Ryzen победил Intel? Честный тест

Вступление

Что такое процессорозависимость? Наверняка многие пользователи задавались таким вопросом… Как она выражена в играх? Вопросы на первый взгляд проще некуда, но требуют тщательной проверки и скрывают интересные ответы.

Но начнем мы с прописных истин, которые лежат на поверхности. А в качестве конкурентов AMD Ryzen 7 1800X выступят десятиядерный Intel Core i7-6950X, ставший первым решением такого класса для настольных систем, и четырехъядерный Intel Core i7-7700K, который позиционируется как флагман линейки Kaby Lake.

Напомним, что ранее мы мельком изучили разгон новинки и проверили производительность Ryzen 7 1800X в синтетических тестах, взяв для сравнения как конкурирующие модели Intel Kaby Lake и Skylake, так и одного из последних представителей AMD Vishera. А затем тот обзор был дополнен рассказом о новых материнских платах, поддержке оперативной памяти стандарта DDR4 и режимах работы процессора.

Теоретическая часть

У нас есть несколько неизвестных в одном уравнении, и решить его можно исключительно тестами. Так ответ будет полностью подтвержден практикой и к тому же станет наглядным.

И все же, в какой степени та или иная игра зависит от процессора? Обычно мы рассуждаем следующим образом: выше производительность процессора – быстрее видеокарта, и никакая процессорозависимость не важна. Но тут в игру вступает третья составляющая – сама игра. В одних проектах процессорозависимость выражена сильнее, в других – слабее. DirectX 12 призван предотвращать дисбаланс в нагрузке, но и он не справится с сильным перекосом в ту или иную сторону.

Итак, возьмем для примера умеренно устаревшую игру двух-трехлетней давности. Для нее есть определенные минимальная и максимальная конфигурации ПК. Правило баланса нагрузки на связку «процессор-видеокарта» выглядит так: чем меньше разрешение, тем выше зависимость от процессора. По мере увеличения разрешения зависимость падает, но полностью не исчезает! Не стоит упускать и второй момент – увеличение качества рендера в игре смещает зависимость в сторону видеокарты и порой даже сильнее, чем один шаг в разрешении.

Например, игра с низкими настройками качества в самом распространенном разрешении Full HD очень процессорозависима. Выставляем максимальное качество при неизменном разрешении и сравниваем с результатами теста в разрешении 2560 х 1440, но с низким качеством. Где процессорозависимость будет заметнее? Конечно, во втором варианте, и это легко объяснимо, хотя утверждение не всегда тождественно. В некоторых играх улучшение качества достигается пост-процессингом, который целиком и полностью обрабатывается процессором.

Вот такое интересное уравнение с плавающими неизвестными, и чтобы ответить на вопрос четко, нужно брать определенные игры и проверять в них скорость рендера.

Распределение работ

Продолжим развивать тему, остановившись на рассмотрении характеристик процессоров. В последние пять лет оба ведущих производителя налегали не на частоту, а на количество вычислительных ядер. Начальный уровень представлял собой двухъядерное решение с частотой около 3 ГГц. Отбросим этот вариант как малоподходящий для нашего обзора. Четырех-шестиядерные модели уже лучше, но в тестах такие ЦП обеспечат менее выраженные результаты, поэтому переходим к тяжелой артиллерии, к Intel Core i7 и AMD Ryzen.

На данный момент все топовые процессоры обладают функцией Hyper Threading или SMT, что в сущности для ОС одно и то же. Но в случае CPU Intel операционная система Windows 10 видит их как одно единое целое и поэтому передает список работ, исходя из целостности кэша и физической параллельности ядер. Упрощенно это выглядит как легко распараллеливающийся код. Для AMD Ryzen, который собран из пары четырехъядерных восьмипоточных блоков ситуация сложнее.

Если диспетчер задач и видит его как шестнадцатипотоковый ЦП, то для ядра ОС это два процессора с раздельными ресурсами, точнее частью ресурсов. Фактически Windows 10 должна подготовить два куска кода и передать их на обработку, причем полученные результаты не должны включать зависимые переменные. Конечно, объяснение примитивное и неточное, но так понятнее, почему в некоторых приложениях Ryzen не способен раскрыться на 100%.

Вернемся к игровым настройкам. DirectX 12 позволяет выстроить очередь данных единым последовательным куском, который равномерно загрузит и видеокарту, и процессор. По заверениям программистов, он решит чуть ли не любую задачу, и его работа будет заметнее при высокой разнице в производительности связки видеокарты и процессора. Для этого мы проведем тест в игре с поддержкой DirectX 12 и посмотрим на результаты.

А что насчет игровых движков, созданных относительно небольшими командами? Например, The Witcher 3 это увлекательная игра, с кучей поклонников и странными оптимизациями. Она для меня словно первая часть Crysis – сколько бы поколений видеокарт и процессоров не сменилось, результаты тестов всегда остаются плачевными.

Тестовый стенд

Тестовая конфигурация №1 (AMD Ryzen)

• Материнская плата: ASUS Prime X370-Pro (AMD X370, Socket AM4);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: DDR4 G.Skill F4-3600C17D, 2 x 4 Гбайта, 2666 МГц 16-15-15-36-1T;
• Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1080;
• Накопители:
• SSD Samsung 840 Evo, 240 Гбайт;
• SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
• Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
• Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

• AMD Ryzen 7 1800X 3.6 ГГц, Turbo Boost до 4.0 ГГц, восемь ядер, шестнадцать потоков;
• AMD Ryzen 7 1800X @ 4.0 ГГц, восемь ядер, шестнадцать потоков;
• AMD Ryzen 7 1800X @ 3.5 ГГц, восемь ядер, шестнадцать потоков;
• AMD Ryzen 7 1800X @ 3.0 ГГц, восемь ядер, шестнадцать потоков.

Тестовая конфигурация №2 (Intel Kaby Lake)

• Материнская плата: ASUS Maximus IX Formula (Intel Z270, LGA 1151);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: DDR4 G.Skill F4-3600C17D, 2 x 4 Гбайт, 3333 МГц 17-18-18-38-1T;
• Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1080;
• Накопители:
• SSD Samsung 840 Evo, 240 Гбайт;
• SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
• Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
• Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

• Intel Core i7-7700K 4.5 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
• Intel Core i7-7700K @ 4.0 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
• Intel Core i7-7700K @ 3.5 ГГц, четыре ядра, восемь потоков.

Тестовая конфигурация №3 (Intel Broadwell-E)

• Материнская плата: ASUS X99-Deluxe II (Intel X99, LGA 2011-v3);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: DDR4 G.Skill F4-3600C17D, 4 x 4 Гбайт, 2133 МГц 15-15-15-36-2T;
• Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1080;
• Накопители:
• SSD Samsung 840 Evo, 240 Гбайт;
• SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
• Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
• Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

• Intel Core i7-6950X @ 3.5 ГГц, десять ядер, двадцать потоков.

Игровые тесты

В части игр, где это возможно, использовались встроенные отрезки теста, при необходимости тестирование дополнялось результатами утилиты Fraps v3.5.99. Все тесты проходили в трех разрешениях: 1920 х 1080, 2560 х 1440 и 3840 х 2160 (4K).

Список игровых приложений:

• Deus Ex Mankind Divided;
• Grand Theft Auto V;
• Star Wars Battlefront;
• The Witcher 3: Wild Hunt.

VSync при проведении тестов был отключен.

Star Wars Battlefront

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin. Настройки поделены на четыре категории, начиная от самых простых (сокращенно «L») до максимальных «Ультра» (сокращенно «U»).

В этой игре при изменении глобальных настроек изменяются второстепенные, поэтому данный тест очень удобен. Сцена продолжительностью более одной минуты хорошо задействует процессор, и здесь нагляднее видно, какой из них позволяет выдавать максимальные 200 кадров в секунду, а какой будет сдерживать потенциал видеокарты.

И поскольку результатов достаточно много, то здесь и далее мы разделим их по категориям, точнее разрешениям.

1920 х 1080

В глаза сразу бросаются низкие показатели Intel Core i7-7700K. На удивление, этот процессор в связке с GeForce GTX 1080 и невысоким разрешением не смог показать стопроцентный результат.

Если бы речь шла лишь о минимальных значениях, это было бы не столь важно, но он не раскрывает все возможности видеокарты и по средним FPS, вплоть до самых высоких настроек качества. Только разгон до 4.5 ГГц более или менее выправляет его положение в Ultra.

2560 х 1440

Результаты схожи с предыдущим тестом, но есть отличие – флагман Kaby Lake на частоте 4.5 ГГц быстрее перемещается в зеленую зону, а AMD Ryzen 7 1800X один раз сдает по показателям минимального числа кадров в секунду при средних настройках. Но это скорее исключение из правил, чем закономерность.

3840 х 2160

В этом тесте разговор короткий: лишь в разрешении 4К любой из рассматриваемых процессоров не ограничивает видеокарту.

The Witcher 3: Wild Hunt

Настройки в игре поделены на две основные категории: пост-обработка и общие. В пост-обработке дано на выбор три уровня качества: минимальный, средний и высокий (сокращенно L, M и H). В общих меняется множество параметров и к трем основным категориям добавлена еще одна позиция – запредельное качество, мы его сокращенно назовем «Ультра» (U).

В итоге у нас есть четыре комбинации – все на минимум (L-L), среднее качество (M-M), высокие настройки (H-H) и комбинация высокой постобработки с ультра-качеством (H-U).

1920 х 1080

Все просто замечательно, но я и предположить не мог, что Intel Core i7-7700K так сильно сдерживает видеокарту! В каждом режиме тест проходился три раза, дабы определить действительно средние показатели, но после перестановки стенда с AMD Ryzen на Kaby Lake результаты повергли меня в шок.

Сначала я был уверен, что это какая-то программная ошибка в драйверах, либо в операционной системе или что-то иное. Но после установки ОС с игрой на отдельный твердотельный накопитель и нового запуска серии тестов результаты не изменились. Причем было перепробовано несколько сборок драйверов Nvidia GeForce 37х-38х. И на новых результаты даже ухудшались.

Итак, отметим не только очень показательные итоговые значения, но и игровую оптимизацию. О чем можно говорить, если далеко не самый дешевый процессор Intel Core i7-7700K сильно отстает от восьми-десятиядерных собратьев, уступающих ему в частоте 1.5 ГГц?

2560 х 1440

Лишь ближе к самому тяжелому режиму графики флагман Kaby Lake постепенно подбирается к среднему результату. С минимальным количеством кадров в секунду дела все еще остаются плохими, в этом плане он проигрывает AMD Ryzen 7 1800X.

3840 х 2160

Неужели четырехъядерный процессор с восемью потоками, работающий на частоте 4.5 ГГц, сможет догнать соперников? Да, в «Ультра» качестве, причем как по минимальным, так и по средним FPS. Это прекрасная иллюстрация возможностей игрового движка, которая лишний раз доказывает, что решающий вклад вносит код игры, а не возможности системы.

Так ли все плохо во всей игре? Конечно, нет, я специально подобрал сцену (первые 60 секунд), в которой проявляется максимальная зависимость от конфигурации процессора, и посмотрите, как выглядят графики Intel Core i7-7700K в разрешении Full HD.

Deus Ex Mankind Divided

В игре присутствует панель с настройками и в ней на выбор представлены параметры экрана и изображения. В параметрах экрана задействован DirectX 12 без сглаживания MSAA. В параметрах изображения есть пять «заготовок» издателя: низкие, средние, высокие, очень высокие и ультра (сокращенно L, M, H, VH и U).

1920 х 1080

Deus Ex Mankind Divided – относительно свежая игра с поддержкой DirectX 12, результаты которой могут приятно удивить. В ней нет высоких требований к количеству ядер, на первое место выходит архитектура и частота процессора. Впрочем, Intel Core i7-6950X берет именно десятью ядрами и чистой производительностью.

В данном случае представитель AMD Ryzen 7 не конкурент моделям Intel Core i7, уступая им на протяжении всего теста. Паритет наметился только с увеличением нагрузки на видеокарту в режиме качества «Ультра» и при средних показателях. По показателю минимального числа кадров в секунду ситуация без изменений.

2560 х 1440

При переходе к среднему разрешению разница между процессорами нивелируется за счет большей нагрузки на видеокарту. И неожиданно на средних настройках по минимальному показателю провалился флагман Kaby Lake. Пусть не сильно, но это отставание видно на глаз.

3840 х 2160

В разрешении 4К все, как и должно было быть – все связки выдают почти идентичные результаты.

Grand Theft Auto V

Игра Rockstar North интересна тем, что не содержит готовых пресетов по настройкам, и результаты нескольких прогонов не укладываются в диапазон погрешности1-3%, что создает определенные проблемы при тестировании.

Классический вывод трех прогонов Grand Theft Auto V в одном графике. Четыре выплеска – смена сцен, нам эти данные не интересны, поэтому отбрасываем.

Оставшуюся часть анализируем и приходим к выводам, что даже три прогона не позволяют работать с данными. Решение одно – тестировать, пока игра не закэширует все данные, а происходит это на пятом-седьмом запуске теста. Естественно, это требует внимательности и усидчивости. Так что если беретесь сравнивать ваши результаты в GTA V, учтите эту особенность игры.

К сожалению, микрофризы не зависят ни от расположения файлов игры (на твердотельном накопителе или нет), ни от объема оперативной памяти (8, 16, 32 Гбайта – игре без разницы), ни от количества ядер и их частоты. Определенную роль играет его величество случай, а решающим фактором для получения схожих результатов является последовательный запуск теста.

Из-за отсутствия готовых наборов качества пришлось методом «тыка» пробовать комбинации доступных настроек, в результате чего сформировалось пять режимов тестирования – от самого легкого до почти запредельного.

Неизменяемые настройки:

• Длинные тени – выключены;
• Тени высокого разрешения – выключены;
• Подгрузка более детализированных текстур во время полета – выключено;
• Увеличенное расстояние подгрузки более детализированных объектов – минимальное;
• Масштаб разрешения изображения – выключено;
• Население города – максимум;
• Разновидность население – максимум;
• Фокусировочная шкала – максимум.

Для простоты визуального представления данных в таблицах, эту пятерку режимов мы по традиции назовем сокращенно буквами: L, M, H, VH и U.

1920 х 1080

Оказывается, Grand Theft Auto V очень ценит многоядерность в процессорах, что и неудивительно.

В данном тесте AMD Ryzen 7 1800X при частоте 4.0 ГГц и Intel Core i7-6950X выходят на первые позиции и предоставляют игроку максимальную производительность независимо от уровня качества. Intel Core i7-7700K на 4.5 ГГц пытается не отстать от них, но ему недостает общей прыти. По мере увеличения нагрузки на видеокарту к лидерам подтягивается флагман AMD Ryzen 7, работающий на штатных частотах.

2560 х 1440

При переходе в разрешение 2560 х 1440 легко решить, будто картина не меняется. Ключевым моментом становится настройка качества, начиная от средней и заканчивая очень высокой.

Забавно, что именно этот переход внезапно выводит AMD Ryzen 7 1800X вперед. Главная новинка сезона обгоняет даже десятиядерный Intel Core i7-6950X, чего ранее не наблюдалось. Неужели микроархитектура Zen настолько хорошо приспособлена для игры GTA V?

3840 х 2160

В разрешении 4К небольшая конкуренция видна лишь при низких настройках, но в данном случае все участники идут достаточно ровно. Что касается героя обзора, можно предположить, что наилучший баланс «процессор-видеокарта» у платформы AMD наступает как раз в 2560 х 1440 и постепенно исчезает в 4К.

Подведение итогов

Цифр много, и они предоставляют нам тему для размышлений, причем один вывод можно сделать уже сейчас. Действует общее правило: чем выше разрешение и качество в игре, тем ровнее приходят к финишу платформы. А теперь взглянем на усредненные результаты и оценим каждый процессор.

Вот все участники и разместились по рангу. Лидером стал десятиядерный Intel Core i7-6950X за счет большего количества ядер и хорошей оптимизации игр под многопоточность. Аутсайдером, если можно так сказать, оказался Intel Core i7-7700K, ему в выбранных для теста играх не хватает производительности. Даже на частоте 4.5 ГГц он прилично отстал от AMD Ryzen 7 1800X с его скромными 3.0 ГГц.

Заключение

Несомненно, у проведенного мною теста есть право на жизнь, поскольку он хорошо раскрывает реальную ситуацию с играми на данный момент. И, как можно видеть, не везде чистые мегагерцы что-то решают.

С другой стороны, мы так и не столкнулись с отмеченной ранее на других ресурсах посредственной производительностью AMD Ryzen 7 в играх. Конечно, я не в состоянии рассмотреть и протестировать два десятка игр последних лет со всевозможными видеокартами. На это уйдет не один месяц, да и цена ошибки велика. Но и по четырем играм заметно, куда нас тянет индустрия – в сторону многоядерных процессоров.

Скорее всего, с менее производительными видеокартами выявленная зависимость проявится в меньшей степени, а с более быстрыми – в большей. И наоборот, менее шустрые процессоры будут чаще ограничивать сильную видеокарту. Тем не менее, начало положено, и при вашей заинтересованности мы продолжим исследовать баланс систем в разных комбинациях «процессор-видеокарта».