Изучение процессорозависимости SLI и CrossFireX (часть 1, платформа Sandy Bridge)

Оглавление

• Вступление
• Краткий обзор видеокарт
• Club3D HD 7950
• Gigabyte GTX 590
• Тестовый стенд
• Программное обеспечение
• Методика тестирования
• Тестирование производительности
• Arcania: Gothic 4
• Battlefield 3
• Batman: Arkham City
• Colin McRae DIRT 3
• Crysis 2
• Deus Ex: Human Revolution
• Dragon Age 2
• F1-2011
• Metro 2033
• Shogun 2 Total War
• The Elder Scrolls V: Skyrim
• Заключение

Вступление

Ранее в лаборатории уже изучалась процессорозависимость одиночных видеокарт, причём на двух различных платформах: на Sandy Bridge и на AM3. Пришло время взяться за исследование работы мультиграфических решений, тем более что на примере той же HD 6870x2 было заметно, как шустрый ЦП иногда может только мешать. Поэтому вдвойне интереснее будет полноценное рассмотрение процессорозависимости SLI и CrossFireX в современных играх.

Стендом для первой части статьи выступила система, основанная на LGA 1155 и Intel Core i7-2600K, используемые графические ускорители были протестированы в диапазоне частот процессора 2400-4800 МГц, в конфигурации с двумя и четырьмя вычислительными ядрами, а также с включенным и выключенным HT. В качестве испытуемых видеокарт со стороны NVIDIA участие приняла GTX 590, а со стороны AMD - пара HD 7950.

Для начала – краткий рассказ об участниках тестирования: Club3D HD 7950 и Gigabyte GTX 590.

Краткий обзор видеокарт

Club3D HD 7950

Графический ускоритель поставляется в компактной картонной коробке неброского дизайна:

Из информации, приведенной на коробке, можно узнать основные характеристики адаптера и рекомендации к используемому блоку питания. Предоставлены сведения о комплекте поставки видеокарты и о списке операционных систем, драйвера к которым приложены на диске с программным обеспечением.

«Внешняя» часть упаковки тонкая, и предназначена, в общем-то, только для нарисованной поверх рекламы, полноценная коробка вынимается из внешней и выглядит более прочной:

После открытия внутренней коробки первоначально кроме небольшого отсека с переходником DP->DVI ничего не видно.

На дне можно обнаружить непосредственно графический адаптер, расположенный в защитном пакете:

Дополнительно видеокарта упакована в антистатический:

В комплекте поставки помимо упомянутого выше переходника DP->DVI можно обнаружить только краткую инструкцию по установке карты и диск с программным обеспечением. С одной стороны, не густо, а с другой – политику Club3D понять можно, их карты, как правило, дешевле конкурентов. Не радует отсутствие мостов CrossFireX, хотя информация с обратной стороны упаковки подтверждает наличие как минимум одного. А быть может, инженеры Club3D, видя плачевное состояние драйверов, специально не положили мостик в коробку, чтобы у пользователя не возникали порочные мысли о сборке тандема? .

Сама видеокарта выполнена в рамках эталонного дизайна AMD:

Довольно обычная HD 7950 3 Гбайта без заводского разгона. Разве что за счёт скудного комплекта поставки на $5-10 дешевле других версий HD 7950.

Gigabyte GTX 590

По сравнению с Club3D HD 7950 упаковка представляет собой большой контраст, ибо Gigabyte GTX 590 в лучших традициях графических адаптеров верхнего ценового сегмента поставляется не в картонной коробке, а в ящике немалых размеров:

Для сравнения - групповое фото упаковок видеокарт, принимающих участие в тестировании:

По фотографии выше легко заметить, что размеры не могут не впечатлять.

Но хватит лирики, пришло время открыть ящик и глянуть что там внутри:

Приятным бонусом к видеокарте является игровая USB мышка Gigabyte M8000 Xtreme и комплект грузил к ней. Как видеокарта, так и мышка плотно зафиксированы внутри упаковки, и с учётом прочности самого ящика сохранности карты не может грозить никакая почтовая контора.

Под графическим адаптером на дне чемоданчика находится картонная коробка с комплектом поставки карты:

Помимо вышеназванной USB мыши в него входит:

• Пара переходников питания;
• Программное обеспечение к мыши и к видеокарте;
• Два руководства пользователя: одно посвящено GTX 590, второе - M8000 Xtreme.

Сама карта, как и в случае с Club3D HD 7950, построена по эталонному дизайну:

Частоты относительно штатных для GTX 590 не повышены.

Тестовый стенд

Тестирование производилось на следующей конфигурации:

• Материнская плата: ASRock Z68 Extreme3 Gen3, bios 1.30;
• Процессор: Intel Core i7-2600K;
• Система охлаждения: Zalman CNPS10X Performa (120*120*25, ~2000 об/мин);
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX 2;
• Оперативная память: Corsair CMX4GX3M2A1600C7 2*2 Гбайт DDR3-1600 (7-8-7-20, 1.65 В) @ DDR3-2133 (8-10-7-27, 1.63 В);
• Жесткий диск: Western Digital Caviar Blue (WD500AAKS), 500 Гбайт;
• Блок питания: Corsair CMPSU-750HX, 750 Вт;
• Корпус: открытый тестовый стенд.

Протестированные конфигурации видеокарт

• 2 x Radeon HD 7950 @ 850/5000 МГц;
• GeForce GTX 590 @ 608/1216/3420 МГц.

Программное обеспечение

• Операционная система: Windows 7 Ultimate SP1, build 7601.17514 RTM, x64;
• Драйвера видеокарт: AMD Catalyst 12.2 Pre-Certified, ForceWare 295.73 WHQL;
• Дополнительное ПО: MSI Afterburner 2.1; FRAPS 3.2.3, build 11797; AutoHotkey 1.0.48.05, Fraps-Calc v1.1b.

Методика тестирования

В следующих играх использовались встроенные средства измерения производительности:

• Batman: Arkham City;
• Colin McRae DIRT 3;
• Crysis 2 (Times Square);
• F1-2011;
• Metro 2033 (FrontLine).

В остальных приложениях проводился замер производительности с помощью Autohotkey сцен:

• Arcania: Gothic 4 (Фишир);
• Battlefield 3 (На охоту);
• Deus Ex - Human Revolution (Детройт);
• Dragon Age 2 (Моровые земли);
• Metro 2033 (Башня);
• Shogun 2 Total War (Битва при Окехадзаме);
• The Elder Scrolls V: Skyrim (Поместье «Златоцвет»).

Все игры, используемые в качестве тестовых приложений, запускались в разрешении 1920х1080.

Тест на процессорозависимость системы заключается в сравнении производительности видеокарт AMD и NVIDIA в диапазоне частот процессора от 2400 МГц до 4800 МГц с шагом 600 МГц. Помимо сравнения производительности на разных частотах были проверены следующие режимы работы:

• Четыре ядра/восемь потоков;
• Четыре ядра/четыре потока»;
• Два ядра/четыре потока;
• Два ядра/два потока.

Это позволит оценить, каких результатов можно ожидать от процессоров линеек Intel Core i5 и Core i3.

По результатам, полученным с использованием обеих видеокарт, строились графики формата XY, где X – частота процессора, Y – AVG FPS. В таком виде наиболее просто оценить картину происходящего.

Помимо цифр AVG FPS были сняты и результаты Frametimes. Для анализа последних 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. В случае с frametimes также строились графики формата XY, только за Y в данном случае принимался рейтинг производительности.

Для чистоты эксперимента графические адаптеры разгону не подвергались.

Тестирование производительности

Обозначения на графиках:

• Красный цвет – 2 x Radeon HD 7950;
• Зеленый - GeForce GTX 590.

Arcania: Gothic 4

Настройки графики:

• Быстродействие: высоко;
• Качество теней: ультра;
• Тени: мир и геометрия;
• Динамичные тени: мир и геометрия;
• Качество текстур: высоко;
• Качество SSAO: высоко;
• Качество света: высоко;
• Качество персонажей: высоко;
• Качество мира: высоко;
• Качество частиц: Высоко;
• Радиус обзора: 100%.

Дополнительные настройки:

• Экспозиция;
• Блики;
• Детализация лиц;
• Постобработка.

Для начала рассмотрим режим с четырьмя вычислительными ядрами при включенном HT:

SLI в данной игре работает не очень эффективно, поэтому есть заметная разница в производительности между GTX 590 и парой HD 7950 во всём диапазоне частот процессора. Хотя, чем ниже частота процессора, тем ближе между собой участники, что ожидаемо при таких отличиях в производительности видеокарт.

График рейтинга производительности:

По сравнению с графиком AVG FPS разница в результатах непринципиальна, расклад сил тот же, разве что у GTX 590 падение рейтинга производительности происходит быстрее падения AVG FPS, что говорит о потери стабильности фреймрейта при снижении частоты работы ЦП. Хотя проявляется это всё же не сильно.

Четыре ядра/четыре потока:

В случае со связкой HD 7950 результаты на низких частотах слегка выросли, в то время как GTX 590 на выключение HT практически не отреагировала и по-прежнему показывает одинаковый FPS при частоте работы процессора что 2400 МГц, что 4800 МГц.

Теперь взглянем на график рейтинга производительности:

Результаты пары HD 7950 подтвердились, без HT они выступают чуть быстрее, чем с ним на низких частотах работы i7-2600K (2400-3000 МГц). А вот GTX 590, несмотря на ровный график AVG FPS, в плане значения рейтинга производительности немного сдала.

Взглянем на Frametimes GTX 590 при частоте работы процессора 4800 МГц и 2400 МГц.

4800 МГц:

2400 МГц:

Как можно видеть, при снижении частоты работы процессора линию графика начинает разрывать, появляются группы «быстрых» и «медленных» кадров, что комфортности игровому процессу явно не добавляет.

Перейдём к следующему режиму, два ядра/четыре потока:

Легко заметить, что двух ядер связке HD 7950 уже не хватает, налицо падение результатов со снижением частоты работы процессора, и в крайней точке (2400 МГц) пара HD 7950 и GTX 590 практически сравниваются, чего в режимах с четырьмя вычислительными ядрами и близко не было.

График рейтинга производительности:

Поведение карт соответствует тому, что можно было наблюдать в случае с графиком AVG FPS, отмечу, что при равном уровне FPS пара видеокарт AMD демонстрирует большее значение рейтинга производительности.

Взглянем на Frametimes GTX 590 и связки HD 7950 при частоте работы процессора 2400 МГц.

GTX 590:

2 x HD 7950:

Как можно видеть по графикам выше, в случае с парой HD 7950 график укладывается в гораздо меньшую ширину, показывая небольшой разброс между минимальным и максимальным временем построения кадров. В то же время GTX 590 местами просаживает производительность почти до отметки в 10 FPS.

Перейдём к следующему режиму, два ядра/два потока:

Выключение HT вкупе с работой на двух вычислительных ядрах ещё сильнее ударило по паре графических адаптеров AMD, хотя на GTX 590 это сказывается меньше. В общем, чем слабее процессор, тем GTX 590 ближе к связке HD 7950, причём при частоте работы процессора 2400 МГц видеокарта NVIDIA выходит вперед.

Рейтинг производительности:

График рейтинга производительности цифры среднего FPS в плане превосходства GTX 590 над парой HD 7950 не подтвердил, несмотря на более низкое среднее значение кадров в секунду связка AMD показывает лучший результат за счет большей стабильности работы. Похожая ситуация наблюдалась и в режиме два ядра/четыре потока, поэтому лишний раз перегружать статью графиками Frametimes смысла мало.

Подводя итоги по Arcania: Gothic 4, можно отметить, что для пары карт AMD очень желательно обзавестись процессором с четырьмя вычислительными ядрами, либо в случае наличия двухъядерного процессора разогнать его как можно сильнее. При варианте с GTX 590 требования к процессору не столь высоки, но это обусловлено тем, что во всех тестовых режимах она просто медленнее, чем пара HD 7950, отчасти это связано с не очень хорошей масштабируемостью SLI в данной игре.

Battlefield 3

Настройки графики:

• Качество графики: ультра;
• Качество текстур: ультра;
• Качество теней: ультра;
• Качество эффектов: ультра;
• Качество сетки: ультра;
• Качество рельефа: ультра;
• Сглаживание: 4x (множественная выборка);
• Обработка сглаживания: выс.;
• Размытие в движении: вкл;
• Анизотропная фильтрация: 16х;
• Глобальное затенение: HBAO;
• Вертикальная синхронизация: выкл.

Отмечу, что в данной игре против GTX 590 выступила одиночная HD 7950, поскольку в режиме CrossFireX система была крайне нестабильна, игра часто зависала ещё на стадии запуска, здесь, скорее всего, сказывается сырость драйверов.

Как и в случае с Arcania: Gothic 4, начнём рассмотрение с режима четыре ядра/восемь потоков:

Результаты обеих связок с уменьшением частоты работы процессора не падают, при этом на грани погрешности измерений можно наблюдать даже небольшой рост производительности при уменьшении частоты работы ЦП.

Если говорить о сравнении результатов HD 7950 и GTX 590, то всё же одному GPU против двух противостоять сложно, тем более что игра больше склонна к видеокартам NVIDIA.

График рейтинга производительности:

Да уж, результаты, мягко говоря, неожиданные: если с графиком AVG FPS расхождение цифр можно было как-то списать на погрешность измерений, то тут вырисовывается явная тенденция. Она заключается в том, что производительность видеокарт растёт при снижении частоты работы процессора, это справедливо как для GTX 590, так и для HD 7950. Отмечу, что на данном графике видеокарта AMD подобралась к представителю NVIDIA, всё же речь идёт о сравнении работы одиночного GPU против AFR связки.

Без Frametimes тут явно не обойтись. Дабы было видно поведение карт в динамике, приведу результаты HD 7950 и GTX 590 на частотах 4800 МГц, 3600 МГц и 2400 МГц:

• HD 7950.

4800 МГц:

3600 МГц:

2400 МГц:

Основная линия графика остаётся примерно одинаковой во всех тестовых режимах, плюс/минус одинаковый AVG FPS система показывает как на 4800 МГц, так и на 3600 МГц, так и на 2400 МГц. А вот количество точек вне основной линии графика, конечно, разнится – с каждым шагом уменьшения частоты работы процессора растёт минимальный FPS и падает максимальный. И если до максимального FPS пользователям дела нет, то уменьшение количества «медленных» кадров есть, и весьма заметное.

• GTX 590.

4800 МГц:

3600 МГц:

2400 МГц:

При переходе от 4800 МГц к 3600 МГц разницы между результатами практически нет, и поведение связки плюс/минус одинаково (одинаково плохое). На графике можно наблюдать кашу из множества точек, линия AVG FPS размыта вширь, что свойственно работе AFR связок. Хотя разница в количестве кадров в секунду всё же позволяет (несмотря на меньшую стабильность фреймрейта) показывать большее значение рейтинга производительности. Если говорить о переходе от 3600 МГц к 2400 МГц, то, как и в случае с HD 7950, можно наблюдать уменьшение разброса значений «мгновенного FPS» и меньшее количество точек вне основной линии графика, особенно в его нижней части.

Перейдём к следующему режиму тестирования, четыре ядра/четыре потока:

Переход к использованию режима «четыре ядра/четыре потока» позитивно сказался на уровне производительности, по крайней мере, в случае с AVG FPS уже не наблюдается рост результатов при снижении частоты работы ЦП. Всё вышесказанное актуально как для GTX 590, так и для HD 7950.

График рейтинга производительности:

Его данные подтверждают прошлый график с AVG FPS, не наблюдается ситуации, когда снижение частоты работы процессора приводило бы к росту уровня производительности. При этом и сами результаты после выключения HT подросли.

Для сравнения с тем, что наблюдалось ранее, графики Frametimes видеокарт HD 7950 и GTX 590 при частоте работы i7-2600K 4800 МГц.

HD 7950:

Разница очевидна и видна невооруженным глазом, после выключения HT можно наблюдать чистую линию графика, практически без лишних точек (без кратковременных взлётов или провалов производительности).

GTX 590:

График, конечно, не такой чистый, как у HD 7950, но всё же по сравнению с режимом «четыре ядра/восемь потоков» разница на примере GTX 590 заметна ещё сильнее, чем в случае с HD 7950.

Перейдём к следующему режиму, два ядра/четыре потока:

Расклад сил по сравнению с прошлым режимом не изменился, особой процессорозависимости в Battlefield 3 не наблюдается ни у HD 7950, ни у GTX 590. Разве что по сравнению с предыдущим режимом цифры AVG FPS всё же чуть упали.

График рейтинга производительности:

Он совпадает с тем, что показал график AVG FPS, расклад сил по сравнению с прошлым тестовым режимом остался без изменений, переход от четырёх реальных ядер к двум реальным и четырём виртуальным почти не отразился на производительности. На сей раз HT не привнёс какой-либо неожиданности, видимо, в режиме «четыре ядра/восемь потоков» ключевой проблемой была не работа HT, а именно наличие восьми потоков.

Приводить графики Frametimes при таком раскладе сил особого смысла нет, так что перейдём к следующему режиму тестирования, два ядра/два потока:

По сравнению с режимом «два ядра/четыре потока» практически нет ни разницы в результатах, ни изменений в общем раскладе сил. Не фиксировалось и падения производительности со снижением частоты работы процессора.

График рейтинга производительности:

По-прежнему без особых изменений, хотя на сей раз цифры всё же представляют интерес, если взглянуть на поведение HD 7950, у которой при снижении частоты работы ЦП можно наблюдать плавное падение рейтинга производительности при неизменном уровне FPS. Да и в целом уровень рейтинга производительности HD 7950 при переходе к режиму «два ядра/два потока» упал сильнее, нежели в случае с GTX 590. Взглянем на графики Frametimes HD 7950, сделанные на частоте работы процессора 4800 МГц и 2400 МГц.

4800 МГц:

2400 МГц:

Уже по первому графику становится ясно, что по сравнению с предыдущими графиками стабильность работы видеокарты упала, хотя и остается в разумных пределах. А вот при частоте работы процессора 2400 МГц ситуация серьезнее, появляется много провалов «мгновенного FPS», и в целом игровой процесс становится некомфортным.

Подводя итоги по данной игре, можно отметить лучшую оптимизацию под видеокарты NVIDIA, выражающуюся в нормальной работе SLI (против проблем с CrossFireX). Если же говорить о процессорозависимости, то она у Battlefield 3 минимальна, по сути, более-менее серьёзное падение результатов производительности можно наблюдать только в режиме «два ядра/два потока», да и то, это скорее относится только к HD 7950.

реклама