NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti в тандеме с Intel Core i7-6900K и i7-7700K: и целого гигагерца мало?

Предисловие

В процессе нашего недавнего тестирования новой NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti у нас не возникало вопросов относительно достаточности производительности тестовой платформы для этой видеокарты, поскольку тесты мы проводили в высоком разрешении и максимально качественных настройках игр. Кроме того, основой нашей платформы являлся восьмиядерный процессор Intel Core i7-6900K с разгоном до 4 ГГц.

Тем не менее, параллельно всё же возникла мысль, – а не проявит ли себя новый флагман NVIDIA ещё более впечатляюще на платформе с процессором Intel Core i7-7700K, разогнанным более чем на гигагерц выше, чем Intel Core i7-6900K? Ведь четырёх физических ядер, дополненных ещё четырьмя виртуальными, для современных игр более чем достаточно. «Соблазн велик», как говорит главный герой известной пенталогии про пиратов, так почему бы и не попытаться?

Поэтому мы решили проверить, какой из этих разогнанных процессоров способен обеспечить более высокую производительность GeForce GTX 1080 Ti. Кроме того, мы дополнительно разогнали видеокарту, чтобы отличия в результатах проявились наиболее явно. Поэтому, прежде всего, приведём основные характеристики этих процессоров и поехали!

1. Тестовая конфигурация, инструментарий и методика тестирования

Итак, тестирование видеокарты было проведено на двух системах, сконфигурированных следующим образом:

системные платы:

ASUS X99-A II (Intel X99 Express, LGA2011-v3, BIOS 1201 от 11.10.2016);
Gigabyte GA-Z270X-Gaming 7 (Intel Z270 Express, LGA1151, BIOS F4 от 20.02.2017);

процессоры:

Intel Core i7-6900K (14 нм, Broadwell-E, R0, 3,2 ГГц, 1,10 В, 8 x 256 Kбайт L2, 20 Мбайт L3);
Intel Core i7-7700K (14 нм, Kaby Lake-S, B0, 4,2-4,5 ГГц, 1,25 В, 4 х 256 Kбайт L2, 8 Мбайт L3);

система охлаждения CPU: Phanteks PH-TC14PЕ (2 Corsair AF140, ~900 об/мин);
термоинтерфейс: ARCTIC MX-4 (8,5 Вт/(м*К);
оперативная память:

DDR4 4 x 4 Гбайт Corsair Vengeance LPX 2800 МГц (CMK16GX4M4A2800C16) (XMP 2800 МГц/16-18-18-36_2T/1,2 В или 3000 МГц/16-18-18-36_2T/1,35 В);
DDR4 2 х 8 Гбайт GeIL Evo X GEX416GB3000C15ADC (XMP 3000 МГц/15-17-17-35_2T/1,35 В);

видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti 11 Гбайт с разгоном до 1631-1732(2015)/11912 МГц;
диск для системы и игр: Intel SSD 730 480GB (SATA III, BIOS vL2010400);
диск для бенчмарков: Western Digital VelociRaptor (SATA II, 300 Гбайт, 10000 об/мин, 16 Мбайт, NCQ);
архивный диск: Samsung Ecogreen F4 HD204UI (SATA II, 2 Тбайт, 5400 об/мин, 32 Мбайт, NCQ);
звуковая карта: Auzen X-Fi HomeTheater HD;
корпус: Thermaltake Core X71 (пять be quiet! Silent Wings 2 (BL063) на 900 об/мин);
панель управления и мониторинга: Zalman ZM-MFC3;
блок питания: Corsair AX1500i Digital ATX (1500 Вт, 80 Plus Titanium), 140-мм вентилятор;
монитор: 27-дюймовый Samsung S27A850D (DVI, 2560 х 1440, 60 Гц).

Основные компоненты первой системы таковы.

Восьмиядерный процессор при множителе 40, опорной частоте 100 МГц и активированной на четвёртый уровень функции Load-Line Calibration был разогнан до 4000 МГц при повышении напряжения в BIOS материнской платы до 1,2125 В. При этом 16 гигабайт оперативной памяти функционировали в четырёхканальном режиме на частоте 3200 МГц с таймингами 16-16-16-28 CR1 при напряжении 1,35 В.

В свою очередь, вторая платформа состояла из следующих основных комплектующих.

«Скальпированный» четырёхядерный процессор при множителе 51, BCLK 100 МГц и напряжении 1,425 В мы разогнали до 5100 МГц. Память работала в двухканальном режиме на частоте 3200 МГц с таймингами 15-18-18-28 CR1 при напряжении 1,35 В.

Таким образом можно сказать, что у нас только одно серьёзное отличие в системах – процессоры и их частота. Какой из них окажется быстрее в играх, мы с вами совсем скоро узнаем, а пока добавим, что в других бенчмарках Intel Core i7-6900K наголову быстрее Intel Core i7-7700K, что, впрочем, не удивительно, учитывая трёхкратную разницу в стоимости этих процессоров.

Видеокарта у нас – референсная NVIDIA со штатной системой охлаждения. На обеих платформах устанавливалась в первый слот PCI Express 3.0 x16.

Частоты повышены с номинальных до 1631-1732/11912 МГц, а пиковая частота графического процессора достигала отметки 2015 МГц.

Добавим, что пределы по питанию и температуре на видеокарте были увеличены до максимально возможных, а в драйверах GeForce выставлен приоритет максимальной производительности.

Тестирование, начатое 27 марта 2017 года, было проведено под управлением операционной системы Microsoft Windows 10 Professional со всеми обновлениями на указанную дату и с установкой следующих драйверов:

чипсет материнской платы Intel Chipset Drivers – 10.1.1.42 WHQL от 20.01.2017;
Intel Management Engine Interface (MEI) – 11.6.0.1050 WHQL от 15.03.2017;
драйверы видеокарт на графических процессорах NVIDIA – GeForce 378.78 WHQL от 09.03.2017.

Производительность видеокарты была проверена в разрешениях 1920 х 1080 и 2560 х 1440 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. В отдельных играх, в силу специфики их игровых движков, были использованы иные алгоритмы сглаживания, что будет указано далее в методике и на диаграммах. Включение анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания выполнялось непосредственно в настройках игр. Если же данные настройки в играх отсутствовали, то параметры изменялись в панели управления драйверов GeForce. Там же была принудительно отключена вертикальная синхронизация (V-Sync). Кроме указанного, никаких дополнительных изменений в настройки драйверов не вносилось.

Видеокарта была протестирована в одном графическом тесте и шестнадцати играх, обновлённых до последних версий на дату начала подготовки материала. Список тестовых приложений выглядит следующим образом (игры и далее результаты тестирования в них расположены в порядке их официального выхода):

3DMark (DirectX 9/11/12) – версия 2.2.3509, тестирование в сценах Fire Strike, Fire Strike Extreme, Fire Strike Ultra и Time Spy (на диаграмме приведён графический балл);
Crysis 3 (DirectX 11) – версия 1.3.0.0, все настройки качества графики на максимум, степень размытости средняя, блики включены, режимы с FXAA и с MSAA 4x, двойной последовательный проход заскриптованной сцены из начала миссии Swamp продолжительностью 105 секунд;
Metro: Last Light (DirectX 11) – версия 1.0.0.15, использовался встроенный в игру тест, настройки качества графики и тесселяция на уровне Very High, технология Advanced PhysX активирована, тесты с SSAA и без сглаживания, двойной последовательный прогон сцены D6;
Grand Theft Auto V (DirectX 11) – build 1011, настройки качества на уровне Very High, игнорирование предложенных ограничений включено, V-Synс отключена, FXAA активировано, NVIDIA TXAA выключено, MSAA для отражений выключено, мягкие тени NVIDIA;
DiRT Rally (DirectX 11) – версия 1.22, использовался встроенный в игру тест на трассе Okutama, настройки качества графики на максимальный уровень по всем пунктам, Advanced Blending – On; тесты с MSAA 8x и без сглаживания;
Batman: Arkham Knight (DirectX 11) – версия 1.6.2.0, настройки качества на уровне High, Texture Resolutioin normal, Anti-Аliasing on, V-Synс отключена, тесты в двух режимах – с активацией двух последних опций NVIDIA GameWorks и без них, двойной последовательный прогон встроенного в игру теста;
Tom Clancy's Rainbow Six: Siege (DirectX 11) – версия 6.1, настройки качества текстур на уровне Very High, Texture Filtering – Anisotropic 16X и прочие максимальные настройки качества, тесты с MSAA 4x и без сглаживания, двойной последовательный прогон встроенного в игру теста.
Rise of the Tomb Raider (DirectX 12) – версия 1.0 build 767.2_64, все параметры на уровень Very High, Dynamic Foliage – High, Ambient Occlusion – HBAO+, тесселяция и прочие методики улучшения качества активированы, по два цикла теста встроенного бенчмарка (сцена Geothermal Valley) без сглаживания и с активацией SSAA 4.0;
Far Cry Primal (DirectX 11) – версия 1.3.3, максимальный уровень качества, текстуры высокого разрешения, объёмный туман и тени на максимум, встроенный тест производительности без сглаживания и с активацией SMAA;
Tom Clancy’s The Division (DirectX 11) – версия 1.6, максимальный уровень качества, все параметры улучшения картинки активированы, Temporal AA – Supersampling, режимы тестирования без сглаживания и с активацией SMAA 1X Ultra, встроенный тест производительности, но фиксация результатов FRAPS;
Hitman (DirectX 12) – версия 1.10.0, встроенный тест при настройках качества графики на уровне «Ультра», SSAO включено, качество теней «Ультра», защита памяти отключена;
Deus Ex: Mankind Divided (DirectX 12) – версия 1.16 build 761.0, все настройки качества вручную выставлены на максимальный уровень, тесселяция и глубина резкости активированы, не менее двух последовательных прогонов встроенного в игру бенчмарка;
Total War: WARHAMMER (DirectX 12) – версия 1.6.0, все настройки качества графики на максимальный уровень, отражения включены, неограниченная видеопамять и SSAO активированы, двойной последовательный прогон встроенного в игру бенчмарка;
Gears of War 4 (DirectX 12) – версия 9.7.0.2, настройки качества на уровне Ultra, V-Synс отключён, все эффекты активированы, вместо не поддерживаемого игрой сглаживания использовалось масштабирование разрешения на 150% (до 3840 х 2160), двойной последовательный прогон встроенного в игру бенчмарка;
Battlefield 1 (DirectX 12) – версия 1.0.47.30570, все настройки качества графики на уровень Ultra, тесты без сглаживания и с TAA, двойной последовательный прогон заскриптованной сцены из начала миссии «Изо всех сил» кампании «Сквозь грязь и песок» продолжительностью около 45 секунд;
Sid Meiers Civilization VI (DirectX 12) – версия 1.0.0.110 (253607), максимальные настройки качества графики, ограничение кадра отключено, разрешение теней 8192 х 8192, тесты с MSAA 8x и без сглаживания, двойной последовательный прогон встроенного в игру бенчмарка;
For Honor (DirectX 11) – версия 32.80, максимальные настройки качества графики, объёмное освещение – MHBAO, динамические отражения и эффект размытия включены, избыточная выборка сглаживания отключена, тесты без сглаживания и с TAA, двойной последовательный прогон встроенного в игру бенчмарка.

Добавим, что если в играх реализована возможность фиксации минимального числа кадров в секунду, то оно также приводилось 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 бенчмарков превышали 1%, то тестирование повторялось ещё, как минимум, один раз, чтобы получить достоверный результат.

2. Результаты тестов производительности

3DMark


Crysis 3


Metro: Last Light


Grand Theft Auto V


DiRT Rally


Batman: Arkham Knight


Tom Clancy's Rainbow Six: Siege


Rise of the Tomb Raider


Far Cry Primal


Tom Clancy’s The Division


Hitman


Deus Ex: Mankind Divided


Total War: WARHAMMER


Gears of War 4


Battlefield 1


Sid Meiers Civilization VI


For Honor

Дополним построенные диаграммы итоговой таблицей с результатами тестов с выведенными средним и минимальным значением числа кадров в секунду.

3. Сводные диаграммы, анализ результатов и выводы

На единственной на сегодня паре сводных диаграмм мы сравним производительность флагманской видеокарты NVIDIA на платформах с четырёхгигагерцевым процессором Intel Core i7-6900K и с пятигигагерцевым Intel Core i7-7700K. За основу приняты результаты младшего процессора, а показатели старшего приведены в виде процентных отклонений от них.

В разрешении 1920 х 1080 пикселей платформа с разогнанным Intel Core i7-6900K оказывается быстрее в игре Sid Meiers Civilization VI, а также отдельных режимах Rise of the Tomb Raider и Hitman, но уступила в Total War: WARHAMMER и Far Cry Primal. В разрешении 2560 х 1440 пикселей разница практически полностью исчезает, оставаясь только в Sid Meiers Civilization VI. Так что, по большому счёту, эти платформы в игровых тестах можно назвать одинаковыми, несмотря на трёхкратную разницу в стоимости процессоров и отличия количестве ядер. При этом мы тестировали на самой быстрой однопроцессорной видеокарте, да ещё и в разгоне, а значит с любыми другими выпускаемыми в настоящее время видеокартами разница в производительности этих платформ будет ещё меньше.

Однако остался ещё один момент, который не отражён на сводной диаграмме. Речь про минимальный FPS, важный для комфортных ощущений в любой игре. И с ним, если обратиться к основному блоку диаграмм, ситуация не однозначная. В большинстве игр минимальный FPS практически одинаков на обеих платформах, но в Metro: Last Light и Far Cry Primal лидирует Intel Core i7-7700K, а в Sid Meiers Civilization VI, отдельных режимах Tom Clancy’s The Division и Rise of the Tomb Raider по этому показателю лидирует уже платформа с разогнанным Intel Core i7-6900K. Ну и, конечно же, нельзя не отметить тот факт, что для бенчмаркинга лучше подходит старший процессор, что нам наглядно продемонстрировал тест Fire Strike из пакета 3DMark.

Бонус: энергопотребление

Измерение уровня энергопотребления проводилось с помощью блока питания Corsair AX1500i через интерфейс Corsair Link и одноимённую программу версии 4.6.0.86. Измерялось энергопотребление всей системы 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 2560 х 1440 пикселей при максимальных настройках качества графики с использованием MSAA 4Х. Энергосберегающие технологии центрального процессора отключены в BIOS материнской платы.

Давайте сравним уровень энергопотребления систем с протестированными сегодня процессорами и платформами на диаграмме.

Вполне закономерно более экономичной платформой оказалась система с Intel Core i7-7700K, потребляющая в пике нагрузки на 23 ватта меньше, чем платформа с процессором Intel Core i7-6900K. В режиме простоя разница ещё больше и достигает 50 ватт. Но, согласитесь, вряд ли эти показатели могут каким-то образом влиять на владельцев GeForce GTX 1080 Ti в составе протестированных платформ. Так что, как нам кажется, вопрос энергопотребления в рамках данной статьи хоть и познавателен, но бесполезен с практической точки зрения.