3DMark 2005Pro: Тестирование 40 карт / Видеокарты

Производитель: Futuremark

Введение

Начиная со времен 3DMark 2001, тесты компании Futuremark стали стандартным инструментом измерения производительности видеокарт для всех производителей подобной продукции. По крайней мере, только эти тесты можно увидеть на экранах тестовых лабораторий компаний, и только на этих тестах производится прогонка готовой продукции на заводах. Однажды я был сильно удивлен увидев SPECviewperf на одном из экранов тестовой лаборатории Leadtek - оказалось, что тестировали новую Quadro :-)

Можно скандалить, возмущаться, игнорировать и проклинать, но факт остается фактом - именно цифры полученные на тестовых пакетах Futuremark, таких как 3DMark2001SE и 3DMark2003, до недавнего времени служили ориентиром для производителей и обязательно фигурируют в документации и даже зачастую прикладываются к присланным семплам графических карт. Это индустриальный стандарт и инорировать его невозможно. Станет ли им нынешняя новинка? Безусловно да, более того, скорее всего, он заменит собой морально устаревший 3DMark2001SE.

2001SE был бенчмарком, меряющим производительность всей системы в целом. Так, например, результат первого игрового теста (Car Hi+Car Low) – очень мало зависел от разгона одной видеокарты, а серьезный прирост в нем можно было получить ТОЛЬКО вместе с разгоном CPU. Dragothic и Nature – тесты, действительно, в большей степени зависящие от видеокарты, а Lobby (High+Low) – зависели в основном от подсистемы проц+память. Резалт в них напрямую зависел от частоты проца, от того, в синхроне или в асинхроне память, и от таймингов. Этим и объясняется довольно маленький прирост в 2001SE при разгоне только VGA, без CPU, в отличие от 2003. То есть, обобщая, можно сказать, что в отличие от 2001SE, 2003 практически полностью зависит исключительно от видеокарты (за исключением первого теста, где процессорозависимость проявлялась гораздо больше, чем в трех остальных). И в этом 2005 – скорее наследник 2003, чем 2001SE.

Бенчмарк

Как и в предыдущих своих инкарнациях, 3DMark 2005 состоит из набора тестов - знакомые Game Tests, CPU Test, Feature Test и новый Batch Size Test. Что они из себя представляют и каков расклад современных видеокарт в этом тесте мы попытаемся рассказать в данном обзоре. Сразу же необходимо отметить тот факт, что абсолютно все тесты из набора требуют поддержки PS 2.0, либо 3.0. Т.е. все громадное разнообразие VGA начиная со времен GeForce 4 и ниже - не поддерживаются.

Игровой тест

Итоговый результат в традиционных "марках" формируется из результатов трех игровых тестов. Если необходимо снять только эту цифру, всё остальное можно не помечать.

Формула по которой производится вычисление итогового результата:

3DMark05 Score = (Game Test 1 * Game Test 2 * Game Test 3)^0.33 * 250

В предыдущих 3DMark 2001/2003 было 4 игровых теста. Сейчас только три, причем все они реализованы на едином движке, отличаются только наборы используемых шейдеров, условиями освещенности и текстур материалов.

Первый игровой тест Return To Proxycon (Возвращение на Проксикон) предлагает посмотреть продолжение битвы на космическом корабле из 2003-ей версии (Battle of Proxycon). Грузовой корабль атакован неслабо экипированными братками и с честью терпит поражение. Зрелище впечатляющее и первые раз 20-ть смотрится без отвращения. Внутреннее пространство корабля представляет крайне детализированную демосцену с восьмю источниками освещения.

Второй игровой тест Firefly Forest прямой наследник Mother Nature. Действие происходит в ночном волшебном лесу и имеет два источника освещения - лунный свет в сочетании с парящим светлячком. Картина максимально фотореалистична. Самый сложный тест из всех трех.

И последний тест - Canyon Flight. Летучий корабль проходит сквозь водный каньон и вступает в неравную схватку с чудовищным монстром. По сложности тест уступает Firefly Forest, что хорошо будет видно в тестировании (всего один источник освещения - солнце), но реализация водного пространства - одна из самых лучших в графической индустрии из всего созданного.

Тем не менее в реализации физической модели воды есть и баги. Например, как при выныривании и падении монстра, есть красивые брызги и водная пыль, но абсолютно нет никакого волнения волн, что просто невозможно при падении подобного тела в воду. Волны должны быть таковы, что накрыли бы пролетающий корабль вместе с боцманом и капитаном.

Ну да простим разработчиков ;-)

Тест CPU

Впервые CPU тест в пакете 3DMark появился в предыдущей версии - 3DMark2003. Сейчас тестирование проводится на основе первой и третьей игровой демосцене в разрешении 640x480. Разработчики поступили просто и оригинально - переложили исполнение вершинных шейдеров на центральный процессор который совершенно не готов для выполнения подобных задач, тем самым загрузив его настолько, что влияние любой видеокарты в подобных условиях действительно минимально.

Формула по которой производится вычисление итогового результата CPU Test:

CPU Score = (CPU Test 1 * CPU Test 2)^0.5 * 1500

Наличие и учет влияния HyperThreading также реализовано. Для сравнения можно продемонстрировать всего две цифры снятые на нашем стенде:

P4 3.6Mhz LGA	CPU score 3DMark 2005 Pro
ATI X700 Pro c HyperThreading	4880
ATI X700 Pro без HyperThreading	4550

Разница в 7% - это уже не шум. Пожалуй, один из немногих тестов, где разделение потоков реализовано настолько удачно, что хорошо просматривается.

Так же интересно было посмотреть посмотреть процессорозависимость нового теста:

Снижение частоты CPU на 13% привело к падению производительности графической карты на 6% (P4 3,6 ->P4 2,8). Можно констатировать факт низкой процессорозависимости. Интересно, что при разгоне процессора до 3,8Mhz - цифры сравнялись ;-)

Features Test

От версии к версии тесты собранные под крышей "Features test" становятся все более логичными.

Если в 3DMark2001SE было два раздела "Теоретическая" скорость и "Функции DX8", то в 3DMark 2003 их впервые объединили в единый раздел. Вполне логичное решение.

Но строгой ясности картины мешал странный Ragtroll - место которому в игровых тестах, а никак не в разделе тестирования скорости реализации отдельных функций. 3DMark 2005 в этом плане более стог и логичен.

Fill Rate
Теоретическая величина пропускной способности памяти. Скорость заполнения рассчитывается для режимов обычного текстурирования и мультитекстурирования. В режиме наложения одной текстуры сцена реализована как 64 поверхности с одним текстурным слоем на каждой, а в режиме мультитекстурирования как восемь поверхностей по восемь текстур. В идеальном случае на всех разрешениях результаты должны быть примерно равны. Но реальность всегда едина и вчера и сегодня - с ростом разрешения пропускная способность памяти, совсем немного, но растет.


3DMark 2005 Single-texturing	3DMark 2005 Multi-texturing

Pixel Shader
Цифра 2.0 почему-то не значится в названии этого теста. Возможно, в следующих фиксах и патчах, когда и в картах ATI появится PS3.0 и карты обоих конкурентов можно будет поставить в равнозначные условия, тест обретет поддержку PS3.0. А пока... измеряется скорость исполнения только вторых пиксельных шейдеров.

Vertex Shader
Вершинные шейдеры на этот раз разделены на два теста - простые и комплексные. В первом случае реализована элементарная трансформация четырех моделей монстра. Сцена более характерна для OGL пакетов типа Maya и 3DMax, а вот комплексный случай с колышашейся травой уже более приближен к игровой реальности. Шейдер очень сложен и полностью соответствует спецификации DX9.0


3DMark 2005 VS-simple	3DMark 2005 VS-complex

Batch Size Tests
В прошлогоднем тесте место в меню, которое сегодня занимает Batch Size Tests, было отдано тестированию звуковой подсистемы компьютера, но за невостребованностью этого теста - было выкинуто. Нынешний тест Batch Size Tests несколько более полезен и позволяет оценить скорости отрисовки простых полигонов объединенных в группы различной сложности, от 8 до 32768 треугольников.


Batch Size Tests 8-triangles	Batch Size Tests 2048-triangles

Традиционно выпущен Whitepaper в котором подробно рассмотрены все используемые технологии и пояснения каждой опции - 3DMark05_Whitepaper_v1_0.pdf (657kb).

Желающие могут ознакомиться с его полным переводом на множестве популярных сайтов (например здесь), а нам пора переходить к самому интересному - тестирование видеокарт в новом тесте. Всего будет представлено 12 карт PCI-E (плюс данные по встроенной графике i915G) и 28 карт AGP. Так как мы попытались максимально приблизить производительность наших стендов PCI-E и AGP, то напоследок мы соединим полученные результаты для полноты восприятия картины. Возможно, это не слишком корректно, но по крайней мере интересно ;-)

Тестирование карт PCI-E

Мы использовали только "канонические решения", т.е. только те карты, которые имеют рекомендованные частоты ядра и памяти. Так же, использованы именно те драйверы которые рекомендуют производители. Для ATI это их последний Catalyst 4.10 WHQL, для NVIDIA - ForceWare 66,81 beta.

Первое, что обращает на себя внимание - некоторая нервозность графиков. В помине нет той плавности, предсказуемости и красоты линий, которую мы наблюдали в 3DMark 2003. Что это? Сырость драйверов, самого 3DMark 2005 или неготовность самих графических ядер к играм следующего поколения? В идеале, каждая карта должна была продемонстрировать совершенно идеальную дугу, но этого нет. Почему?

Небольшой провал всех графиков верхних карт в разрешении 800x600 обусловлен тем, что процессор P4 3,6 слишком слаб для игровых тестов 3DMark 2005 - сцены настолько детализованы, что в нижнем разрешении он просто не успевает их готовить, а разнобой дуг в разрешении 1600x1200 - следствие различного объема набортной памяти карт. В случае использования 256Mb - все нормально, в случае 128Mb - провал. Еще год назад использование набортной памяти объемом 256Mb было не более чем маркетинговым ходом для подчеркивания крутизны Hi-End решений, только сейчас, с выходом DOOM3 и 3DMark2005, можно можно реально увидеть разницу в производительности одной и той же карты в исполнении 128/256Mb без включения AA и AF. Вывод прост - тест расчитан на системы следующего поколения, на более мощные процессоры и карты Hi-End уровня объемом 512Mb и Middle-level 256Mb. Только в этом случае графики перестанут плясать.

Так же обращает на себя внимание огромное окно между GeForce 6600GT и GeForce 6600. Пояснение Алана Тике: "Окно из частот, организованное за счёт разницы 6600 и 6600GT, может быть использовано производителями карт для создания собственных продуктов. К отходу производителей от этих спецификаций NVIDIA относится лояльно."

Отлично видна граница между рыночными нишами карт: от GeForce 6600 и ниже - low-end, средний сектор это GeForce 6600GT / Radeon X700XT/Pro и верхний из Radeon X800XT / GeForce 6800GT, причем это справедливо для всех "игровых тестов" пакета 3DMark 2005Pro. К сожалению, для полноты картины мы не смогли достать одну единственную карту - GeForce 6800Ultra в исполнении PCI-E. Пока что, эта карта существует только в исполнении инженерных семплов и действительно крайне редка. Впрочем, в реальной продаже не достать и X700 XT и ReForce 6600GT :-) Но, по крайней мере, их уже реально выпускают несколько компаний.

На этот раз технология пиксельных шейдеров реализована у NVIDIA крайне удачно. X800XT лишь не намного обгоняет GeForce 6800GT, что означает одно - верхняя ultra победит с хорошим отрывом. Переходим к вертексным конвеерам:

А вот с вертексными шейдерами у NVIDIA большие неприятности. Верхняя карта среднего уровня от ATI - X700XT обгоняет 6800GT! И такой сдвиг по всем секторам. Объяснение очевидное - архитектура вертексных шейдеров от ATI реализована эффективней чем у NVIDIA. Посудите сами, если даже ATI X700 (6VP - карта middle-level) обходит 6800GT (6VP - карта hi-level) по производительности этих самых вертексных шейдеров - то это уже неприятно. Что же говорить о серии GeForce 6600 с их тремя VP. X700 был анонсирован на месяц позже GeForce 6600 - кто ж мог знать, что ATI подложит такую свинью в среднем секторе, который превзойдет NVIDIA в Hi-End.

В этом тесте прекрасно видно, насколько архитектурно отличаются Series 6 от Series X.

Тестирование карт AGP

Старые карты тестом не поддерживаются, но все же одна Ti4200 в тест включена - по ней сняты показатели Fill-Rate и Batch Size Tests - единственное, что можно снять для серии Ti на этом тесте.

В верхнем секторе современных карт - никаких неожиданностей, все нормально. А вот то что творится с картами предущего поколения - просто беспредел. "GeForce FX5950 Ultra" стоит ниже "Radeon 9600Pro"!

Сводное тестирование 40 карт

Теперь попытаемся свести все воедино для полноты картины. Конечно, стенды различны, но мы изначально попытались их максимально приблизить: P4 3.2 был разогнан до 3,52 (FSB=220) при сохранении синхронного режима работы памяти DDR400->DDR440 и низких таймингов, ему противостоит P4 3.6 LGA775, DDR2 533 с высокими таймингами (4:4:4).

X800XT Platinum Edition на AGP стенде упорно показывал меньший результат, чем обычная X800XT на PCI-E. Но это не ошибка тестирования - это тот самый случай, где шина PCI-E уже начинает демонстрировать свое преимущество по полосе пропускания.

Выводы:

Итак выводы. Первое что обращает на себя внимание - по версии 3DMark 2005Pro, карты NVIDIA проигрывают аналогичным ATI. Причем, если для современных карт не фатально, то для предыдущей серии GeForce FX - просто смертельно. Судите сами - фаворит предыдущего поколения GeForce FX 5950Ultra заработала 1265 марков, пропустив вперед такое карты как Radeon 9600Pro (1333), Radeon 9600XT (1529), GeForce 6600 (1911) Radeon 9700Pro (1926) и так далее. А GeForce FX 5900XT (1003) проиграла ATI X300 (1007). Это просто поразительно!

Самая большая тайна NVIDIA:

В чем дело? Этого не может быть, карты совершенно разного уровня. Тем не менее - может. Дело в том, что запустив новый чип (в данном случае Series 6), NVIDIA полностью прекращает оптимизацию предыдущих решений в драйверах. Специалистам по оптимизиции хватает работы на новых полях - стратегически это важнее. А короткому конвееру ATI, с высокой предсказуемостью прохождения данных, никакие дополнительные оптимизации не нужны. А NVIDIA держится только на этих самых оптимизациях уже много лет.

Стали ли с выходом этого теста карты NVIDIA хуже? Для старых игр нет :-) Они как летали - так и будут летать. А вот в новых ожидаемых играх - все непросто, поскольку под новые игры карты серии FX оптимизироваться скорее всего будут во вторую очередь. Впрочем, мы уже наблюдали эту историю для серии Ti.

Итак, владельцам предыдущих карт NVIDIA FX скорее всего придется их заменить - на что, пусть решают сами. А обладатели Radeon 9700Pro и выше могут не торопиться.