Эффективность работы технологии CrossFireX на примере двух MSI Radeon R9 280X Gaming

Введение

Совсем недавно мы познакомились с новой видеокартой Radeon R9 280X на примере продукта MSI. Как уже было сказано в той статье, называть R9 280X «новыми» не совсем корректно, так как кроме изменённого названия и сниженной рекомендованной стоимости, никаких серьёзных нововведений в сравнении с прежними Radeon HD 7970 GHz Edition в них нет. Тем не менее, именно новая стоимость, заявленная на отметке 299 долларов США, делает эти видеокарты хитом в своём ценовом диапазоне, готовым составить достойную конкуренцию даже более дорогим GeForce GTX 770. Не менее привлекательным с точки зрения соотношения производительности и стоимости, на наш взгляд, является создание CrossFireX-тандема из двух видеокарт Radeon R9 280X, который по стоимости может уложиться в 650 долларов США, а по скорости будет способен конкурировать с куда более дорогими 3D-картами, и, в частности, двухпроцессорными Radeon HD 7990 и GeForce GTX 690. Так это или нет, мы сегодня и узнаем, а главное – оценим эффективность работы мультипроцессорной технологии AMD CrossFireX, тем более, что такой тест у нас был целый год и пять месяцев назад.

1. Тестовая конфигурация, инструментарий и методика тестирования

Тестирование производительности видеокарт было проведено на системе следующей конфигурации:

Системная плата: Intel Siler DX79SR (Intel X79 Express, LGA 2011, BIOS 0590 от 17.07.2013);
Центральный процессор: Intel Core i7-3970X Extreme Edition 3,5/4,0 ГГц (Sandy Bridge-E, C2, 1,1 В, 6x256 Kбайт L2, 15 Мбайт L3);
Система охлаждения CPU: Phanteks PH-TC14PЕ (2xCorsair AF140, 900 об/мин);
Термоинтерфейс: ARCTIC MX-4;
Видеокарты:

NVIDIA GeForce GTX 690 2х2 Гбайт 915/1020/6008 МГц;
AMD Radeon HD 7990 2x3 Гбайт 1050/6000 МГц;
2 MSI Radeon R9 280X Gaming 2x3 Гбайт 1050/6000 МГц;

Оперативная память: DDR3 4x8 Гбайт G.SKILL TridentX F3-2133C9Q-32GTX (2133 МГц, 9-11-11-31, 1,6 В);
Системный диск: SSD 256 Гбайт Crucial m4 (SATA-III, CT256M4SSD2, BIOS v0009);
Диск для программ и игр: Western Digital VelociRaptor (SATA-II, 300 Гбайт, 10000 об/мин, 16 Мбайт, NCQ) в коробке Scythe Quiet Drive 3,5";
Архивный диск: Samsung Ecogreen F4 HD204UI (SATA-II, 2 Тбайт, 5400 об/мин, 32 Мбайт, NCQ);
Корпус: Antec Twelve Hundred (передняя стенка – три Noiseblocker NB-Multiframe S-Series MF12-S2 на 1020 об/мин; задняя – два Noiseblocker NB-BlackSilentPRO PL-1 на 1020 об/мин; верхняя – штатный 200-мм вентилятор на 400 об/мин);
Панель управления и мониторинга: Zalman ZM-MFC3;
Блок питания: Corsair AX1200i (1200 Вт), 120-мм вентилятор;
Монитор: 27" Samsung S27A850D (DVI-I, 2560х1440, 60 Гц).

C установкой видеокарт MSI Radeon R9 280X Gaming в CrossFireX-связку и драйверов Catalyst на них никаких проблем не возникло, не считая заметно повысившегося уровня шума их систем охлаждения из-за близости видеокарт друг к другу и возросшей нагрузки:

Разумеется, помимо оценки эффективности работы технологии CrossFireX на обновлённых Radeon HD 7970 GE, мы сравнили производительность такой связки с двухпроцессорной AMD Radeon HD 7990 на таких же частотах, как и у видеокарт MSI (+50 МГц по ядру):

Кроме того, в тестирование включена двухпроцессорная видеокарта NVIDIA GeForce GTX 690 на своих номинальных частотах.

Для снижения зависимости производительности видеокарт от скорости платформы, 32-нм шестиядерный процессор при множителе 48, опорной частоте 100 МГц и активированной функции Load-Line Calibration был разогнан до 4,8 ГГц при повышении напряжения в BIOS материнской платы до 1,38 В:

Технология Hyper-Threading активирована. При этом 32 Гбайт оперативной памяти функционировали на частоте 2,133 ГГц с таймингами 9-11-11-20_CR1 при напряжении 1,6125 В.

Тестирование, начатое 2 ноября 2013 года, было проведено под управлением операционной системы Microsoft Windows 7 Ultimate x64 SP1 со всеми критическими обновлениями на указанную дату и с установкой следующих драйверов:

чипсет материнской платы Intel Chipset Drivers – 9.4.4.1006 WHQL от 21.09.2013;
библиотеки DirectX End-User Runtimes, дата выпуска – 30 ноября 2010 года;
драйверы видеокарт на графических процессорах NVIDIA – GeForce 331.70 Beta от 02.11.2013 для GTX 780 Ti и GeForce 331.65 WHQL от 23.10.2013 для всех остальных видеокарт NVIDIA;
драйверы видеокарт на графических процессорах AMD – AMD Catalyst 13.11 BETA8 (13.250.18.0) от 29.10.2013;

Производительность видеокарт была проверена в двух разрешениях: 1920х1080 и 2560х1440 пикселей. Для тестов использовались два режима качества графики: «Quality + AF16x» – качество текстур в драйверах по-умолчанию с включением анизотропной фильтрации уровня 16х, и «Quality + AF16x + MSAA 4х(8х)» с включением анизотропной фильтрации уровня 16х и полноэкранного сглаживания степени 4x или 8x, в случаях, когда среднее число кадров в секунду оставалось достаточно высоким для комфортной игры. Включение анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания выполнялось непосредственно в настройках игр. Если же данные настройки в играх отсутствовали, то параметры изменялись в панелях управления драйверов Catalyst и GeForce. Там же была принудительно отключена вертикальная синхронизация. Кроме указанного, никаких дополнительных изменений в настройки драйверов не вносилось.

Видеокарты были протестированы в двух графических тестах и тринадцати играх, обновлённых до последний версий на дату начала подготовки материала:

3DMark (2013) (DirectX 9/11) – версия 1.0, тестирование в сценах «Cloud Gate», «Fire Strike» и «Fire Strike Extreme»;
Unigine Valley Bench (DirectX 11) – версия 1.0, максимальные настройки качества, AF16x и(или) MSAA 4x, разрешение 1920х1080;
Total War: SHOGUN 2 – Fall of the Samurai (DirectX 11) – версия 1.1.0, встроенный тест (битва при Sekigahara) на максимальных настройках качества графики и использовании в одном из режимов MSAA 8x;
Battlefield 3 (DirectX 11) – версия 1.4, все настройки качества графики на «Ultra», двойной последовательный проход заскриптованной сцены из начала миссии «На охоту» продолжительностью 110 секунд;
Sniper Elite V2 Benchmark (DirectX 11) – версия 1.05, использовался Adrenaline Sniper Elite V2 Benchmark Tool v1.0.0.2 BETA максимальные настройки качества графики («Ultra»), Advanced Shadows: HIGH, Ambient Occlusion: ON, Stereo 3D: OFF, Supersampling: OFF, двойной последовательный прогон теста;
Sleeping Dogs (DirectX 11) – версия 1.5, использовался Adrenaline Action Benchmark Tool v1.0.2.1, максимальные настройки качества графики по всем пунктам, Hi-Res Textures pack установлен, FPS Limiter и V-Sync отключены, двойной последовательный прогон теста с суммарным сглаживанием на уровне «Normal» и на уровне «Extreme»;
Hitman: Absolution (DirectX 11) – версия 1.0.447.0, встроенный тест при настройках качества графики на уровне «Ultra», тесселяция, FXAA и глобальное освещение включены.
Crysis 3 (DirectX 11) – версия 1.2.0.1000, все настройки качества графики на максимум, степень размытости – средняя, блики включены, режимы с FXAA и с MSAA4x сглаживанием, двойной последовательный проход заскриптованной сцены из начала миссии «Swamp» продолжительностью 110 секунд;
Tomb Raider (2013) (DirectX 11) – версия 1.1.743.0, использовался Adrenaline Action Benchmark Tool, настройки качества на уровне «Ultra», V-Synс отключён, режимы с FXAA и с 2xSSAA сглаживанием, технология TressFX активирована, двойной последовательный проход встроенного в игру теста;
BioShock Infinite (DirectX 11) – версия 1.1.21.65455, использовался Adrenaline Action Benchmark Tool с настройками качества «Ultra» и «Ultra+DOF», двойной прогон встроенного в игру теста;
Metro: Last Light (DirectX 11) – версия 1.0.0.15, использовался встроенный в игру тест, настройки качества графики и тесселяции на уровне «Very High», технология Advanced PhysX включена, тесты с- и без SSAA-сглаживания, двойной последовательный проход сцены «D6».
GRID 2 (DirectX 11) – версия 1.0.85.8679, использовался встроенный в игру тест, настройки качества графики на максимальный уровень по всем позициям, тесты с- и без MSAA8x сглаживания, восемь машин на трассе «Чикаго»;
Company of Heroes 2 beta (DirectX 11) – версия 3.0.0.10894, двойной последовательный прогон встроенного в игру теста при максимальных настройках качества графики и физических эффектов;
Total War: Rome II (DirectX 11) – версия 1.0.0.4, настройки качества на уровне «Extreme», V-Synс отключён, SSAA сглаживание активировано, двойной последовательный проход встроенного в игру теста;
ArmA III (DirectX 11) – версия 1.04.111745, использовался тест ArmA3Mark, настройки качества на уровне «Ultra», V-Synс отключён, двойной последовательный проход теста.

Если в играх реализована возможность фиксации минимального числа кадров в секунду, то оно также отражалось на диаграммах. Каждый тест проводился дважды, за окончательный результат принималось лучшее из двух полученных значений, но только в случае, если разница между ними не превышала 1%. Если отклонения прогонов тестов превышали 1%, то тестирование повторялось ещё, как минимум, один раз, чтобы получить достоверный результат.

2. Результаты тестов производительности и их анализ

На диаграммах результаты видеокарты MSI Radeon R9 280X Gaming выделены красным цветом, CrossFireX-тандем и двухпроцессорная AMD Radeon HD 7990 отмечены лиловым, а NVIDIA GeForce GTX 690 – традиционным зелёным. Давайте посмотрим, что получилось и проанализируем результаты.

3DMark (2013)

Если сцена Cloud Gate пакета 3DMark (2013) не позволяет раскрыть всю производительность тестируемых сегодня видеокарт, то в Fire Strike и, в особенности, при ресурсоёмких настройках «Extreme» разница заметна невооружённым глазом. Эффективность работы CrossFireX здесь находится на достаточно высоком уровне, что позволяет тандему на 71-82% опережать одиночную видеокарту и без труда лидировать в 3DMark. Из двухпроцессорных видеокарт Radeon HD 7990 здесь немного быстрее GeForce GTX 690.

Unigine Valley Bench

Иначе выглядит картина в тесте Unigine Valley:

NVIDIA GeForce GTX 690 опережает и своего конкурента в лице AMD Radeon HD 7990, и CrossFireX-тандем из двух MSI Radeon R9 280X Gaming. Правда, эффективность последнего находится в этом тесте на весьма посредственном уровне: всего +39% в режиме без использования сглаживания и только +66% при активации MSAA8x.

Total War: SHOGUN 2 – Fall of the Samurai

Казалось бы, в сегодняшнем тестировании AMD Radeon HD 7990 и пара MSI Radeon R9 280X Gaming работают на одинаковых частотах, а при прочих равных теоретически быстрее должна оказаться двухпроцессорная видеокарта, однако этого не происходит по каким-то причинам. И это несмотря на тот факт, что эффективность CrossFireX в Total War: SHOGUN 2 находится на очень высоком уровне и в разрешении 1920х1080 пикселей составляет 73-74%, а в 2560х1440 пикселей – 74-87%. Такой уверенный прирост производительности в сравнении с одиночной видеокартой позволил CrossFireX-тандему из пары R9 280X опередить двухпроцессорную GeForce GTX 690 в трёх тестовых режимах из четырёх.

Battlefield 3

Несмотря на достаточно высокую эффективность работы мультипроцессорной технологии AMD в игре Battlefield 3 (от 66 до 92%), две MSI Radeon R9 280X Gaming оказываются быстрее одной AMD Radeon HD 7990 только в разрешении 1920х1080 пикселей, а в разрешении 2560х1440 пикселей тандем оказывается медленнее, что особенно заметно по уровню минимального числа кадров в секунду. Борьба между Radeon HD 7990 и GeForce GTX 690 идёт на равных вплоть до наиболее ресурсоёмкого графического режима, где побеждает AMD.

Sniper Elite V2 Benchmark

Один из наиболее впечатляющих приростов производительности в CrossFireX на R9 280X мы получили в тесте Sniper Elite V2:

В разрешении 1920х1080 пикселей он оказался равен 100% и даже чуть выше этой отметки, а в 2560х1440 пикселей – от 58 до 89%, что также довольно неплохо. Однако с минимальным числом кадров в секунду дела обстоят не так хорошо, всё же одиночная видеокарта по этому показателю по-прежнему выглядит предпочтительнее.

Sleeping Dogs

В ресурсоёмких режимах тестирования игры Sleeping Dogs эффективность работы CrossFireX также находится на очень высоком уровне:

Производительность CrossFireX MSI Radeon R9 280X Gaming находится на одном уровне с AMD Radeon HD 7990 и не имеет проблем с минимальным FPS в этой игре. GeForce GTX 690 не уступает Radeon HD 7990.

Hitman: Absolution

В игре Hitman: Absolution результаты столь мощных видеокарт имеет смысл сравнивать только при активации сглаживания:

И здесь CrossFireX MSI Radeon R9 280X Gaming с его 86-92% эффективностью в сравнении с одиночной видеокартой попросту нет равных. Впрочем, в разрешении 2560х1440 пикселей с минимальным числом кадров в секунду лучше всех дела обстоят у двухпроцессорной GeForce GTX 690.

Crysis 3

Если в разрешении 1920х1080 пикселей игры Crysis 3 установка второй видеокарты Radeon R9 280X повышает производительность графической подсистемы всего на 44-46%, то в разрешении 2560х1440 пикселей оно может достигать 100%, как, например, при использовании MSAA4x. За счёт этого CrossFireX-тандем лидирует в наиболее «жёстком» тестовом режиме, и никаких проблем с минимальным уровнем FPS здесь не наблюдается.

Tomb Raider (2013)

Очень быстра CrossFireX-связка и в игре Tomb Raider:

94% эффективности в разрешении 1920х1080 пикселей и от 64 до 82% в разрешении 2560х1440 – весьма недурно, на наш взгляд, как и победа над Radeon HD 7990 с GeForce GTX 690 (за исключением последнего режима качества).

BioShock Infinite

В целом низкое минимальное значение FPS в BioShock Infinite типично для всех видеокарт сегодняшнего тестирования, а не только для режима CrossFireX, тем не менее, на одиночной MSI Radeon R9 280X Gaming оно практически везде выше:

Работа мультипроцессорной технологии AMD в этой игре не столь эффективна, как в предыдущих и составляет всего 42-58%, поэтому программистам компании ещё есть над чем поработать при выпуске новых драйверов. Однако отставание от более дорогой Radeon HD 7990 критичным не назовёшь.

Metro: Last Light

Активированная технология «Advanced PhysX» позволяет лидировать в Metro: Last Light видеокартам на графических процессорах NVIDIA и GeForce GTX 690, в частности:

Одновременно отметим невысокую эффективность работы CrossFireX, когда пара R9 280X быстрее одной такой видеокарты всего на 43-54%, а также крайне низкий минимальный уровень FPS.

GRID 2

Зато в игре GRID 2 AMD без труда расправляется со своим конкурентом:

Что касается эффективности работы CrossFireX, то, признаться, мы ожидали большего, поскольку прирост производительности в GRID 2 составляет всего от 43 до 76%.

Company of Heroes 2

Несколько увереннее выглядит тандем в Company of Heroes 2:

Позади остались обе двухпроцессорные видеокарты, а в сравнении с одиночной MSI Radeon R9 280X Gaming CrossFireX-связка прибавляет до 83% производительности в наиболее ресурсоёмких режимах. И всё бы здорово, но пока для повышения производительности мультипроцессорных графических конфигураций в Company of Heroes 2 в драйверах Catalyst приходится активировать режим AFR, который приводит к мерцанию изображения и попросту непотребному качеству картинки. Проще говоря, пока играть в Company of Heroes 2 лучше на мощной однопроцессорной видеокарте, чем на мультипроцессорной связке.

Total War: Rome II

Ничем не лучше и ситуация в Total War: Rome II. Хочется скорости – приходится включать AF-рендеринг, со всеми вытекающими. А GeForce GTX 690, например, и вовсе работает в данной игре на уровне однопроцессорной видеокарты:


ArmA III

Другое дело – тактический симулятор ArmA III. В нём активации режима AFR не требуется, поэтому и никаких «разрывов» картинки не наблюдалось, но более-менее оценить эффективность работы CrossFireX можно только в разрешении 2560х1440 пикселей и при активации сглаживания, поскольку игра крайне зависима от скорости платформы:

Таким образом, от установки второй MSI Radeon R9 280X Gaming в игре ArmA III можно добиться всего лишь 34-процентного прироста производительности.

Традиционно дополним диаграммы итоговой таблицей с результатами тестов и переходим к сводным диаграммам.

3. Сводные диаграммы

Прежде всего посмотрим на эффективность работы CrossFireX-тандема в сравнении с одиночной MSI Radeon R9 280X Gaming:

Как видим, «единодушия» в полученных результатах нет. Они зависят, как от степени проработки драйверов видеокарт и их взаимодействии с движками игр, так и от конкретных графических настроек вкупе со скоростью тестовой платформы. Неплохо CrossFireX работает в таких играх, как Sniper Elite V2, Tomb Raider, ресурсоёмких режимах Hitman: Absolution и Crysis 3. В то же время эффективность этой технологии пока оставляет желать лучшего в Metro: Last Light, BioShock Infinite и GRID 2, а в Company of Heroes 2 и Total War: Rome II ещё требуется серьёзная работа над драйверами Catalyst. В среднем по всем играм две MSI Radeon R9 280X Gaming быстрее одной такой видеокарты на 50-56% в режимах без использования сглаживания и на 62-72% при его активации.

Вторая пара сводных диаграмм отведена под сравнение, казалось бы, одинаковых по производительности AMD Radeon HD 7990 и CrossFireX MSI Radeon R9 280X Gaming на одинаковых частотах. За начальную точку отсчёта приняты результаты двухпроцессорной видеокарты, а данные тандема показаны в виде отклонений от неё:

Здесь мы, опять же, можем наблюдать не столько преимущество одной видеокарты над другой, сколько отклонения, вызванные степенью проработки и поддержки драйверов CrossFireX. Где-то немного быстрее Radeon HD 7990, а в каких-то случаях впереди оказывается CrossFireX MSI Radeon R9 280X Gaming. Однако, если просчитать среднее по всем играм, то выйдёт, что производительность этих конфигураций одинакова.

Напоследок – сравнение производительности двухпроцессорных AMD Radeon HD 7990 и NVIDIA GeForce GTX 690:

NVIDIA быстрее в Metro: Last Light, Total War: SHOGUN 2, Crysis 3, Sniper Elite V2 и качественном режиме Sleeping Dogs. В свою очередь, AMD одерживает верх в GRID 2, Hitman: Absolution, Tomb Raider, Battlefield 3 и немного быстрее в ArmA III. Номинальную победу в играх Company of Heroes 2 и Total War: Rome II в актив Radeon HD 7990 записать не можем, поскольку играть в мерцающем AF-рендеринге все-равно невозможно.

4. Энергопотребление

Измерение энергопотребления системы с различными видеокартами осуществлялось с помощью многофункциональной панели Zalman ZM-MFC3, которая показывает потребление системы «от розетки» в целом (без учёта монитора). Измерение было проведено в 2D-режиме, при обычной работе в Microsoft Word или интернет-«сёрфинге», а также в 3D-режиме. В последнем случае нагрузка создавалась с помощью четырёх последовательных циклов вступительной сцены уровня «Swamp» из игры Crysis 3 в разрешении 2560х1440 пикселей при максимальных настройках качества графики, но без использования сглаживания MSAA.

Посмотрим на результаты протестированных конфигураций:

Если в плане производительности тандем из двух MSI Radeon R9 280X Gaming находится практически на одном уровне с AMD Radeon HD 7990, то по потребляемой мощности такая связка видеокарт выглядит менее выгодно. Причём, разница в пике нагрузки составляет 52 ватта, а с двухпроцессорной GeForce GTX 690 и вовсе достигает 114 ватт. По разнице в энергопотреблении систем с одной и двумя видеокартами MSI Radeon R9 280X Gaming, можно сказать, что потребление одной такой видеокарты составляет 256 ватт. Правда, данный вывод не совсем точный, поскольку в CrossFireX-режиме возрастает энергопотребление и других компонентов тестовой конфигурации. Кроме этого добавим, что одинаковое энергопотребление систем в одиночном и CrossFireX-режимах 230 ватт не является ошибкой, так как вторая видеокарта в 2D-режиме теперь попросту отключается и заново стартует при запуске любого 3D-приложения.

Заключение

Как мы и предполагали, на примере видеокарт Radeon R9 280X ситуация с мультипроцессорными режимами CrossFireX серьёзно не изменилась. В тех приложениях и играх, где данная технология всецело поддерживается на уровне графического движка и корректно реализована в драйверах Catalyst, прирост производительности может достигать 100%, что здорово должно помочь требовательным к скорости игрокам. В то же время, по-прежнему нередки ситуации, когда прирост производительности оставляет желать лучшего, в том числе и по минимальному уровню FPS, степень важности которого для уровня игрового комфорта сложно переоценить. Кроме того, нельзя забывать и про высокую зависимость эффективности работы CrossFireX на таких сравнительно быстрых видеокартах от скорости платформы в целом. В какой-то степени ситуация с эффективностью CrossFireX напомнила нам принцип идеального квалификационного круга на болиде Формулы 1, когда для достижения максимально возможного результата нужно собрать все составляющие воедино. Если удастся это сделать, то связка из двух Radeon R9 280X будет быстрее даже более дорогих двухпроцессорных «мастодонтов» в лице NVIDIA GeForce GTX 690 и AMD Radeon HD 7990. При этом не нужно забывать о более высоком уровне энергопотребления CrossFireX-связки, а также о далеко не комфортном уровне шума и значительном тепловыделении. Но всё же бояться CrossFireX-конфигураций не стоит, как нам кажется.