CpuTech 1011/9

Производительность оперативной памяти | Может ли память ограничивать частоту кадров в играх?

С некоторой периодичностью мы публикуем материалы, в которых изучаем, как работа популярных приложений зависит от скорости работы обычной оперативной памяти. Сегодня под словом "обычной" мы подразумеваем DDR3-1600.

Поэкспериментировав с настройками памяти в одной из игр, мы заметили заметную прибавку в скорости работы. После обзора "FX против Core i7: является ли CPU в играх бутылочным горлышком?" у нас осталась готовая тестовая система, поэтому сейчас - самый подходящий момент, чтобы сделать ещё одну версию анализа игр, но с большим упором на память.

Сказанное нами шесть лет назад по поводу частоты и таймингов актуально и сегодня. Задержка CAS по-прежнему измеряется в циклах, циклы DDR3-2133 по-прежнему в два раза быстрее, чем DDR3-1066, а у DDR3-2133 CAS 10 осталось такое же время отклика, как у DDR3-1066 CAS 5. Более того, DDR3-2133 также предлагает в два раза больше пропускной способности, чем DDR3-1066.

К счастью, если бюджет ограничен, не обязательно зацикливаться на модулях DDR3-1066, а для повышения пропускной способности можно уменьшить значение CAS, которое для большинства модулей легко спустится ниже базового значения 10. Кроме того, дешёвая память DDR3-1600 и средняя по цене DDR3-2133 CAS 9 теперь стоит почти столько же. 

Мы вооружены разогнанным CPU и двумя видеокартами Radeon HD 7970 в CrossFire, которые помогут избежать узких мест. Итак, каким образом изменения в конфигурации памяти повлияют на производительность в играх?

Производительность оперативной памяти | Конфигурация и тесты

Платформа Intel LGA 2011 обладает достаточной гибкостью для тестов как двухканальной, так и четырёхканальной конфигурации памяти. ASUS P9X79 и разогнанный Core i7-3760X со степпингом C2 мы взяли из предыдущих обзоров. 

Из-за базовой частоты в 100 МГц, системная плата P9X79 настроила старые модули G.Skill DDR3-2200 CAS 9 в режим DDR3-2133 CAS 9-11-9-28. Для тестов DDR3-1600 C9 мы использовали такую же память и тайминги. В варианте с пониженными таймингами используется эта же память в режиме DDR3-1600 CAS 7-9-7-21. 

Если у вас есть пара карт Radeon HD 7970, вполне вероятно, что вы играете на разрешении 2560x1600 пикселей или больше. Мы начали с разрешения 1920x1080 пикселей и повышали его до 5760x1080 пикселей. 

Производительность оперативной памяти | Результаты тестов

3DMark и Aliens Vs. Predator

Хотя 3DMark и не отражает реальную производительность в играх, он всё же позволяет легко сравнить показатели различных конфигураций. Также он показывает, что в тесте Physics с уменьшением скорости передачи данных памяти результат ухудшается. В этом есть смысл, поскольку пакет Physics даёт нагрузку на все вычислительные ядра. Нехватка данных для них – это верный путь снижения производительности. 

В игре Aliens vs. Predator разница между различными конфигурациями памяти минимальна, даже на разрешении 2560x1600 пикселей частота кадров, похоже, сдерживается мощной комбинацией двух GPU Radeon HD 7970. 

Результаты F1 и Metro 2033

Результаты F1 2012 наполняют смыслом всю нашу сегодняшнюю затею. Каждый шаг в увеличении пропускной способности памяти даёт заметный прирост скорости работы. 

А вот Metro 2033 наоборот, не демонстрирует никакой значимой разницы между нашими четырьмя конфигурациями. Чуть ниже мы посмотрим на детальный разброс FPS в этой игре во время тестовых прогонов. 

Metro 2033, секунда за секундой

Metro 2033 даёт нам весьма интересный посекундный график частоты кадров. Мы решили не включать графики каждого теста, поскольку это только засорит страницу. Вместо этого, мы сравнили самые медленные и самые быстрые конфигурации памяти. 

Когда в качестве минимальной средней частоты кадров мы выбираем уровень 40 FPS, на самом деле мы отслеживаем, чтобы частота кадров не опускалась ниже 20 FPS. Наши видеокарты могут удержать такой уровень на настройках детализации Very High даже с памятью, установленной в режим DDR3-1600 CAS 9. 

К сожалению, при разрешении 4800x900 пикселей уровень производительности на настройках Very High назвать нормальным никак нельзя. Чтобы игра работала на 5760x1080 пикселей, нам пришлось понизить детализацию. 

При появлении в Metro 2033 дыма или тумана производительность существенно падает. Хорошо, что эти проседания во время геймплея на разрешении 5760x1080 пикселей с отключённым MSAA незаметны. Однако нас беспокоит, что с четырёхканальной конфигурацией впадины на графике ниже, ведь с увеличением пропускной способности ожидаешь уменьшения минимального порога, но никак не увеличения.

Battlefield 3 и Skyrim

Колебания производительности в Battlefield 3 слишком малы, чтобы отнести их к различиям в конфигурации. В таком случае, дешёвая память DDR3-1600 занимает здесь более выгодную позицию. 

Elder Scrolls V: Skyrim выигрывает от более быстрой RAM, однако с увеличением разрешения и, соответственно, графической нагрузки, преимущество уменьшается. 

Battlefield 3, кадр за кадром

Время рендеринга одного кадра более показательно, чем среднее количество кадров, поскольку именно отдельные медленные кадры разрушают погружение в игру, в результаты вы теряете концентрацию, врезаетесь в стену, либо вас убивают. Когда рекомендуемая нами для игр средняя частота кадров составляет 40 FPS, а минимальная 20, очень важно, чтобы ни один кадр не рендерился более 50 миллисекунд. В данном тесте чем ниже значения, тем лучше (быстрее). 

Часто при запуске игра может идти с рывками, но в данном случае рывки совпадают с включением Fraps. К счастью, ни в одном из прогонов скачки не превышают порога 50 мс.

Skyrim, кадр за кадром

Длительность кадра в Elder Scrolls V: Skyrim превысила 50 мс лишь на разрешении 5760x1080 пикселей, при котором у всех конфигураций наблюдаются проблемы. 

Хотя средняя частота кадров при настройках качества Ultra в Skyrim падает, скачки длительности кадра понижаются. В течение всего теста мы заметили только один долгий кадр на всех конфигурациях, что совсем не страшно.

Энергопотребление, средняя производительность и эффективность

Поскольку мы не используем разгон, то смогли понизить напряжение модулей, работающих в режиме DDR3-1600 C9 до 1,50 В и, соответственно, понизить общее энергопотребление системы на несколько ватт. 

К сожалению, пониженная скорость передачи данных также повлияла на показатели средней производительности. 

Intel XMP (Extreme Memory Profiles) – это настройки для автоматического разгона памяти. Поскольку более быстрая RAM повышает среднюю производительность в играх, с разгоном памяти эффективность системы увеличивается. 

Производительность оперативной памяти | Пропускная способность и понижение таймингов иногда кое-что значат

Два из пяти игровых тестов: F1 2012 и The Elder Scrolls V: Skyrim продемонстрировали, что пропускная способность и тайминги могут существенно повлиять на частоту кадров в играх. Оба параметра оказываются одинаково важны. Такие результаты можно было предугадать, ведь эти две игры меньше ограничены графической подсистемой, чем другие.

С другой стороны, в Metro 2033, Battlefield 3 и Aliens vs. Predator мы вообще не заметили разницы. Производительность первых двух сильнее всего связана со скоростью графического адаптера (или адаптеров), установленного в системе, что объясняет, почему полоса пропускания и тайминги памяти не оказали существенного влияния. Появление долгих кадров, вызывающих проседания FPS, похоже, больше зависит от графической части системы, нежели от задержек или пропускной способности оперативной памяти.

Если говорить об играх, на производительность которых различия в памяти всё же влияют, то стоит отметить, что разницу во время геймплея можно заметить лишь в одной игре. Но даже в этом случае средняя частота кадров настолько высока, что ваши глаза (или мониторы) должны быть быстрее наших примерно в два раза, чтобы ощутить прирост от быстрой памяти на практике. В данном случае мы говорим об игре F1 2012, которая, в среднем, набирает более 100 FPS и всё равно масштабируется при ускорении работы памяти. На самом деле, такой уровень FPS важно поддерживать, если вы используете технологии AMD HD3D и Eyefinity одновременно, поскольку частота кадров для мониторов 60 Гц делится надвое. Если у вас нет трёх стереоскопических мониторов, большой прирост производительности к высокой частоте кадров нужен разве что для хвастовства.