Несколько видеокарт разных поколений в одной и той же системе мы недавно тестировали, а сегодня решили заняться обратной задачей: взять одну видеокарту и протестировать ее совместно с разными процессорами. Точнее, на самом деле, специально мы ее не решали — результаты тестов нужны были и для других материалов. Однако, раз уж они все равно есть, решено было выпустить их в таком виде, благо мы не так уж часто делаем сводные материалы по процессорам разной производительности, а как она сказывается на игровом применении — многим интересно. Именно на нем мы и сосредоточимся.
Конфигурация тестовых стендов
| Процессор | Intel Pentium G4400 | Intel Core i3-6320 | Intel Core i5-6400 | Intel Core i5-6600K | Intel Core i7-6700K |
| Название ядра | Skylake | Skylake | Skylake | Skylake | Skylake |
| Технология пр-ва | 14 нм | 14 нм | 14 нм | 14 нм | 14 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 3,3 | 3,9 | 2,7/3,3 | 3,5/3,9 | 4,0/4,2 |
| Кол-во ядер/потоков | 2/2 | 2/4 | 4/4 | 4/4 | 4/8 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 64/64 | 64/64 | 128/128 | 128/128 | 128/128 |
| Кэш L2, КБ | 2×256 | 2×256 | 4×256 | 4×256 | 4×256 |
| Кэш L3 (L4), МиБ | 3 | 4 | 6 | 6 | 8 |
| Оперативная память | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 |
| TDP, Вт | 54 | 51 | 65 | 91 | 91 |
| Графика | HDG 510 | HDG 530 | HDG 530 | HDG 530 | HDG 530 |
| Кол-во EU | 12 | 24 | 24 | 24 | 24 |
| Частота std/max, МГц | 350/1000 | 350/1150 | 350/950 | 350/1150 | 350/1150 |
| Цена |
Итак, в сегодняшнем тестировании примут участие 11 процессоров. Не так уж и мало, но, как уже было сказано выше, эти результаты были получены не одномоментно и не для однократного использования :) Основными героями можно считать процессоры для платформы Intel LGA1151 — на данный момент наиболее актуальной. Соответственно, таковых будет почти половина, причем разных. Бюджетный Pentium G4400 — именно как представитель бюджетного сегмента. Core i3-6320 и i5-6400 — модели близкой цены и способные выполнять четыре потока вычислений одновременно, но один двухъядерный (пусть и с поддержкой HT) высокочастотный, а другой имеет четыре «настоящих» ядра низкой частоты: интересно оценить — что важнее. И две топовых в семействе модели: старший Core i5-6600K и самый быстрый i7-6700K.
| Процессор | Intel Core i3-2120 | Intel Core i7-3770 | Intel Core i7-4790K | Intel Core i7-5960X |
| Название ядра | Sandy Bridge | Ivy Bridge | Haswell | Haswell-E |
| Технология пр-ва | 32 нм | 22 нм | 22 нм | 22 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 3,3 | 3,4/3,9 | 4,0/4,4 | 3,0/3,5 |
| Кол-во ядер/потоков | 2/4 | 4/8 | 4/8 | 8/16 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 64/64 | 128/128 | 128/128 | 256/256 |
| Кэш L2, КБ | 2×256 | 4×256 | 4×256 | 8×256 |
| Кэш L3 (L4), МиБ | 3 | 8 | 8 | 20 |
| Оперативная память | 2×DDR3-1333 | 2×DDR3-1600 | 2×DDR3-1600 | 4×DDR4-2133 |
| TDP, Вт | 65 | 77 | 88 | 140 |
| Графика | HDG 2000 | HDG 4000 | HDG 4600 | — |
| Кол-во EU | 6 | 16 | 20 | — |
| Частота std/max, МГц | 850/1100 | 650/1150 | 350/1250 | — |
| Цена |
Но, раз уж мы взялись за Core i7, хорошо бы добавить к числу испытуемых «вершки» для LGA1155 и LGA1150. А также наиболее дорогой (до выхода Broadwell-E) Core i7-5960X для LGA2011-3 — официально самый мощный из «настольных» процессоров Intel. И старый Core i3 — для сравнения с новыми Core i3 (что мы уже делали, но при использовании лишь бюджетной видеокарты) и Pentium.
| Процессор | AMD Athlon X4 845 | AMD Athlon X4 860K | AMD A10-7850K |
| Название ядра | Carrizo | Kaveri | Kaveri |
| Технология пр-ва | 28 нм | 28 нм | 28 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 3,5/3,8 | 3,7/4,0 | 3,7/4,0 |
| Кол-во ядер(модулей)/потоков вычисления | 2/4 | 2/4 | 2/4 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 192/128 | 192/64 | 192/64 |
| Кэш L2, КБ | 2×1024 | 2×2048 | 2×2048 |
| Кэш L3, МиБ | — | — | — |
| Оперативная память | 2×DDR3-2133 | 2×DDR3-2133 | 2×DDR3-2133 |
| TDP, Вт | 65 | 95 | 95 |
| Графика | — | — | Radeon R7 |
| Кол-во ГП | — | — | 512 |
| Частота std/max, МГц | — | — | 720 |
| Цена |
И раз уж речь вообще зашла о бюджетных процессорах, было бы неправильным игнорировать продукцию AMD. В ограниченном пока количестве — лишь три модели для FM2+ (две из которых с процессорной точки зрения одно и тоже; почему мы и считаем, что процессоров всего 11, а не 12), но для грубой оценки положения дел их вполне достаточно.
Восемь систем были протестированы и с использованием встроенного графического ядра при наличии 8 ГБ оперативной памяти: в точности, как мы поступаем всегда в «основной линейке» тестов. Остальные три так использовать не получилось, поскольку в двух процессорах IGP просто нет, а еще один в такой конфигурации уже вызывает проблемы с частью приложений. Но основным «тестовым режимом» в любом случае был не этот — в наибольшей степени нас интересовали результаты в паре с дискретной видеокартой, в качестве которой использовался Radeon R9 380. На сегодняшний день далеко не самое мощное решение, но, в принципе, пригодное для (все еще) не слишком дорогого игрового компьютера. Либо просто компьютера, на котором планируется более-менее регулярно играть. Без особого фанатизма (иначе имеет смысл покупать более мощные видеокарты, а не тратиться на топовые процессоры), но и не ограничиваясь минимальными настройками игр трехлетней давности. А заодно, как раз и неигровое использование оценим.
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Здесь же вкратце напомним, что базируется она на следующих четырех китах:
- Методика измерения производительности iXBT.com на основе реальных приложений образца 2016 года
- Методика измерения энергопотребления при тестировании процессоров
- Методика мониторинга мощности, температуры и загрузки процессора в процессе тестирования
- Методика измерения производительности в играх iXBT.com образца 2016 года
А подробные результаты всех тестов доступны в виде полной таблицы с результатами (в формате Microsoft Excel 97-2003). Непосредственно же в статьях мы используем уже обработанные данные. В особенности, это относится к тестам приложений, где все нормируется относительно референсной системы (как и в прошлом году, ноутбука на базе Core i5-3317U с 4 ГБ памяти и SSD, емкостью 128 ГБ) и группируется по сферам применения компьютера.
iXBT Application Benchmark 2016
Поскольку системы имеют разную производительность, мы решили обойтись без подробных результатов по всем группам приложений, ограничившись «средней температурой по больнице». По которой, кстати, хорошо видно, что не настолько уж они принципиально разные — всего-то «два конца от конца до конца». Казалось бы, немало, но, с другой стороны, разброс цен на порядок больше. А вот пропорционального ему прироста производительности — не наблюдается. Точнее, уровнем ниже Core i3 можно что-то выгадывать за небольшие деньги (почему мы и считаем эти процессоры средним классом), а вот выше — крайне сложно. И только в каких-то частных случаях.
Но нам сегодня важно не это, а практически полная независимость результатов от видеокарты и емкости памяти. Со вторым, можно сказать, просто «повезло» — значит, все тестовые задания вполне укладываются в 8 ГБ. И, следовательно, объем выбран правильно — большее значение только увеличило бы энергопотребление, но не более того. Из чего не следует достаточность 8 ГБ всегда и всюду — есть задачи, для решения которых уже сейчас не повредит 16, 32, а то и 64 ГБ или даже больше. Но 8 продолжает оставаться разумным минимумом, на который вполне можно ориентироваться при сборке/покупки многоцелевого компьютера.
А вот то, что намного более мощная видеокарта в общем и целом практически ничего не дает (несмотря на то, что в отдельных тестах иногда полезна), стоит оценивать двояко. Положительно — это позволяет и сейчас сравнивать быстродействие систем с разным видео. Не идеально точно, но примерно — можно. Что достаточно удобно при изучении ноутбуков, например, где гибкости в конфигурировании системы производители обычно не дают. Недостаток же тоже очевиден — несмотря на то, что разговоры об использовании видеокарт не только в играх, ведутся уже много лет, в основном разговорами они и остаются. Кое-где кое-когда вычисления на GPU позволяют действительно увеличить производительность, но происходит это эпизодически и на общем уровне быстродействия компьютерных систем все еще не сказывается. Последнее по-прежнему в основном определяется центральным процессором. Причем именно «процессорной» его частью. Поэтому именно ее быстродействие продолжает иметь высокое значение, но давно уже увеличивается очень медленными темпами, что вызывает определенное недовольство части пользователей. Причем, как видим на примере Core i7-5960X, увеличением количества ядер в массовом ПО тоже добиться удается не слишком многого. C другой стороны, что первое, что второе расстраивает в основном т. н. энтузиастов, а нормальным потребителям компьютерной техники напротив — позволяет не тратить на нее слишком много и слишком часто. Так что, как обычно, у каждой медали две стороны.
Энергопотребление и энергоэффективность
Ответ на то, почему рост производительности в последние годы оказывается достаточно скромным, частично можно обнаружить на этой диаграмме — как видим, основные силы производителей нацелены на снижение энергопотребления, что позволяет использовать все более мощные процессоры во все более жестких условиях эксплуатации, но бьет по большим пыльным ящикам. С другой стороны, и последним тоже какие-никакие бонусы приносит — как видим, тот же восьмиядерный Core i7-5960X энергии потребляет больше, чем i7-6700K, но его «прожорливость» вполне сравнима с Core i7 для LGA1155/1150 и даже двухмодульными (!) процессорами AMD (во всяком случае, это верно при использовании дискретных видеокарт). Это несмотря на то, что платформа вообще говоря в рамках житейской логики считается «горячей» — на самом деле нет никаких препятствий для использования восьми-, десяти- и более «ядерных» решений даже во многих корпусах Mini-ITX. Если, конечно, есть, как задействовать их потенциальные возможности — как мы уже видели, не так уж часто это получается. А почему, кстати, в таком случае производители борются за снижение энергопотребления? На массовом рынке драйвером этого процесса являются ноутбуки и мини-ПК, в данном же случае — разнообразные blade-серверы и иже с ними: тоже жесткие условия по энергопотреблению и охлаждению («прокормить» и «охладить» хороший вычислительный кластер — это не игровой ПК просчитать и собрать :)), но при необходимости в повышенном количестве ядер.
К чему это приводит в плане «энергоэффективности»? Посмотрим на примере того же i7-5960X, который по этому параметру проигрывает ровесникам, но с легкостью громит настольные системы прошлого (типа LGA1155) или неудавшегося настоящего (типа FM2+). А еще хорошо видно, что, если в плане производительности в массовых задачах дискретная видеокарта была элементом бесполезным, то с точки зрения экономии энергии она вообще вредна. Причем чем эффективнее платформа, тем хуже ей становится от добавления видеокарты. И это, даже, несмотря на то, что пока полное энергопотребление таковых мы не измеряем — хватило и «приварка» проходящего через системную плату. Таким образом, по совокупности, дискретную видеокарту нужно использовать только для решения таких задач, которые без нее вообще пока не решаемы. А из ПО массового назначения, с которым регулярно сталкивается более-менее заметное количество пользователей, таковым, как и ранее, является преимущественно игровое. Точнее, даже часть такового — до сих пор огромное количество игр вообще никакого 3D не содержат. Но вот если оно нужно... Посмотрим, что получится.
iXBT Game Benchmark 2016
Формально игра считается процессорозависимой и не слишком требовательной к видеосистеме, но многое зависит от настроек — как видим, на максимальных в Full HD восемь систем из 11 демонстрируют одинаковый результат, определяемый видеокартой. «В пролете» только процессоры, имеющие низкую «однопоточную» производительность — т. е. старые решения Intel и любые AMD. И те, и другие, как видим, и снижение разрешения не спасает — это именно проблемы процессоров. Если, конечно, считать это проблемами — приличная видеокарта максимальные настройки все-таки вытягивает, а к интегрированной графике до сих пор претензии возникают и на минимальных. То есть даже при ориентации на такие игры видеокарта важнее.
По сути, в «корабликах» от видеокарты производительность зависит еще меньше, чем в «танчиках», на что намекает совпадение результатов в двух разрешениях. К списку отстающих здесь уже можно добавить и некоторые из современных Pentium, хотя тут уже снижение кадров невелико (напомним, что более 75 в этой игре получить «не дает» движок. В общем, в данном случае уже желателен в первую очередь хороший быстрый процессор. Видеокарта — постольку-поскольку.
Старые гонки — один из немногих случаев, когда «четыре потока лучше двух». Впрочем, придавать этому существенное значение стоит лишь тогда, когда потоки одинаковые — например, Pentium и Core i3 одного поколения. Если разных, то может получиться и так, что разница окажется номинальной. Но она есть — старенький i3-2120 все-таки обгоняет современный Pentium G4400 той же частоты. А вот дальше — опять «выходим на видеокарту». Увеличив мощность последней, скорее всего, сдвинем и «точку насыщения», хотя при частоте кадров over 90 даже при максимальных настройках это, конечно, имеет уже чисто теоретическое значение.
Вполне возможно, что со временем это будет касаться и F1 2015. Однако пока куда более заметна зависимость производительности от одного потока, во-первых. И влияние видеокарты, во-вторых. Тот же R9 380, как видим, «выложиться на полную» в FHD заставят, по-видимому, и старые Core i5, но Pentium (даже новым) это не под силу. Но играть можно и на них, и даже на Athlon X4.
А вот пример игры, где производительность в основном определяется видеокартой. С другой стороны, частоты кадров в FHD маловато, так что на практике нужно будет снизить разрешение и/или качество изображения. Или приобрести более мощную видеокарту — во всех этих случаях хорошо видно, что старых или бюджетных (тем более, старых бюджетных) процессоров будет «маловато». Но лучше так, чем с любым процессором и старой или бюджетной видеокартой :)
Хороший пример процессоронезависимой игры. Кстати, и относительно «свежей» при этом, а не шестилетней давности, как очень «процессорозависимый» Grid 2. Однако в ней практически все определяется видеокартой и только ей — R7 260Х с любым процессором и в HD работает медленнее, чем R9 380 тоже с любым, но в FHD.
Hitman хорошо «ложится» на архитектуру AMD, что, тем не менее, процессоры конкурента вполне могут переломить грубой силой. В общем, «точка насыщения» здесь там же, где и в большинстве прочих игр — в районе современных Core i3. Причем только в низком разрешении или ослабленных настройках — в противном случае в видеокарту «упереться» намного проще. Особенно в тех случаях, когда стоимость таковой оказывается сопоставимой или даже более низкой, чем у используемого процессора — такие перекосы в игровом компьютере недопустимы. Но возможны, если игры — не единственное и не главное предназначение последнего.
Один из немногих случаев, когда лучше иметь больше ядер меньшей частоты, чем меньше — большей. При использовании одинаковой микроархитектуры последних, разумеется: разницы из-за этого фактора за прошедшие годы набежало немало. В итоге и видим, как современный Pentium с легкостью побеждает что старые Core i3, что Athlon X4, однако с качественной (а не количественной) точки зрения всех упомянутых недостаточно для полного задействования возможностей данной (уже далеко не топовой) видеокарты в этой конкретной игре. А вот современных Core i3 — достаточно, хотя при снижении разрешения (и нагрузки на видеокарту, соответственно) даже 6320 оказывается самым медленным из «достаточных» испытуемых. Ну и, собственно, что? С практической точки зрения — уже ничего. В отличие от бюджетного сегмента, представители которого, как видим, производительность ограничивают критичным образом.
Еще одна чисто «видеокарточная» игра. Уже вторая в наборе, но более старая, чем первая. Собственно, по факту видим, что такие игры выходили, выходят и будут выходить и дальше. К вящей радости поклонников мощных видеокарт, не желающих при этом обновлять платформы — оно и не нужно.
Однако даже в таких проектах бывает, что и не повредит. Так, в «полном» разрешении все испытуемые равны, поскольку производительность жестко «уперлась» в видеокарту. Но если ее немного «разгрузить» (или заменить на более мощную, что в данном случае одно и тоже), поскольку в таком режиме частота кадров лишь немногим превышает комфортную грань, опять оказывается, что старые или бюджетные (а особенно — старые бюджетные) процессоры к некоторым потерям производительности приводят. Потенциальной, конечно: лучше уж играть на i3-2120 и R9 380, чем на i3-6320 и R7 360. Соответственно, если возникает вопрос — что модернизировать в первую очередь в старом компьютере (когда на все и сразу денег недостаточно), ответ на него очевидный: пусть уж лучше более мощная видеокарта «не полностью раскроется», чем менее мощная просто не даст играть.
Третья по счету (на сегодня) игра, в которой все целиком и полностью определяется видеокартой. Первая — где взятого для тестирования R9 380 попросту «не хватает» на FHD с максимальными настройками. Впрочем, и снижение разрешения (в отличие от предыдущего случая) совсем ничего не дает.
 |
 |
Движок UE3 — ветеран на рынке, причем все еще никак не собирающийся уходить с оного :) Для современных игровых компьютеров, понятно, весьма «легкий», что сказывается и на играх, его использующих. Впрочем, приличная видеокарта им по-прежнему нужна, а вот мощный процессор — не слишком. Хотя и позволяет получить более высокую частоту кадров, причем иногда можно заметить и какой-то прок от увеличения количества ядер, но, как и в других рассмотренных выше случаях, лишь при прочих равных. Некогда (во времена господства LGA1155) Core i5 были отличным решением для игрового компьютера не только (и не столько) из-за наличия четырех физических ядер, а во многом из-за того, что тактовые частоты Pentium и Core i3 искусственно «зажимались» производителем. Сегодня этого уже не наблюдается. Впрочем, Pentium все равно нередко оказываются «вне игры» из-за того, что двух потоков вычисления, поддерживаемых ими, может и «не хватить», а вот высокочастотные Core i3 чаще всего с работой прекрасно справляются. Правда, стоят они уже почти на уровне младших Core i5, но нередко и обгоняют их.
Итого
В принципе, ничего существенно нового мы в процессе тестирования не обнаружили — скорее, нашли очередное подтверждение высказанным ранее предположениям. В частности, хорошо видно, что дискретные видеокарты давно уже являются нишевым решением, вне этих ниш способным только все «испортить», поскольку там они не просто бесполезны, а вредны. Собственно, нет ничего удивительного, что основная ставка много лет как сделана на интегрированные GPU, причем в части сфер применения современных процессоров никаких других GPU не встречается в принципе: например, на рынке невозможно найти планшет с дискретным видео (за исключением разве что такого забавного зверька, как Panasonic Toughpad 4K, но к планшетам это устройство массой 2,5 кг относится лишь условно).
Однако бывают задачи, для решения которых до сих пор невозможно обойтись никаким встроенным графическим решением. С точки зрения более-менее массовых программ, знакомых большинству пользователей компьютеров, таковыми являются игры. Точнее, не все игры, а активно использующие 3D-графику, что ныне встречается в самых разных жанрах: к примеру, минимальные требования вышедшей в этом месяце космической стратегии Stellaris включают видеокарту класса Radeon HD 5770, что, как мы недавно убедились, несколько выше возможностей интеграшек. Из этого не следует полная невозможность игры на более слабых, чем прописываются разработчиком, решениях — просто придется устанавливать качество на минимальный уровень, «до упора» снижать разрешение и т. п. В общем, большого удовольствия такие «игры» не доставят. Таким образом, собирая именно игровой компьютер (независимо от цены), в первую очередь придется, как и прежде, танцевать «от видеокарты». Центральный процессор же играет в таких задачах вспомогательную роль, так что вполне можно использовать старое эмпирическое правило: он может стоить примерно вдвое дешевле видеокарты. Более дорогой процессор в играх ничего не даст, хотя может пригодиться в других задачах: все-таки ПК — это не игровая приставка (которой, кстати, вполне можно ограничиться, когда кроме игр ничего не требуется). Более дешевый процессор не всегда позволит получить максимум производительности, достижимый с конкретной видеокартой, но она все равно будет выше, чем обеспечивают более дешевые модели видеокарт. Тем более, что разница между процессорами если и проявляется, то обычно на частоте кадров 50+, а в этом случае иногда возникает соблазн увеличить разрешение и/или настройки качества графики, что увеличит нагрузку на видеокарту и нивелирует разницу между процессорами.
