Arial Georgia Tahoma Times New Roman Verdana

Сравнительное исследование
профессиональных 3D-акселераторов
в SPECviewperf 6.1.2:
март-апрель 2002 года

Исследование в SPECviewperf 6.1.2.

Итак, переходим к заключительной фазе нашего исследования. В этой части мы посмотрим на производительность карт при работе с набором тестов под общим названием SPECviewperf.

Данный набор тестов был специально разработан для вычисления производительности видео подсистемы компьютера под управлением OpenGL. Каждый тест показывает вполне реальную работу карты, как если бы, она работала в реальном приложении.

Основные отличия этих тестов таковы:

• Все данные разрабатывались и используются в реальных приложениях
• Все параметры рендеринга и моделей разрабатывались независимыми производителями (independent software vendors (ISVs))и пользователями
• Результаты выводятся в общепризнанном количественном выражении: fps (frames per second)

Что же измеряют эти тесты? Я приведу полный список на английском языке, поскольку не уверен, что мой перевод будет адекватным, английские же термины достаточно понятны людям, работающим с ускорителями профессионально:

• 3D primitives, including points, lines, line_strip, line_loop, triangles, triangle_strip, triangle_fan, quads and polygons;
• attributes per vertex, per primitive and per frame;
• lighting;
• texture mapping;
• alpha blending;
• fogging;
• anti-aliasing;
• depth buffering

Что же, это на самом деле наиболее полный набор тестирования для профессионального ускорителя.

Теперь перейдем к исследованию. Я немного расскажу о каждом тесте и приведу результаты. После чего подведем итоги.

Advanced Visualizer Viewset

Первый тест — это Advanced Visualizer Viewset или сокращенно AWadvs-04. Вот описание данного теста на английском языке, так как я опять же не рискну переводить всё это на русский язык, боясь потерять смысл:

• Geometric, analysis, and motion data importation from a wide range of CAD, dynamics and structural systems.
• Automatic object simplification and switching tools for working with ultra-large production data sets.
• Motion for an unlimited number of objects, cameras, and lights with Wavefront SmartCurve editing techique.
• Interactive test rendering and high-quality, free-form surface rendering
• Software rotoscoping for matching computer animation with live action background footage.
• Realistic imaging effects, including soft shadows, reflection, refraction, textures, and displacememt maps, using Wavefront's fast hybrid scanline/raytracing renderer.
• Interactive image layering and output to video with Wavefront's new Recording Composer.
• Powerful scripting and customization tools, open file formats, and user-defined interfaces.

В этом тесте собрано 10 подтестов, если можно так выразиться. Вот что это значит:

И теперь давайте посмотрим на результаты нашего тестирования.

Явные лидеры в этих тестах — новейшие профессиональные ускорители от компании NVIDIA. Причем, на стенде Athlon XP Quadro4 750XGL несколько опережает свою старшую сестру, на мой взгляд, это из-за того, что производительность самого GPU зажата производительностью CPU системы. Диаграмма по стенду на Pentium 4 подтвержает это, и вы видите, как резко ушли вперед эти ускорители.

DesignReview Viewset

Второй набор тестов DesignReview Viewset или сокращенно DRV-07.

Вот описание этого теста:

DesignReview is a 3D computer model review package specifically tailored for plant design models consisting of piping, equipment and structural elements such as I-beams, HVAC ducting, and electrical raceways. It allows flexible viewing and manipulation of the model for helping the design team visually track progress, identify interferences, locate components, and facilitate project approvals by presenting clear presentations that technical and non-technical audiences can understand.

On the construction site, DesignReview can display construction status and sequencing through vivid graphics that complement blueprints. After construction is complete, DesignReview continues as a valuable tool for planning retrofits and maintenance. DesignReview is a multi-threaded application that is available for both UNIX and Windows NT.

The model in this viewset is a subset of the 3D plant model made for the GYDA offshore oil production platform located in the North Sea on the southwest coast of Norway. A special thanks goes to British Petroleum, which has given the SPECopc^SM subcommittee permission to use the geometric data as sample data for this viewset. Use of this data is restricted to this viewset.

DesignReview works from a memory-resident representation of the model that is composed of high-order objects such as pipes, elbows valves, and I-beams. During a plant walkthrough, each view is rendered by transforming these high-order objects to triangle strips or line strips. Tolerancing of each object is done dynamically and only triangles that are front facing are generated. This is apparent in the viewset model as it is rotated.

Most DesignReview models are greater than 50 megabytes and are stored as high-order objects. For this reason and for the benefit of dynamic tolerancing and face culling, display lists are not used.

The updated DRV-07 shaded model contains 367178 vertices in 42821 primitives. Vertex arrays are used to send the data to mirror the current release of the Design Reivew application. The color and material changes are taken directly from the GYDA model.  The wire frame model contains 1599755 vertices in 94275 primitives.

There are 5 tests specified by the viewset that represent the most common operations performed by DesignReview. These tests are as follows:

И теперь давайте посмотрим на результаты нашего тестирования.

Лидеры не изменились по сравнению с первым тестом, по-прежнему Athlon XP сдерживает мощь ускорителей.

Data Explorer

Третий набор тестов Data Explorer или сокращенно DX-06.

Вот описание этого теста:

The IBM Visualization Data Explorer (DX) is a general-purpose software package for scientific data visualization and analysis. It employs a data-flow driven client-server execution model and is currently available on Unix workstations from Silicon Graphics, IBM, Sun, Hewlett-Packard and Digital Equipment. The OpenGL port of Data Explorer was completed with the recent release of DX 2.1.

The tests visualize a set of particle traces through a vector flow field. The width of each tube represents the magnitude of the velocity vector at that location. Data such as this might result from simulations of fluid flow through a constriction. The object represented contains about 3,000 triangle meshes containing approximately 100 vertices each. This is a medium-sized data set for DX.

Test Weighting

All tests assume z-buffering with one light in addition to specification of a color at every vertex. Triangle meshes are the primary primitives for this viewset. While Data Explorer allows for many other modes of interaction, these assumptions cover the majority of user interaction.

The first version of this viewset included indirect rendering to handle the client/server model of X-Windows-based systems. In this version, tests with indirect rendering have been removed to allow the viewset to be fully ported to Windows NT and OS/2 environments.

И теперь давайте посмотрим на результаты нашего тестирования.

Картина не изменилась. Самая интересная борьба разворачивается между FireGL8800, Wildcat II 5000 и QuadroDCC.

Lightscape Viewset

Четвертый набор тестов Lightscape Viewset или сокращенно light-04.

Вот описание этого теста:

Lighting

The most significant feature of Lightscape is its ability to accurately simulate global illumination effects. The system contains two integrated visualization components. The primary component utilizes progressive radiosity techniques and generates view-independent simulations of the diffuse light propagation within an environment. Subtle but significant effects are captured, including indirect illumination, soft shadows, and color bleeding between surfaces. A post process using ray tracing techniques adds specular highlights, reflections, and transparency effects to specific views of the radiosity solution.

Interactivity

Most rendering programs calculate the shading of surfaces at the time the image is generated. Lightscape's radiosity component precalculates the diffuse energy distribution in an environment and stores the lighting distribution as part of the 3D model. The resulting lighting "mesh" can then be rapidly displayed. Using OpenGL display routines, Lightscape takes full advantage of the advanced 3D graphics capabilities of SGI workstations or PC-based OpenGL-compliant graphic acceleration boards. Lightscape allows you to interactively move through fully simulated environments.

Progressive Refinement

Lightscape utilizes a progressive refinement radiosity algorithm that produces useful visual results almost immediately upon processing. The quality of the visualization improves as the process continues. In this way, the user has total control over the quality (vs. time) desired to perform a given task. At any point in the solution process, users can alter the characteristic of a light source or surface material and the system will rapidly compensate and display the new results without the need for restarting the solution. This flexibility and performance allow users to rapidly test various lighting and material combinations to obtain precisely the visual effect desired.

There are four tests specified by the viewset that represent the most common operations performed by the Lightscape Visualization System:

И теперь давайте посмотрим на результаты нашего тестирования.

medMCAD-01 Viewset

Пятый набор тестов medMCAD-01 Viewset или сокращенно medMCAD-01.

Вот описание этого теста:

Unlike other viewsets, the medMCAD-01 viewset is a 'generic' viewset i.e. it is representative of a class of applications rather than a single application. The medMCAD-01 viewset is intended to model the graphics performance of a range of medium scale, immediate mode, MCAD applications such as Pro/ENGINEER™ from PTC and SolidWorks from SolidWorks Corporation.

The viewset consists of twelve tests, each of which represents a different mode of operation. Four of the tests use a wireframe model, and the other tests use a shaded model. All tests use immediate mode and vertex arrays (glDrawArrays). Each test has two runs: a) with orthographic projection, and b) with perspective projection, zoom and pan (walkthru). Each test returns a result in frames per second, and a composite score is calculated as a weighted geometric mean of the individual test results. The tests are weighted to represent the typical proportion of time a user would spend in each mode.

This viewset uses new features that require SPECviewperf!" 6.1.2.

The shaded model uses 47,000 triangle strips with approximately 444,000 vertices resulting in 349,000 triangles total. There are no discrete triangles. The average triangle screen area is approximately 17 pixels. The maximum depth complexity is 34 with an approximate mean depth complexity of 8.

The wire frame model consists of 26,500 line strips, with around 192,000 vertices giving 120,000 lines total. The mean line length is 7 pixels.

The wireframe tests use aliased lines, since these still are the default for many immediate mode MCAD applications. The shaded tests use either one ore two infinite lights with normalization enabled. Lighting is single sided. There is no texture mapping. See the script files for more information.

И теперь давайте посмотрим на результаты нашего тестирования.

ProCDRS-03 Viewset

Шестой и последний набор тестов ProCDRS-03 Viewset или сокращенно ProCDRS-03.

Вот описание этого теста:

The ProCDRS-03 viewset is an update to ProCDRS-02 (which was a complete update of the CDRS-03 viewset). It is intended to model the graphics performance of Parametric Technology Corporation's CDRS industrial design software.

The viewset consists of ten tests, each of which represents a different mode of operation within CDRS. Two of the tests use a wireframe model, and the other tests use a shaded model. Each test returns a result in frames per second, and a composite score is calculated as a weighted geometric mean of the individual test results. The tests are weighted to represent the typical proportion of time a user would spend in each mode.

The model data was converted from OpenGL command traces taken directly from the running CDRS software, and therefore preserves most of the attributes of the original model.

This viewset uses features that require SPECviewperf™ 6.1.2.

The new ProCDRS-03 viewset doubles the display list size by adding a second truck to the frame. The triangle and line counts increased accordingly.

The shaded model is a mixture of triangle strips and independent triangles, with approximately 562,000 vertices in 9,300 OpenGL primitives, giving 262,000 triangles total.

The wire frame model consists of only line strips, with around 404,000 vertices in 37,000 strips, giving 388,000 lines total.

All tests run in display list mode. The wireframe tests use anti-aliased lines, since these are the default in CDRS. The shaded tests use one infinite light and two-sided lighting. The texture is a 512 by 512 pixel 24-bit color image. See the script files for more information.

И теперь давайте посмотрим на результаты нашего тестирования.

Можно порадоваться за FireGL 8800. Достаточно уверенно выходит на третью позицию, после линейки карт на базе Quadro4.

И, как бы подытоживая результаты, я хочу сложить полученные fps в одну общую корзину и посмотреть, кто же лучший:

Да, это тяжелые профессиональные тесты. Как результат — мощнейший игровой ускоритель плетется в конце. Я думаю, что к данным диаграммам мои комментарии будут просто неуместны, поэтому перейдем сразу к окончательным выводам.

Выводы

И настало время расставить точки над i.

В этих тестах безоговорочное лидерство за продуктами от NVIDIA. Новейшие Quadro4 с очень большим отрывом впереди. Несмотря на синтетичность этих тестов, наше тестирование в 3D MAX подтверждает, что из всех исследованных карт Quadro4 являются самыми-самыми. Весьма неплохие результаты и у более старшей модели Quadro DCC.

Что касается FireGL 8800, то можно смело сказать, что продукт удался. Удался во всех отношениях. Остается малость — подправить драйвера, чтобы избежать досадных ошибок при работе в 3D MAX. Однако даже в том случае, если драйвера будут поправлены, ATI опоздала примерно на полгода. По идее FireGL 8800 должен конкурировать с Quadro4 750XGL как по цене, так и по производительности. Однако мы видим, что конкурирует он с Quadro4 750XGL, но не так уж и успешно, и с Quadro DCC, а то и с Quadro2 PRO. Прискорбный для ATI факт, но, увы. Однако, еще раз скажу, что карта удалась. Лучше поздно, чем никогда.

Wildcat II 5000 заслуживает отдельного слова. Эта карта показала наиболее стабильные результаты. Этакий середнячок, который без выпендрежа спокойно делает свое дело. А учитывая, что по качеству особых нареканий не возникает, то эту карту можно было бы рекомендовать для использования, но цена... Цена слишком велика за такую производительность, тем более, что за эту же цену можно приобрести более производительный и современный ускоритель.

FireGL2, Quadro2 PRO и Quadro2 MXR остаются в тени своих более старших собратьев. Они делают свое дело, делают в меру быстро, в меру качественно, но отставание с каждым разом всё больше и больше.

Что касается платформ, я бы отметил тот факт, что платформа Intel является наиболее оптимальным выбором для работы с профессиональными приложениями, в то время как платформа AMD больше подходит для игр. В дальнейших наших исследованиях мы не будем более использовать стенд на базе процессоров AMD. По-крайней мере, до тех пор, пока не появится оптимизация профессиональных приложений именно под эти процессоры.