайте внимания, она и должна быть ;)

Если 3D Mark 2001 SE еще хоть как-то реагирует на оперативную память, то 2003-й вообще никак себя не проявляет. Единственный тест, в котором заметен прирост - "Wings Of Fury". Хотя это вполне объяснимо - слишком слабая видеокарта для такого теста.

Теперь о памяти. Чуть ощутимый прирост в скорости дает лишь переход от DDR266 к DDR333, а далее результаты слишком близки друг к другу, чтобы говорить о целесообразности приобретения второй планки памяти. Никакого "бутылочного горлышка" для Pentium-4 при использовании DDR333 и выше в играх нет. Причем как на шине в 100, так и в 150MHz! А 100MHz преимущества Pentium-4 3.1GHz с обычной памятью легко нивелируют результаты с P4-3.0GHz с двухканальной памятью.

Ну, это все синтетика, скажете Вы ("эй уважаемый, что за омлет а где же яйца?!!") ;) Хорошо, едем дальше...

4.3. Unreal Tournament 2003

Для тестирования я использовал утилиту [H]ardOCP UT2k3 Benchmark которая позволяет выбирать метод рендеринга, разрешения, а также настройки качества графики в игре. После окончания тестов программа выдает html-файл с тремя таблицами с минимальным, средним и пиковым значением FPS в каждой демке. Тестирование проводилось во всех 7-ми доступных демках в режиме High Quality, метод рендеринга - Direct3D. На графике приведен средний результат.

Да, и здесь прирост есть. Но опять же - он заметен лишь при памяти ниже 333MHz. А выше опять слишком слабо для аргументации двухканального чипсета и памяти. Не пойму лишь в тесте "Asbestos" от чего произошёл такой скачок производительности после разгона процессора и памяти до 3.1GHz и 412MHz соответственно (более 45fps)? Это не ошибка и не опечатка, я перемерял три раза и все три раза значение fps в этой демке переваливает за 200.

4.4. Serious Sam: The Second Encounter

Серьезный Сэм - второе пришествие тестировался в следующих настройках: OpenGL, мультитекстурирование, Quality, S3TC OFF, Truform=Off. Более глубокие настройки графики не менялись (по умолчанию).

Этот тест один из немногих в данном обзоре, которые более-менее заметно реагируют на скорость подсистемы памяти. Небольшой рост есть везде, но особо он заметен опять же при переходе от DDR266 к DDR333. Разница между 3.0GHz+Double DDR и 3.1GHz+DDR 412MHz лежит в пределах погрешности.

4.5. Quake 3 Arena

Тестирование в Quake 3 Arena проводилось при максимальных настройках графики в игре, без включения сжатия текстур. Версия Quake Arena - 1.27g.

Здесь уже видно, что 2-м гигагерцам вполне достаточно любой памяти кроме DDR266 (ну это мы уже слышали). А вот при 3GHz рост скорости практически линейный. Разогнанный P4-3,1GHz+DDR412 не сильно отстает.

4.6. Star Wars JK II: Jedi Outcast

Здесь также использовал максимальные настройки графики. Версия игры - 1.02а.

Повторяется ситуация как и с Quake 3.

4.7. Сжатие архиватором WinAce и кодирование в MP3 кодеком Lame

В начале статьи я не хотел проводить такое сравнение, но после проведенных тестов решил "пролить бальзам" на больную душу. Может здесь проявят себя двухканальные чипсет/память?Для архивирования выбрал каталог файлов размером 560Mb (117 папок, 726 файлов). Сжимал архиватором WinAce v2.5, с максимальной степенью сжатия, словарем в 4096Kb и добавлением информации для восстановления (Recovery record).Кодирование в MP3 выполнял с программой Easy Audio File Converter из пакета Easy CD Extractor 5.07b2. Альбом:Madonna "Ray Of Light", 1998 год, 13 треков, 674Mb, продолжительность - 1:06:42. Сжимал в формат Stereo, Highest Quality, VBR=0(highest), Filtering=Off. Треки были предварительно сграблены на винчестер.Оба архиватора запускались в наивысшем приоритете; во время сжатия никаких программ не запускалось, почти все резиденты были выгружены из памяти и даже мышку никто не тревожил.

Результаты:

Думаю и здесь комментарии не нужны.

5. Итоги и выводы

Честно сказать, результаты тестирования меня просто "убили". Я ждал большего от двухканального чипсета и памяти.Прирост скорости от использования двух планок памяти есть только в старых и уже не очень требовательных играх, а когда дело касается "серьезной" графики, то на первый план выходит мощность видеокарты (ну это вполне закономерно).Можно конечно говорить о том, что при таких настройках Catalyst влияние производительности видеокарты превалирует над пропускной способностью памяти и что настройки самих игр можно было бы сделать и попроще, но разве Radeon-9700Pro покупается для того чтобы играть в Low Quality?!Надеюсь, что при переходе Intel к шине в 200(800)MHz, толку от двухканальных чипсетов в играх будет больше.Единственное, что вполне определенно можно утверждать - память DDR266 строго противопоказана Pentium 4! Но, осмелюсь предположить, что из тех, кто приобрел Pentium-4, вряд ли найдутся те, кто купил память PC-2100.А вообще, сколько таких бесполезных компьютерных "примочек" у нас уже есть?

• AGP8x - чрезвычайно "полезная" и необходимая вещь;)
• Serial ATA - "будущее жестких дисков!", только почему-то при упоминании о нём больше говорят о тонких шлейфах, чем о росте скорости винчестеров;
• Hyper-Threading - 3-5% прирост скорости в оптимизированных под эту технологию приложениях;
• вот теперь еще и двухканальные чипсеты подоспели...

Можно конечно говорить о том, что все это сделано на будущее и через некоторое время будет востребовано, но никто не говорит о том, когда же именно и где?

6. После завершения тестов

После того, как все тесты были завершены мне на глаза попалась статья на IXBT про тестирование плат на чипсетах SiS-655 и 658, в итогах которой говорилось о небольшом преимуществе в скорости режима работы памяти "Dual 64bit" над "Single 128bit". Для проверки этого я включил в BIOS материнской платы режим "Dual 64 bit" и прогнал еще раз 3D Mark 2001 SE и архивирование WinAce-ом. И действительно: 3D Mark Score вырос на 100 попугаев а время сжатия сократилось на 1:28 минуты! Хоть немного полегчало :)

Эта статья была прислана на наш второй конкурс.