Содержание
- Введение
- Версии, настройки и интерфейс
- Графические тесты
- Подсчет очков
- Технологии и эффекты
- Результаты тестов
- Выводы
Введение
Одним из самых известных производителей тестовых пакетов является компания Futuremark, и особенно это касается тестов 3D-производительности. Первая версия 3DMark была выпущена в далеком 1998 году (тогда компания еще называлась MadOnion), и с тех пор бенчмарки этой компании стали фактически единственным незыблемым стандартом для измерения производительности видеокарт. Выпускать тесты, которые нравятся всем производителям соответствующего аппаратного обеспечения, всегда было непросто. Бывали и скандалы, связанные со специфическими оптимизациями в драйверах именно под 3DMark, да и критика от пользователей и производителей никогда не умолкала. Но хоть это и сказывалось на репутации теста, альтернатив все равно так и не появилось, и год от года 3DMark только набирает популярность.
Почему именно эти тесты столь распространены? Помимо симпатичной графики и применения современных технологий, одними из базовых требований к 3D-бенчмарку можно назвать простоту тестирования и хорошую повторяемость результатов. Этим требованиям пакет в целом удовлетворяет. Пользователю проще запустить 3DMark, чем протестировать несколько игр и получить усредненную оценку. Хороший 3D-тест должен максимально соответствовать нагрузке и технологиям современных игр и проектов ближайшего будущего. В то же время, вышедшие игры зачастую слишком просты для современных GPU, особенно с учетом широкого распространения мультиплатформенных проектов.
Futuremark разрабатывает свои тесты с учетом мнения таких компаний, как Nvidia и AMD, прислушиваясь ко всем понемногу с переменным успехом, поэтому и бенчмарки у них получаются сравнительно честными, без явного уклона в чью-либо сторону. Поскольку 3DMark широко используется пользователями и производителями, база данных результатов содержит цифры с миллионов разных систем. Эта особенность делает данный тестовый пакет очень удобным для сравнения производительности относительно других систем, в том числе при разгоне, и нередко используется оверклокерами. Да и специализированная пресса считает 3DMark одним из обязательных тестов для своих материалов, даже с учетом наличия игровых приложений.
Компания время от времени обновляет набор 3D-тестов, чтобы он соответствовал изменяющимся требованиям. Они собирались выпустить обновление еще в декабре прошлого года, но отложили его выход сначала до января, а потом и до февраля. И вот, после двухлетнего перерыва (предыдущая версия красноречиво называлась 3DMark 11), компания Futuremark выпустила новую версию своего пакета графических тестов из серии 3DMark. Именно так девятый бенчмарк серии и называется — без какого-либо указания на год или номер версии, впервые за многие годы. Название укоротили до 3DMark потому, что этот пакет тестов является единым для множества аппаратных и программных платформ и будет пополняться все новыми и новыми подтестами.
Пожалуй, новинка является наиболее многофункциональным 3D-тестом среди всех пакетов компании. Следуя веяниями времени, Futuremark обратилась не только к настольным ПК, но и к получившим широчайшее распространение мобильным устройствам: смартфонам, планшетам и т. п. Раньше компания делала отдельные тесты для настольных и мобильных ПК на базе x86-процессоров и отдельные бенчмарки для мобильных решений, но выпущенный 3DMark стал кроссплатформенным бенчмарком для устройств, работающих под управлением различных операционных систем: Windows, Windows RT, Android и даже iOS (Apple iPhone и iPad). Пусть эта кроссплатформенность относится по большей части лишь к одному из тестов 3DMark, но даже такая возможность сравнить весьма разные устройства по скорости 3D-рендеринга уже весьма радует. Остальные тесты требуют использования более сложного аппаратного обеспечения и пока что будут доступны лишь на системах с операционной системой Windows. Именно эта версия наиболее полная и содержит тесты, использующие возможности DirectX 11, DirectX 10 и DirectX 9. Пока что была выпущена только настольная Windows-версия, все остальные выйдут позже.
Выпущенный под Windows пакет включает три теста, каждый из которых предназначен для определенного круга устройств вплоть до сверхмощных игровых ПК и систем любителей разгона. При тестировании различных устройств необходимо правильно выбрать подтест исходя из мощности и аппаратных возможностей сравниваемых систем. Каждый из тестов при настройках по умолчанию выдает конечный результат в виде количества очков, по которому систему можно сравнивать с аналогичными. Но, в отличие от предыдущих версий, общего результата для всего пакета 3DMark теперь нет, остались исключительно результаты конкретных тестов. Планируется, что со временем количество тестов увеличится — просто будут добавлены новые.
Тестовые сцены в новом 3DMark написаны специально для этого бенчмарка, в них используются техники тесселяции, объемного освещения, продвинутой постобработки, а также физических эффектов, выполняемых на GPU. В качестве физического движка пакет 3DMark использует движок Bullet, для расчетов применяются как универсальные ядра CPU, так и специализированные ядра GPU. В этом материале мы попробуем разобраться, насколько достойным получилось продолжение серии тестового пакета у Futuremark, и для начала рассмотрим его интерфейс.
Версии, настройки и интерфейс
Минимальные требования для запуска пакета:
- DirectX 11-совместимая видеокарта (поддержка всех аппаратных возможностей Direct3D 11 не обязательна)
- Операционная система Windows Vista, Windows 7 или Windows 8
- Двухъядерный процессор с тактовой частотой от 1,8 ГГц
- 2 гигабайта системной памяти (рекомендуется 4 ГБ)
- Около 3 гигабайт свободного места на накопителе
- Любая звуковая карта
Вполне логично, что минимальные требования для запуска Windows-версии 3DMark включают операционную систему, начиная с Windows Vista (с установкой обновления DirectX 11 platform update), Windows 7 и Windows 8 также поддерживаются. Требования 3D-тестов к процессору невелики по современным меркам — достаточен любой двухъядерный CPU AMD или Intel с частотой от 1,8 ГГц. Минимальный объем оперативной памяти равен 2 ГБ, но рекомендуется от 4 ГБ (при нынешней цене модулей ОЗУ эта рекомендация также вполне оправдана), а дисковой памяти требуется около 3 ГБ.
Самое важное тут — поддержка аппаратных возможностей DirectX видеокартой. Минимальное требование к GPU включает Direct3D9-совместимость, но для запуска всех тестов потребуется видеоядро с поддержкой Direct3D11 и хотя бы 1 ГБ видеопамяти. Минимальный уровень поддержки DirectX 9 включает поддержку шейдеров версии Shader Model 3.0, наличие минимум 128 МБ видеопамяти и драйверы WDDM 1.1. Последнее требование отметает, к примеру, видеокарты серии Radeon X1000, для которых просто не существует драйверов WDDM 1.1. Таким образом, минимальными видеокартами для 3DMark являются серия AMD Radeon HD 2000 (запускаются два теста: Ice Storm и Cloud Gate), серия Nvidia Geforce 7000 (только Ice Storm) и встроенное видеоядро Intel GMA X4500 (только Ice Storm).
В зависимости от подтеста 3DMark отличаются и требования к объему видеопамяти. Так, Ice Storm требует 128 МБ локальной видеопамяти, тест Cloud Gate требует уже 256 МБ, Fire Strike в обычном режиме использует 1 ГБ видеопамяти, а в экстремальном режиме «Extreme» — и вовсе 1,5 ГБ памяти и от 4 ГБ ОЗУ. И хотя на системах, имеющих видеокарты с меньшим количеством видеопамяти, тесты могут запуститься, но они покажут слишком низкую производительность.
Что касается мобильных версий, то нам обещано, что пакет 3DMark будет работать на всех устройствах под управлением Windows RT, но большинство из них пока что не будут способны запустить все тесты. На устройствах с Android минимальной требуемой версией ОС является Android 3.1, объем памяти — от 1 ГБ, объем хранилища — 300 МБ. Видеоядро должно обладать поддержкой версии OpenGL ES 2.0, а требования к процессору пока что не объявлены — подробности обещают предоставить несколько позже. Для устройств Apple под управлением iOS требуется минимум пятая версия этой системы и те же свободные 300 МБ на хранилище. «Яблочной» версией поддерживаются устройства, начиная от iPhone 4, iPad 2 и 5-го поколения iPod Touch. В итоге, на Windows и Windows RT могут запускаться все тесты (Ice Storm, Cloud Gate и Fire Strike), а на Android и iOS — только Ice Storm.
Версии 3DMark и пользовательский интерфейс
Как и всегда, 3DMark существует в трех версиях: бесплатная Basic Edition, Advanced Edition (за $24,99) и Professional Edition (за $995). Даже в бесплатной Basic Edition доступны все тесты, но только при стандартных настройках — без возможности их изменения. А также нет поддержки режима Extreme для теста Fire Strike. То есть в этой версии доступен запуск трех тестов в настройках по умолчанию, а результаты показываются на специальной HTML-странице только при активном интернет-соединении.
Advanced-версия добавляет режим Extreme для теста Fire Strike, а также позволяет изменять все тонкие настройки теста и разрешения, а также запускать подтесты отдельно. Конечно, при изменении настроек будет невозможно получить итоговый результат в стандартных очках, но это может быть полезно для специфических исследований. Также есть возможность «закольцевать» работу бенчмарка, что полезно при стресс-тестировании, но самым важным дополнением этой версии можно считать сохранение результатов тестов и их вывод в самом 3DMark. К слову, новый режим вывода результатов в виде графиков очень удобен, и что мешало сделать его ранее — решительно непонятно. Интересно, что Advanced подорожала со времени 3DMark 11: тогда она стоила $19,95, а теперь — $24,99. Инфляция!
Что касается версии Professional за дикие деньги (многие компании покупают их для своих целей — именно на этом Futuremark и живет), то она предназначена для всех видов коммерческого использования и предлагает все возможности Advanced Edition, а в дополнение дает функциональность сравнения качества изображения (рендеринг отдельных кадров), позволяет запускать тесты при помощи командной строки и сохранять результаты в формате XML — что очень удобно для работы тестеров.
Advanced Edition также будет доступна бесплатно при покупке определенных моделей видеокарт компаний MSI и Galaxy, которые являются спонсорами Futuremark, что заметно по логотипам, появляющимся в демо-роликах. Также на покупке платной версии можно сэкономить, если приобрести Steam-версию обычной или при вводе серийного ключа от 3DMark 11 Advanced Edition в процессе покупки — в этих случаях новый пакет тестов обойдется на 25% дешевле. Кроме того, Steam-версия бенчмарка имеет более удобный способ установки, автоматического обновления и публикации результатов. К слову, ключи к Advanced Edition подходят и для Steam-версии, и для обычной — они хранятся в реестре Windows.
Внешний вид окна 3DMark и в целом интерфейс программы несколько изменился, хотя стиль остался прежним — флэшеподобный интерфейс, выполненный по современным стандартам (вероятно, в мобильных версиях он будет другим). Как и раньше, отдельно выделены страницы Custom и Professional, недоступные бесплатным пользователям. На первой странице есть только приветственные слова и единственная кнопка — запуска всех тестов:
На второй странице можно прочитать подробную информацию о каждом из тестов и даже о его подтестах (графических, физических и комбинированном), а также выбрать показ демо-роликов и профиль Extreme для теста Fire Strike:
Третья страница — самая интересная: на ней собраны пользовательские настройки, отдельные для каждого теста. Отметим, что они расположены на странице Custom для Windows-версии и на экране настроек Settings для Android и iOS. Повторим также, что для Windows-версии пакета они доступны только для оплаченных версий пакета — изданий Advanced и Professional. Здесь можно изменять многочисленные настройки конкретных тестов для своих нужд. Естественно, итоговый результат при измененных настройках выводится только в виде FPS, а стандартный счет 3DMark в таком случае не выводится.
К примеру, в настройках Fire Strike можно выбрать метод и качество текстурной фильтрации, тип полноэкранного сглаживания и количество выборок мультисэмплинга, коэффициент разбиения примитивов для объектов, к которым применяется тесселяция, максимально возможный коэффициент разбиения, разрешение и количество выборок из карт теней, качество объемного освещения (шаг выборок в алгоритме «ray marching» при расчете объемного освещения — важный параметр, большие значения которого снижают производительность), количество выборок на пиксель при расчете непрямого освещения в алгоритме ambient occlusion, а также качество одного из видов постобработки — имитации эффекта глубины резкости depth of field. Этот параметр регулирует размер текстуры боке (bokeh), используемой при постобработке для объектов сцены, а настройка Color saturation изменяет только цветовую насыщенность итогового изображения, не влияя на производительность.
Четвертая страница доступна только для дорогого «профессионального» издания. Она позволяет отрисовать только отдельные кадры (или их последовательность) для проверки качества рендеринга, включая вариант референсного растеризатора Microsoft (требуется установка DirectX SDK), а также предоставляет экспорт сохраненных результатов в формат XML.
Пятая страница служит для вывода информации о результатах тестирования, и сделана она очень зрелищно и удобно. Наиболее интересной возможностью нового 3DMark стал вывод результатов в виде графиков. В новом пакете, помимо отдельных значений средней частоты кадров в подтестах и итоговых результатов в очках 3DMark, показывается и небольшой график FPS (и других параметров):
Диаграммы и другую системную информацию можно рассмотреть подробнее, нажав кнопку Details в углу. Режим этот детально продуман и довольно удобен. На скриншоте ниже вы видите результат ПК со старенькими уже процессором Intel Core i7-990X и видеокартой Nvidia Geforce GTX 480. Как видите, в дополнение к уже привычному счету в очках 3DMark дает еще и детальные графики кадров в секунду, разделенные на подтесты: два теста графики, тест физики и комбинированный.
Также есть возможность вывода других параметров: частот, температуры CPU и GPU и др. Видимо, здесь подразумевается дальнейшее совершенствование бенчмарка, так как эти параметры у нас не показывались на нескольких различных системах. В реальном использовании страница еще удобнее, чем на скриншоте: при передвижении курсора мыши по графику показывается дополнительная информация (например, мгновенный FPS в этой точке), также можно приблизить или отдалить тот или иной участок графика. Единственным недостатком этой новой функции является то, что она доступна лишь пользователям профессиональной версии, хотя была бы весьма полезна и энтузиастам разгона. Ведь тест покупается ими за половину западной цены полноценной игры ($25) — можно было бы добавить графики и в Advanced Edition…
Ну а на шестой странице собрано все то, что не вошло на предыдущие. Тут показана информация об издании 3DMark, версии ПО, есть настройки, связанные с регистрацией, и некоторые системные параметры:
Раздел Register — если вы счастливый обладатель лицензии (купили или получили ее вместе с видеокартой, к примеру) на 3DMark Advanced или Professional Edition, то именно на этой странице вы можете зарегистрировать пакет. Также можно при необходимости разрегистрировать приложение — для того, чтобы перенести лицензию на другую систему, к примеру.
Automatically view results online — автоматический просмотр результатов теста в браузере. Опция выбрана по умолчанию и не может быть убрана в бесплатной версии 3DMark Basic Edition. Automatically hide results online — настройка позволяет запретить отсылку результатов на сайт 3DMark — эти результаты не будут видны другим пользователям и не будут помещены в список Futuremark Overclocking Hall of Fame. Настройка выключена по умолчанию и в бесплатной версии не может быть включена.
Scan SystemInfo — настройка включает сбор данных о системе компонентом пакета SystemInfo — опция включена по умолчанию и требуется для получения проверенного (valid) результата тестов. SystemInfo hardware monitoring — включает сбор такой информации, как температура CPU, тактовая частота и др. Эта настройка также включена по умолчанию.
Demo audio — настройка позволяет отключить звук при просмотре демонстрационных роликов. GPU count — форсирование количества графических процессоров, которые должен идентифицировать пакет. По умолчанию количество GPU определяется автоматически, и это определение не работает лишь в крайне редких случаях. Scaling mode — выбор режима масштабирования изображения на экране. По умолчанию выбран режим Letterbox, который не изменяет соотношения сторон, добавляя к разрешению рендеринга черные полосы сверху и снизу. Выбор режиме Stretched включит растягивание отрисованного кадра на весь экран, с изменением соотношения сторон. Это влияет исключительно на вывод изображения и не сказывается на производительности. Language — выбор языка интерфейса: English, German, Traditional Chinese и Simplified Chinese.
В общем, хотя интерфейс 3DMark и набор настроек явно стал лучше, но до идеального ему довольно далеко — к примеру, даже в профессиональной версии нет простой возможности запуска только тестов без запуска демо-роликов (Ice Storm, Cloud Gate или Fire Strike можно запустить без них по отдельности, но только не все вместе, пакетно). Впрочем, при использовании утилиты командной строки сделать можно вообще все, что угодно, но к графическому интерфейсу это не относится.
Графические тесты
Итак, современный 3DMark состоит из трех разных тестов: Ice Storm, Cloud Gate и Fire Strike. Ice Storm — это графический тест, использующий аппаратные возможности уровня DirectX 9 и соответствующие этому уровню возможности решений на базе Android, Windows RT и iOS. Cloud Gate относится уже к уровню аппаратной поддержки DirectX 10 и запустится только на Windows и Windows RT — он предназначен для тестирования ноутбуков и недорогих домашних ПК. Fire Strike же является наиболее сложным тестом пакета и использует практически все основные аппаратные возможности самых современных видеочипов, поддерживающих DirectX 11 — он предназначен для мощных игровых ПК. У этого теста есть дополнительный «экстремальный» режим «Extreme», введенный для энтузиастов, обладающих сверхмощными разогнанными системами на базе двух и более GPU, и имеющий определенный запас прочности на ближайшее будущее.
Все тесты в 3DMark используют один и тот же DX11-движок (поэтому пакет не работает в Windows XP), но с разными возможностями: Ice Storm ограничен Direct3D feature level 9_1, Cloud Gate использует возможности Direct3D feature level 10_0, а Fire Strike способен показать все возможности DirectX 11. О примененных эффектах и техниках подробно написано ниже, в соответствующем разделе.
Что касается дополнений DirectX 11.1, то их использование в 3DMark минимально, и функции, появившиеся в DirectX 11.1, применяются исключительно для ускорения техник рендеринга, использующих DirectX 11.0. Визуальной разницы между картинкой, получаемой на видеочипах DX11 и DX11.1 в 3DMark нет, а практическая разница в производительности есть только в тесте Ice Storm на системах Windows и Windows RT с маломощными GPU. К примеру, одна DX11.1-оптимизация немного улучшает производительность на весьма ограниченном количестве планшетов с графическими чипами, использующими тайловый рендеринг, или на ноутбуках, имеющих два GPU. Поддерживаемые в DX11.1 16-битные текстурные форматы используются в тестах Ice Storm для хранения промежуточных результатов в процессе постобработки. Если такой поддержки нет, то применяются 32-битные форматы.
Ice Storm
Это единственный полностью кроссплатформенный тест пакета, который запускается на всех устройствах. Он отлично подходит для сравнения 3D-производительности смартфонов, планшетов, ультрапортативных ноутбуков, а также старых или самых слабых ПК. Ice Storm включает два графических подтеста, предназначенных для определения производительности графических ядер (GPU), и один физический тест, использующий вычислительные возможности универсального процессора (CPU).
На Windows-системах тест Ice Storm использует движок DirectX 11, ограниченный возможностями Direct3D 9 (feature level 9), а на Android и iOS используется движок OpenGL ES 2.0, так что это настоящий мультиплатформенный тест. Так как все ресурсы (текстуры, модели и т. п.), разрешение и настройки в тесте Ice Storm на всех платформах одинаковы, то относительно равные условия тестирования позволяют сравнить различные устройства, работающие под управлением указанных операционных систем.
Настройки Ice Storm по умолчанию включают разрешение рендеринга, равное 1280×720 (720p), а объем видеопамяти равен 128 МБ. Картинка в Ice Storm рассчитывается в фиксированном разрешении, а затем масштабируется к «родному» разрешению устройства вывода. Такой метод называется внеэкранным рендерингом (off-screen rendering) и часто используется для сравнения систем с различными возможностями дисплеев.
Graphics test 1
Первый графический тест из состава Ice Storm предназначен для тестирования скорости обработки вершин (геометрической производительности), в то время как нагрузка на попиксельную обработку тут сравнительно невелика. В этом тесте определяются возможности по обработке геометрии и пикселей. В среднем кадре обрабатывается 530 тыс. вершин и 180 тыс. треугольников (включая геометрию для расчета карт теней) Количество обрабатываемых в кадре пикселей примерно равно 4,7 млн. Нагрузка на обработку пикселей сравнительно невелика, так как выключены наиболее тяжелые стадии постобработки и отсутствуют системы частиц.
Graphics test 2
Второй тест графики в Ice Storm определяет возможности GPU по обработке большого количества пикселей. В нем активно используются текстурные выборки, попиксельные вычисления и многочисленные записи во внеэкранные буферы. В среднем за кадр обрабатывается 12,6 млн. пикселей, а вершин в кадре в этом тесте лишь около 75 тыс. штук. Количество геометрии значительно ниже, чем в первом тесте, так как и модели менее сложные, и тени не отрисовываются. А дополнительная пиксельная нагрузка обеспечивается рендерингом систем частиц и эффектами постобработки: bloom, streaks и motion blur.
Physics test
Физический подтест этого раздела 3DMark проверяет возможности центрального процессора системы по физическим расчетам. Нагрузка на видеоядро тут минимальная, зато от CPU требуются все его способности — тест использует библиотеку Bullet Open Source Physics Library. В нем симулируется четыре «мира», каждый из которых содержит два жестких и два мягких тела, сталкивающихся друг с другом. Для запуска симуляции используется один поток на одно ядро CPU. Все физические расчеты делаются на CPU, а графическая нагрузка весьма низкая — задник заранее отрисован и является статичным изображением.
В тесте Ice Storm на всех платформах используется один и тот же движок с поддержкой одинаковой функциональности: традиционный рендеринг с одним проходом на источник света, модель освещения — Blinn Phong, несколько типов источников света (точечный источник освещения без расчета теней, направленный источник с тенями и предрассчитанная кубическая карта окружения), обновление сцены и вычисление видимости объектов распараллелено, вызовы функций отрисовки (draw calls) используют один поток, поддерживается статическая и skinned геометрия, полупрозрачные объекты и частицы, при наличии аппаратной поддержки используются 16-битные форматы в буферах освещенности.
В версиях пакета для Windows и Windows RT тест Ice Storm требует поддержки Direct3D feature level 9_3 или 9_1 с поддержкой аппаратной фильтрации теней. В Android-версиях не используются специфические расширения OpenGL ES 2.0, текстуры сжаты в формате ETC, а текстуры с альфа-каналом несжатые. Естественно, абсолютно равного сравнения систем при работе под DirectX и OpenGL ES не получится. К примеру, если DirectX имеет встроенную поддержку работы с PCF-отфильтрованными картами теней, то в OpenGL это решается расширениями производителей аппаратного обеспечения, которые… не используются в 3DMark. Поэтому версии под OpenGL ES эмулируют работу с картами теней программно и немного теряют в производительности.
Интересно и то, что данный тест учитывает распространение тайловых GPU в однокристальных системах (SoC), и в его «мобильных» версиях сделаны соответствующие оптимизации, помогающие таким решениям показывать более высокую производительность. С другой стороны, даже в простеньком тесте Ice Storm применяются фильтры постобработки и отфильтрованные карты теней, участие в рендеринге которых невыгодно тайловым GPU из-за необходимости переключения буферов (render target). В общем, похоже на очередную попытку угодить и вашим и нашим, что в духе Futuremark.
Cloud Gate
Второй тест 3DMark существует (пока что) лишь в Windows-версии и предназначен для ноутбуков и домашних ПК среднего уровня, обладающих интегрированной графической видеоподсистемой. Тест Cloud Gate содержит два графических подтеста и один физический. В тесте используется движок DirectX 11, ограниченный возможностями Direct3D 10. Соответственно, Cloud Gate лучше всего подходит для тестирования современных систем начального уровня и устаревших GPU с поддержкой DX10.
Cloud Gate в новом 3DMark примерно соответствует по уровню одной из предыдущих версий пакета — 3DMark Vantage. Отличие нового движка в том, что он использует DirectX 11, но ограничен Direct3D feature level 10, в отличие от движка DirectX 10 в старой версии. Такой подход к игровым движкам будет наиболее распространенным — можно поддерживать единую версию DirectX, но поддерживать предыдущие поколения аппаратного обеспечения — вплоть до уровня DirectX 9. Конкретно Cloud Gate рассчитан на уровень DirectX 10.
Настройки теста по умолчанию следующие:
Разрешение то же — 1280×720, а вот памяти уже требуется вдвое больше. Настройки можно повысить, но итоговое количество очков в этом тесте в таком случае показано не будет.
Graphics test 1
Первый графический тест из Cloud Gate загружает блоки обработки геометрии при использовании простейших шейдеров. В среднем, в кадре обрабатывается 3 млн вершин и 450 тыс. геометрических примитивов, а в результате работы геометрического шейдера получается 1,1 млн треугольников, включая карты теней. Объемное освещение в этом тесте отключено, но некоторое количество эффектов с системами частиц присутствует. Используется также постобработка в виде эффектов bloom и depth of field. В среднем, в кадре обрабатывается около 18 млн пикселей.
Graphics test 2
Второй графический тест Cloud Gate использует сложные математические шейдеры, но значительно меньше геометрии. В среднем, в кадре обрабатывается 1,8 млн вершин, 340 тыс. примитивов и 690 тыс. растеризуемых треугольников. Используется простое объемное освещение без эффектов частиц, а эффекты постобработки аналогичны тем, что используются в первом графическом тесте.
Physics test
Физический тест в Cloud Gate также полагается на возможности CPU, а не GPU: нагрузка на графическое ядро минимальная, а центральный процессор работает во всю мощь. В тесте симулируется 32 мира, каждый из которых содержит по четыре мягких тела. 4 шарнира и 20 твердых тел сталкиваются друг с другом. Твердые тела невидимы, но влияют на мягкие тела. Симуляции запускаются в количестве один поток на доступное ядро CPU, также используются возможности библиотеки Bullet Open Source Physics Library. Все физические эффекты вычисляются на CPU, нагрузка на GPU в подтесте минимальна. Каждый мир также содержит по одной системе частиц, симулируемой на CPU.
Движок в Cloud Gate тот же самый, что и в Fire Strike (см. ниже), но использует ограниченный набор возможностей, вроде упрощенной модели освещения, а также некоторых возможностей, выполненных при помощи Direct3D 10, а не D3D11. Соответственно, в Windows-тесте Cloud Gate (полноценной настольной и Windows RT) требуется аппаратная поддержка Direct3D feature level 10.
Fire Strike
Тест Fire Strike — самый мощный тест, использующий возможности DirectX 11 и предназначенный для самых высокопроизводительных игровых ПК. Он отличается от тестов в комплекте 3DMark 11 тем, что еще более требователен к мощности GPU. Этот тест использует многопоточный движок DirectX 11 и включает не только два графических и один физический подтесты, но и комбинированный — в котором нагрузка в равной степени ложится и на CPU, и на GPU. Платные издания Advanced и Professional дополнительно содержат профиль Extreme для этого теста, еще больше загружающий видеоядро и предназначенный для систем с несколькими GPU и будущих решений. Интересно, что Fire Strike доступен в версиях пакета не только для Windows, но и для Windows RT — хотя пока что лишь теоретически, так как требуется полная поддержка DirectX 11 графическим ядром операционной системы. Было бы интересно посмотреть на WinRT-устройство, способное хоть как-то запустить этот тест…
Для настольных ПК высокого уровня настройки по умолчанию для теста Fire Strike не кажутся такими уж максимальными — они скорее «средние» в терминах 3DMark, разве что разрешение рендеринга высокое:
По-настоящему максимальные настройки раскрываются только в профиле Extreme, который предназначен для топовых мультипроцессорных видеосистем SLI и CrossFire, а также будущих GPU. Extreme-настройки отличаются от стандартных тем, что рендеринг осуществляется в буфер большего разрешения, а графические настройки теста задраны до максимальных — увеличена геометрическая детализация, улучшено качество теней, освещения и постобработки. Естественно, что требования к мощности GPU возросли в разы — из графической системы выжимаются все соки, это максимальная 3D-нагрузка во всем 3DMark.
Graphics test 1
Графический тест 1 из Fire Strike сфокусирован на расчетах освещения и геометрии. Частицы отрисовываются в половинном разрешении, а динамическое освещение частиц выключено. В этом подтесте используется сцена со 100 источниками света типа spotlight (точечный источник света, область освещения которого ограничена конусом — вроде прожектора) с расчетом теней от них и со 140 точечными источниками света без расчета теней для них. В среднем, в кадре обрабатывается 3,9 млн вершин, содержащих 500 тыс. патчей для тесселяции, что в результате выдает 5,1 млн треугольников на кадр, включая карты теней. Вычислительные шейдеры в подтесте используются для симуляции систем частиц и эффектов постобработки (кроме отключенного эффекта имитации глубины резкости — depth of field). Пиксельная загрузка в среднем составляет около 80 млн обрабатываемых пикселей на кадр.
Graphics test 2
Второй графический тест из Fire Strike содержит больше всего расчетов систем частиц и других физических симуляций на GPU. Частицы отрисовываются в полном разрешении, а динамическое освещение частиц включено. В сцене присутствует 2 источника дыма, симулируемых на графическом процессоре, а также 6 источников света типа spotlight с расчетом теней и 65 точечных источников без теней. В среднем, в кадре рассчитывается 2,6 млн вершин, содержащих 240 тыс. патчей для тесселятора и 1,4 млн примитивов, сгенерированных геометрическими шейдерами. Всего в кадре обрабатывается 5,8 млн треугольников в среднем. Вычислительные шейдеры используются в симуляции частиц и жидкостей (дыма), а также при постобработке, включая depth of field. В среднем в кадре этого подтеста обрабатывается 170 млн пикселей.
Physics test
Физический тест Fire Strike также использует симуляцию физических эффектов на универсальных ядрах CPU при помощи библиотеки Bullet Open Source Physics Library, а нагрузка на GPU специально оставлена минимальной. В тесте симулируются 32 мира, используется по одному потоку на каждое ядро CPU, вся физика вычисляется на CPU, а вершинные данные обновляются на GPU каждый кадр.
Combined test
Единственный комбинированный тест в 3DMark загружает работой и GPU, и CPU одновременно. Работа GPU сочетает элементы графических тестов 1 и 2, включая тесселяцию, объемное освещение, симуляцию частиц и жидкостей, постэффекты типа bloom и depth of field. Нагрузка на CPU обеспечивается симуляцией физики твердых объектов рушащихся статуй на заднем плане. В сцене 32 мира в отдельных потоках, каждый из которых содержит статую из 113 частей. Дополнительно в сцене имеется 16 невидимых твердых тел в каждом мире — для имитации столкновения со статуями. Комбинированный тест Fire Strike также использует библиотеку Bullet Open Source Physics Library.
Демонстрационный режим
Каждый из вышеуказанных тестов состоит не только из нескольких подтестов, но и демонстрационного ролика, который содержит некое записанное действие, показываемое под музыку, служащее исключительно в развлекательных целях. Демо-режим призван показать возможности графического движка Futuremark с поддержкой DirectX 11, и все три сцены в нем показываются гораздо подробнее, интереснее и дольше, чем в тестах производительности, да еще и под аккомпанемент специально написанной для 3DMark музыки.
Ice Storm
Cloud Gate
Fire Strike
Само по себе включение демо-режима — дело очень хорошее, но демо-ролики не должны быть скучными, в них желателен интересный сюжет, наличие зрелищного действия и, возможно, даже какой-то смысл. По сути, этому описанию более-менее соответствует только последняя часть демо — из Fire Strike, и она действительно неплоха. А вот две первые части демо слишком скучны, на наш субъективный взгляд.
Подсчет очков
В каждой новой версии 3DMark компания Futuremark пересматривает выбранное разрешение экрана для эталонных тестов. Если раньше в 3DMark 2011 были три разных набора настроек (Entry, Performance и Extreme), которые отличались разрешением и настройками тестов, то теперь подход совершенно иной. Важным изменением по сравнению со всеми предыдущими версиями 3DMark стала «отвязка» разрешения рендеринга от разрешения экрана — второе может быть каким угодно, а вот первое зафиксировано. Иными словами, в пакете сделано так, что он позволяет сравнить разные по разрешению экрана платформы в равных условиях, отрисовывая графику во внутренние буферы определенного разрешения. Так что в тесте Ice Storm будут работать в одинаковых условиях и смартфон с разрешением экрана 800×480, и планшет с 1280×800, и даже ПК с 2560×1440 — все равно рендеринг будет производиться в буфер одинакового разрешения 1280×720. А уж затем этот буфер будет масштабироваться на разрешение экрана — в современных устройствах это делается практически без потерь производительности.
Зачем это нужно и почему важно, кроме постановки различных устройств в равные условия? Теперь 3DMark не требует поддержки разрешения 1920×1080 от ноутбука, и его можно протестировать в любом режиме — теоретически, можно даже запустить Fire Strike Extreme хоть на нетбуке с интегрированной графикой (с поддержкой DirectX 11, конечно), если хочется увидеть слайдшоу из пары десятков кадров. Во всех предыдущих пакетах даже мощные мобильные системы были ограничены средними по сложности настройками именно из-за разрешения их дисплеев.
Соответственно, меняется и влияние выставленного разрешения на производительность. Если в 3DMark 11 изменение разрешения сразу же сказывалось на частоте кадров и общем счете, то в 3DMark используется внеэкранный рендеринг с выводом изображения на экран, которое масштабируется из разрешения рендеринга в разрешение дисплея. Внутреннее разрешение для тестов всегда одинаково, для Ice Storm и Cloud Gate — 1280×720, для Fire Strike — 1920×1080, а для Fire Strike Extreme — 2560×1440.
Современные GPU масштабируют изображение почти без потерь в производительности, поэтому разрешение рабочего стола не имеет никакого влияния на результат. С другой стороны, если частота кадров в тесте ограничена CPU, и она довольно высокая (как в тесте Ice Storm на всех современных видеокартах настольного уровня или Cloud Gate на топовых GPU), то это сказывается на результате — FPS показывается ниже, чем он может быть, так как добавляются накладные расходы на масштабирование и синхронизацию вывода на дисплей (чего не было бы при полноценном внеэкранном рендеринге без вывода изображения на экран). И для достижения рекордов разгона лучше выставить разрешение рабочего стола, равное разрешению внутреннего внеэкранного буфера (см. выше), чтобы выдавить еще пару процентов из результата. В случае изданий Professional и Advanced можно изменять внутреннее разрешение рендеринга, но счет 3DMark в очках при этом, естественно, не приводится.
Сразу же нужно особо отметить, что раз теперь нет общего количества очков 3DMark, то нужно обязательно уточнять тест, в котором получен результат, а в случае Fire Strike с профилем Extreme — еще и этот режим. Пакет 3DMark включает три разных теста, каждый из которых сделан под определенные аппаратные устройства, и каждый из них дает собственный результат в очках, который нужно сравнивать с результатами других систем в этом же тесте — результаты из разных тестов и профилей сравнивать нельзя.
Общий счет для каждого из трех тестов пакета считается из результатов графических, физического и комбинированного (если он есть в составе) подтестов следующим образом:
Веса (W) для каждого параметра берутся из таблицы, они отличаются для каждого теста:
Вклад тестов в общий счет разный, особенно важна разница между весом графического и физического подтестов. Кроме этого, по разнице между физическим и графическим счетом можно судить о (не)сбалансированности системы. Если графический счет значительно выше, то нужно подтянуть производительность CPU, и наоборот.
Итоговый счет 3DMark складывается из результатов всех подтестов по специальным формулам. Мы не будем расписывать его подробно, а просто приведем соответствующие страницы из документации Futuremark, по которым при желании можно во всем разобраться:
Технологии и эффекты
Многопоточный рендеринг
Одним из самых важных улучшений в DirectX 11, направленных на увеличение производительности рендеринга, стала возможность распараллеленного рендеринга. Все современные CPU имеют по несколько вычислительных ядер, а предыдущие версии DirectX были ограничены запуском команд в один поток. Ранее только одно ядро CPU могло отдавать команды на выполнение в GPU, что зачастую вызывало ограничение производительности именно одним ядром центрального процессора. Многопоточный же рендеринг в DirectX 11 дает возможность использовать все ядра CPU для выполнения задач рендеринга. Данная особенность начала применяться в играх с поддержкой DirectX 11, и вполне логично, что ее поддержка появилась еще в 3DMark 11.
Многопоточный рендеринг в бенчмарке основан на списках команд (command lists). Движок теста использует один поток на доступное ядро CPU в DX11-тесте. Один из потоков команд является главным, и он использует прямой и отложенный контексты устройства (immediate и deferred device context), а остальные потоки исполнителей (worker threads) — только отложенный. Нагрузка распределяется между потоками, каждый из них обслуживает (вычисление матриц трансформации, отсечение невидимых объектов, вычисление параметров шейдеров и запись вызовов DX в список команд) примерно равное количество объектов сцены.
Тесселяция
Это наиболее важное нововведение в DirectX 11, да и в графическом конвейере всех современных видеочипов. Тесселяция позволяет отрисовывать значительно более детализированную геометрию с небольшим увеличением требований к вычислительным ресурсам и памяти. Вместе с эффективными алгоритмами изменения уровня детализации (LOD) они дают возможность динамического изменения детализации объектов в зависимости от расстояния между поверхностью и камерой. Что, в свою очередь, крайне удобно для масштабирования нагрузки на GPU разной мощности.
Движок в 3DMark поддерживает рендеринг как с использованием тесселяции, так и без нее. Используются алгоритмы тесселяции и нагрузка на геометрические блоки, значительно бо́льшие, чем те, что уже применяются в играх. В новом пакете 3DMark используется три типа тесселяции: основанная на картах смещения (displacement map), PN-треугольники и тесселяция по методу Фонга (Phong tessellation). Поддерживается тесселяция треугольников и четырехугольных примитивов (quad).
Степень разбиения примитивов вычисляется на основе длин граней треугольников, спроецированных на экранную плоскость. Алгоритм LOD адаптивный, и степень тесселяции зависит от расстояния примитива до камеры. Треугольники должны получаться примерно одинакового размера в пикселях при любом расстоянии, а на определенном расстоянии от объекта до камеры тесселяция для него выключается вовсе. Дополнительной оптимизацией можно считать отбрасывание (установка степени разбиения в 0) тех патчей, которые не входят в область отображения, а также «невидимых» — ориентированных в другую сторону. При генерации карт теней (shadow maps) тесселяция также используется.
Освещение
Еще в 3DMark 11 стали использовать рендеринг с отложенным затенением (deferred shading), что позволяет отрисовать большое количество источников света в кадре с приемлемой производительностью. Сначала в многослойный G-буфер отрисовываются атрибуты геометрии. Затем вычисляется непрямое освещение по алгоритму ambient occlusion, используя информацию из буфера глубины и буфера нормалей. А затем на основе этих атрибутов рендерится буфер освещения.
Движком поддерживается две разные модели затенения. Более сложная модель использует четыре текстуры и текстуру глубины в виде G-буфера, а простая модель — две текстуры и текстуру глубины. Модели освещения в 3DMark также применяются две: комбинация диффузной модели Орен-Найар (Oren-Nayar diffuse reflectance) и бликовой модели Кука-Торренса или базовая модель Блинна-Фонга (Blinn Phong reflectance model). Простая модель освещения используется в тестах и демо-роликах DirectX 10, а сложная модель — в Fire Strike. Опционально может вычисляться еще и атмосферное ослабление (atmospheric attenuation), а также непрямое освещение методом horizon based screen space ambient occlusion (HBAO).
Поддерживаются источники света разного типа: точечные, направленные и «прожекторы» (spot), для двух последних типов могут рассчитываться карты теней. Для «прожекторов» разрешение карты теней рассчитывается в зависимости от объема источника света в экранном пространстве.
При рендеринге сцены применяется объемное освещение — техника, позволяющая имитировать распространение света в атмосфере, которая содержит частицы воды, пыли и т. п. Оно уже давно появилось в играх, хотя и в значительно более простом варианте. В 3DMark 11 объемное освещение уже применялось в нескольких тестах, и оно было особенно заметно в сцене «Deep Sea» в непрозрачной воде, освещенной фонарями батискафов, а в сцене «High Temple» — в видимых лучах солнца, просвечивающих через заросли.
Объемное освещение использует весьма сложный алгоритм, аппроксимирующий количество света, рассеянного средой между поверхностью и камерой для каждого из освещенных пикселей. Алгоритм основан на методе бросания лучей (ray casting) и модели рассеивания и ослабления Рэлея-Ми (Rayleigh-Mie). При расчете освещения используется два внеэкранных буфера для HDR: один — для поверхностного освещения, второй — для объемного освещения. Перед комбинированием этих буферов результат объемного смягчается фильтром blur.
Новым эффектом в тесте Fire Strike стало освещение частиц. Эффекты частиц отрисовываются поверх рассчитанного поверхностного освещения и симулируются на GPU. Частицы могут быть самосветящимися или освещенными источниками света сцены, которые выбираются специально для этого. Частицы могут отбрасывать тени на поверхности и другие частицы. При рендеринге освещенных частиц используется тесселяция, hull- и domain-шейдеры активны. Степень разбиения устанавливается так, чтобы треугольники на экране были одного размера.
Фильтры постобработки
В тестах пакета 3DMark используется несколько фильтров постобработки, среди которых можно отметить имитацию глубины резкости, эффекты гало и полноэкранное сглаживание методом постобработки. Используется еще один хитрый метод постобработки — искажение изображения, основанное на частицах (particle based distortion). Сгенерированное в 3D-текстуре искажающее поле (distortion field) используется для деформации в стадии постобработки.
Эффект глубины резкости (depth of field) придает отрендеренной сцене ощущение объема, имитируя фокусировку виртуальной камеры на определенное расстояние. Также в этом алгоритме добавляется эффект боке (bokeh) к зонам изображения вне фокуса. Техника DOF, применяемая в 3DMark, значительно сложнее, чем в большинстве игр. До выхода DirectX 11 эффект имитации глубины резкости в играх чаще всего был примитивным blur на дальних и ближних объектах, а возможность более сложного эффекта появилась лишь недавно. Продвинутые эффекты глубины резкости мы видели в игровых приложениях, таких как Metro 2033 и Just Cause 2. Подробные технические детали мы опустим, но в алгоритме используются геометрические шейдеры и сложные расчеты.
Эффект bloom также давно известен по игровым приложениям, и в его простых видах он не требует много ресурсов. В случае 3DMark используется быстрое преобразование Фурье (Fast Fourier Transform — FFT) при помощи вычислительного шейдера. FFT вычисляются с использованием текстур с 32 битами на цвет, эффекты выполняются над уменьшенным вчетверо изображением, фильтр постобработки одновременно накладывает эффекты: blur, streak, flare и цветное гало. Дополнительно применяется еще и постфильтр, имитирующий оптические отражения.
Хотя движком бенчмарка для полноэкранного сглаживания картинки поддерживается и обычный мультисэмплинг (MSAA), также можно использовать и фильтр постобработки в виде FXAA, который применяется к готовому изображению после остальной постобработки, включая tone mapping.
Симуляция дыма
Продвинутая симуляция дыма в 3DMark основана на работе «Visual Simulation of Smoke» авторства Ronald Fedkiw, с дополнением расчета вязкости из «Stable Fluids» авторства Jos Stam, за исключением учета температуры, который тут просто будет излишним. Взаимодействующие с дымом объекты вокселизированы в виде полей скорости и плотности, вся симуляция дыма выполняется полностью при помощи вычислительных шейдеров DirectX 11.
В обзоре 3DMark 11 мы делали подробный анализ времени, потраченного при отрисовке кадра на различные операции. В этот раз подобного анализа не будет по причине его крайней трудоемкости, но так как движок 3DMark и применяемые в тесте техники во многом схожи с теми, что мы видели в 3DMark 11, то мы можем сделать некоторые предположения. К вызовам отрисовки, связанным с освещением, тесселяцией и постобработкой, добавились вызовы, связанные с расчетами физических эффектов — симуляции систем частиц и жидкостей (в данном случае — дыма). Естественно, что доля времени, потраченная на освещение, стала несколько меньше (в 3DMark 11 она была 35-40% от общего времени рендеринга кадра), но все же именно объемное освещение остается главной расчетной задачей и в новом 3DMark.
Да, тесселяция и нагрузка на геометрические блоки была немного усилена, но она осталась довольно простой для топовых чипов Nvidia и лучше подходит для GPU конкурента и среднеценовых решений Nvidia. Ну а бо́льшая часть времени рендеринга кадра проводится в шейдерах освещения, в том числе объемного. Физики, исполняемой на GPU, в пакете стало больше, но все равно недостаточно, на наш взгляд. Движок Bullet позволил кое-что рассчитывать на графических процессорах, и можно сказать спасибо уже за один тест GPU-физики, но все же общепринятый бенчмарк должен продвигать технологии будущего.
Результаты тестов
Мы сделали небольшой анализ результатов для некоторого числа распространенных видеокарт. Эти исследования были проведены с использованием нашей привычной тестовой системы, знакомой читателям по материалам i3D-Speed. Мы протестировали несколько видеокарт обоих производителей настольных графических решений во всех тестах пакета 3DMark. Для начала рассмотрим результаты 3DMark для списка распространенных видеокарт в тесте Ice Storm — как в виде средних показателей частоты кадров во всех подтестах, так и в виде итогового счета очков отдельно для 3DMark Ice Storm.
Прежде всего отметим разброс результатов в «физическом» подтесте — стабильности ему явно не хватает, разница на одной системе может доходить до 10%. Также любопытно, что результаты с видеокартами AMD Radeon в этом подтесте чуть лучше, чем на Nvidia Geforce. Но нам больше интересны графические подтесты. Можно сказать, что в них некоторое преимущество имеют уже решения Nvidia. Но это не слишком важно, ведь результат порядка 1000-1500 кадров в секунду говорит о том, что тест слишком простой для данных видеокарт.
Вообще, Futuremark отмечает, что в тестах Ice Storm возможен значительный разброс результатов при запусках на одной и той же системе. Так получается потому, что тест слишком легкий для современных ПК и подходит скорее для смартфонов и планшетов. На мощных же системах частота кадров легко превышает 1000 FPS, поэтому данный тест имеет мало смысла при тестировании настольных GPU. Для выбора подходящего теста есть эмпирическое правило — если счет в Ice Storm превышает 50 000 очков, то данная система не способна раскрыть все свои возможности в тесте и нужно воспользоваться более тяжелыми тестами Cloud Gate или даже Fire Strike. Вот и перейдем к первому из них.
Цифры в Cloud Gate уже несколько интереснее, хотя результаты в FPS все равно слишком велики для топовых решений. А вот физический тест уже явно более стабилен — разница в FPS между всеми результатами не превышает 1%. Что касается графических тестов, то они неплохо подойдут для тестирования современных видеокарт из недорогого и среднего ценовых сегментов. А для топовых решений 3D-нагрузка все-таки слабовата. Зато сразу же видна разница между решениями разного уровня: Radeon HD 7970 и HD 7870. В этом тесте видеокарты AMD и Nvidia выступают примерно одинаково.
В случае наиболее производительных систем, состоящих из нескольких GPU, таких как SLI и CrossFire, производительность в Cloud Gate снова будет ограничена мощностью системы и CPU, и топовые графические чипы в Cloud Gate просто не смогут показать достойные результаты. Для таких систем нужно использовать тесты Fire Strike. И вообще, снова уточним, что для всех систем нужно выбирать подходящий тест, который покажет достоинства и недостатки GPU без ограничения другими компонентами системы. В одном тесте сделать это невозможно, поэтому в 3DMark включили три разных теста, а один из них имеет еще и экстремальные настройки. Рассмотрим сначала более простой вариант:
В Fire Strike входит уже четыре подтеста, добавился комбинированный — с одновременной нагрузкой на CPU и GPU. Так как CPU у нас для всех тестов был одним и тем же, то скорость рендеринга в этом подтесте зависела исключительно от GPU. Третий физический тест снова показал стабильные результаты с разбросом менее 1%, то есть он вполне подходит для тестирования мощности универсальных вычислительных ядер.
Вот графические тесты Fire Strike вполне применимы для тестирования мощных современных решений — топовые карты показывают 27-37 кадров в секунду в среднем, что можно считать оптимальным режимом. А для менее мощных решений Fire Strike хоть и подходит, но если испытать GPU еще на ступеньку ниже наших Radeon HD 7770 и Geforce GTX 650 Ti, то частота кадров будет уже слишком низкой. В этом тесте решения двух компаний близки друг к другу, но небольшое преимущество все же имеет Radeon HD 7970. Посмотрим на результаты этих видеокарт в «экстремальном» режиме теста:
Очень любопытно, что стабильные результаты физического подтеста в обычном режиме Fire Strike сменились не слишком понятными цифрами с явно бо́льшим разбросом в экстремальном профиле. Видимо, на результат каким-то образом влияет изменившееся разрешение рендеринга. Что касается графических подтестов и комбинированного варианта, то явно видно, что Fire Strike Extreme подходит только для самых мощных GPU уровня Radeon HD 7970 и Geforce GTX 670/680. Да и они показывают в тесте лишь 12-18 FPS, что является нижней границей приемлемой частоты кадров для тестирования. В этом тесте некоторое преимущество снова имеет топовая видеокарта Radeon.
Медленные же решения проваливаются глубоко вниз, что можно объяснить серьезно увеличившейся нагрузкой на GPU. К примеру, для Geforce GTX 650 Ti и Radeon HD 7770 этот профиль теста Fire Strike уже совершенно точно не подходит из-за крайне низкой производительности в 0,3-3 FPS. При этом видеокарта NVDIA проваливает FPS сильнее из-за недостатка видеопамяти (не секрет, что решения Nvidia в среднем используют несколько больше видеопамяти по сравнению с видеокартами AMD). Поэтому Fire Strike Extreme лучше применять исключительно в случае топовых одночиповых карт и систем на базе нескольких GPU, а для более слабых видеочипов он плохо подходит.
В общем, краткое исследование результатов нового 3DMark на неполном наборе видеокарт разного уровня AMD и Nvidia показало, что его вполне можно применять для тестирования 3D-производительности. Все необходимые условия для этого есть: графические тесты зависят в основном от мощности GPU (при условии верного выбора теста для уровня видеокарты, о чем не нужно забывать), а процессорные — исключительно от скорости центрального процессора системы.
Выводы
Как театр начинается с вешалки, так и делать выводы мы начнем с названия тестового пакета. Причины устранения какого-либо указания на год выпуска или версию пакета были объяснены, но все же не слишком понятны. Как отличать современный 3DMark от предыдущих версий? Проще всего называть его 3DMark 13 или 3DMark 2013, и коллеги-журналисты из других изданий с нами согласны.
В остальном же тестовый пакет можно похвалить — он явно стал лучше предыдущего. Во-первых, кроссплатформенностью — ура, теперь мы сможем сравнить слона с китом смартфон с мощным домашним ПК! Во-вторых, разнообразие тестов в 3DMark явно идет ему на пользу — теперь не нужно хранить все эти старые версии 3DMark, а можно при любых сравнениях использовать только текущий пакет. Ну а наличие демонстрационных роликов для каждого из трех тестов позволяет повысить интерес публики к пакету — именно в них наиболее полно показываются возможности графики определенного уровня (DX9, DX10 и DX11).
Кроссплатформенность пакета весьма важна, особенно в нынешние времена, когда образ ПК явно потускнел за блеском всех этих многочисленных планшетов и коммуникаторов. Читателя сейчас интересуют вопросы типа: а насколько медленнее старого ноутбука мой смартфон в играх? Что мощнее, Apple iPad 3 или Google Nexus 10? Совсем скоро мы сможем ответить на большинство таких вопросов — нужно лишь дождаться выхода соответствующих мобильных версий 3DMark. Было бы очень неплохо еще и иметь какую-то сводную таблицу в результатах разных систем на сайте Futuremark — и мы думаем, что такая обязательно появится.
Но кроссплатформенная реализация имеет и явный недостаток: лишь один из трех тестов существует во всех мобильных версиях, чего явно недостаточно. Понятно, что Fire Strike слишком тяжел даже для мобильных решений и большинства настольных, и его пока что не нужно тащить на планшеты и смартфоны, но Ice Storm, в свою очередь, слишком легок для всех ПК и показывает на наиболее мощных системах 1000 и более кадров в секунду. Так что сравнивать самые мощные мобильные системы (вроде Apple iPad 4 или будущего Nvidia Project Shield) по скорости 3D-рендеринга с существующими ПК-системами было бы неплохо в тесте вроде Cloud Gate — такой уровень вполне способны «потянуть» лучшие мобильные GPU.
Как мы уже упоминали, идеальных тестовых 3D-пакетов не существует, но из существующих именно 3DMark разработчиков из Futuremark вот уже который год является ближайшим к этому идеалу. Результаты, получаемые в новой версии на различных видеокартах (пока что мы не можем ничего сказать о мобильных системах, вроде смартфонов и планшетов на базе архитектуры ARM), вполне соответствуют уровню их сравнительной производительности в других приложениях. Как и в реальных играх, в 3DMark мощный графический процессор важнее, чем скорость CPU, хотя в играх всегда есть применения для «лишней» мощи центральных процессоров (вроде искусственного интеллекта и физических эффектов).
Основные нововведения DirectX 11 в виде тесселяции и вычислительных шейдеров в 3DMark используются довольно активно, но претензии к эффективности примененных алгоритмов и техник есть. Хотя по сравнению со статической геометрией с тесселяцией в 3DMark 11 появились анимированные и тесселированные персонажи в тесте Fire Strike, а также стало больше физических расчетов на GPU. Однако современных вычислительных шейдеров в тесте не слишком много, а эффективность существующих под вопросом — достаточно вспомнить объемное освещение, которое слишком тяжело для GPU, и не применяется в играх до сих пор. И хотя тесты 3DMark не выглядят как игры будущего, но это ви́дение Futuremark, и они имеют на это полное право.
А вот мы бы хотели видеть в 3DMark тестовые сцены, которые загружали бы вычислительные шейдеры и геометрические блоки отдельно друг от друга, и лишь в наиболее сложном тесте грузили бы все вместе. В таком случае можно было бы сделать какие-то выводы о том, что один GPU быстрее обрабатывает геометрию, а другой графический процессор выступает сильнее при расчете сложных вычислительных шейдеров. Да и синтетику Futuremark давно выкинули, она была только в 3DMark Vantage. В общем, в качестве 3D-бенчмарка пакет 3DMark вполне подходит, но для исследования производительности тесселяции лучше взять все тот же Unigine Heaven.
Исследование производительности нескольких современных видеокарт в новом 3DMark показало, что он неплохо подходит для тестирования общей 3D-производительности, результаты в нем зависят в основном от мощности GPU и вполне соответствуют сравнительной производительности в современных играх. Единственное уточнение — обязательно нужно правильно подобрать тест из трех существующих для корректного сравнения. Также нам очень понравился вывод графиков с посекундным отображением производительности, температуры, частот и др., хотя пока что реализована не вся соответствующая функциональность.
Сотрудники Futuremark явно старались сделать эту версию 3DMark лучше, чем 3DMark 11, и нам кажется, что это у них получилось. Тестовый пакет станет новым общепризнанным стандартом даже несмотря на некоторые его недостатки. Он точно лучше, интереснее и полезнее по сравнению с 3DMark 11. 3DMark образца 2013 года включает все необходимое для тестирования любого аппаратного обеспечения, имеющего сравнительно новые графические процессоры. Три теста различного уровня и нагрузки позволяют сравнивать смартфоны, планшеты, ноутбуки и игровые ПК, работающие под управлением различных операционных систем.
