Опрос
|
реклама
Групповое тестирование 20 видеокарт в Half-Life: Alyx
Прошло уже больше четырех лет с того момента, когда на рынке дебютировал первый серийный шлем виртуальной реальности современного образца — Oculus Rift. Но вряд ли его создатели предполагали, что пройдет не меньший срок, прежде чем игровая индустрия начнет воспринимать инновационную (хотя в действительности уже очень старую) технологию всерьез, а первые владельцы VR-шлемов (их еще называют HMD, Head Mounted Display — дословно «монтируемый на голову дисплей») все это время будут радоваться любому редкому поводу пустить передовую технику в дело. Да и в случае с Half-Life: Alyx вернее сказать, что это производители VR-систем перестали ждать признания от игроделов и взяли ход истории в свои руки. Глядишь, если бы не планы Valve на собственный шлем Index, компания никогда не вернулась бы к давно заброшенной, но горячо любимой гемеймерами франшизе. Да и, честно говоря, тот факт, что Half-Life: Alyx все-таки не превратилась в долгожданную третью часть, свидетельствует о том, что даже Valve пока не готова сделать крупную ставку на виртуальную реальность. Как бы то ни было, среди немногочисленных проектов, для которых HMD — не опция, а необходимость, приквел Half-Life 2 занимает первое место по масштабу и значимости. К тому же в этой статье ни к чему рассуждать о перспективах домашнего VR (все уже сказано в нашем обзоре). На повестке дня техническая сторона игры. У Alyx довольно либеральные по современным меркам системные требования (видеокарта уровня GeForce GTX 1060 или Radeon RX 580), но всюду говорят, что в действительности требуется более серьезное железо. Нет ли здесь какого-то подвоха? Как выяснилось, есть, и не один.  ⇡#Настройки качества графикиКачество изображения в Half-Life: Alyx подчиняется главному переключателю Fidelity (от Low до Ultra), который меняет девять отдельных опций (см. таблицу). Только параметр детализации текстур настраивается индивидуально: при запуске на новом железе игра выбирает позицию автоматически и поддерживает ее вне зависимости от регулятора Fidelity. Однако для тестирования производительности мы всегда использовали высшее качество текстур по той причине, что оно вносит сравнительно небольшой вклад в нагрузку на GPU, зато его отлично видно по изображению.
Напротив, эффект остальных опций даже в совокупности трудно обнаружить на скриншотах, а вот на производительность они влияют чрезвычайно сильно. Half-Life: Alyx — пожалуй, самый вопиющий пример среди современных проектов, когда усиление графических настроек только съедает быстродействие, хотя не выражается в пропорциональном росте качества изображения. Но, забегая вперед, предупредим, что, пусть игра работает на достаточно легковесном движке Source 2, сбросить все параметры до минимума не всегда достаточно, чтобы гарантировать необходимую в VR-среде кадровую частоту 90 FPS. Тогда вступают в дело иные, тайные механизмы оптимизации, о которых мы сейчас поговорим.
На более-менее мощных игровых ПК с подходящим объемом оперативной памяти GPU (в бенчмарках видеокарт мы опустились вплоть до GeForce GTX 1060 и Radeon RX 590) игра позволяет установить любые параметры детализации, включая Ultra Fidelity вместе с текстурами наивысшего качества. Тем не менее и качество изображения, и быстродействие в неменьшей степени зависит от скрытых переменных, которых вы не найдете в списке настроек графики. Дело в том, что движок Half-Life: Alyx стремится поддерживать частоту обновления кадров не больше и не меньше 90 (в случае HTC Vive, Vive Pro и Oculus Rift) или 144 Гц (Valve Index) с вертикальной синхронизацией — и делает это, варьируя разрешение рендеринга. Таким образом даже слабое железо остается на плаву при агрессивных настройках графики, а мощные видеокарты выдают более четкое изображение за счет суперсемплинга. Отключить динамическое масштабирование через графическое меню настроек невозможно. Кроме того, оно действует независимо от разрешения рендеринга в настройках SteamVR (для шлемов HTC и Valve Index). Единственную возможность взять алгоритм под контроль (а это, само собой, необходимо для сравнительного тестирования GPU) дает встроенная консоль Half-Life: Alyx. Необходимо запустить игру с аргументами -console -vconsole, открыть консоль клавишей «~» и ввести следующие команды: vr_fidelity_level_auto 0 (отключает динамическое масштабирование) vr_fidelity_level [1–8] (задает масштаб разрешения) vr_perf_hud 1 (выводит данные производительности на экран — опционально) К сожалению, нужные параметры нельзя просто включить в строку аргументов для запуска игры, и действуют они в пределах сессии. То есть при каждом перезапуске необходимо заново открывать консоль и вводить команды. Ключевой параметр здесь — vr_fidelity_level, изменяющийся в пределах от 1 до 8. Valve не говорит, какой множитель суперсемплинга соответствует тому или иному аргументу команды, но, если судить по выводу консоли, vr_fidelity_level 3 полностью отключает масштабирование, а разрешение в таком случае равно 2016 × 2240 (что соответствует 100 % в настройках SteamVR для HTC Vive Pro). Заметим, что кадр Alyx больше размеров экрана HMD в пикселах (у HTC Vive Pro и Valve Index — 1440 × 1600 на каждый глаз), но так и должно быть: линзы шлема требуют заранее искаженную картинку, в которую заложен резерв пространства по краям для коррекции перспективы.  В свою очередь, параметр vr_fidelity_level 1–2 означает даунсемплинг: 75 или 87 % от целевой площади кадра. Аналогично в пределах от 4 до 8 происходит суперсемплинг вплоть до 200 % (исходное разрешение 2854 × 3171). Линзы шлема вряд ли позволят отличить невооруженным глазом двукратный суперсемплинг от 151 или 174 % (vr_fidelity_level 6–7), а вот 132 % (vr_fidelity_level 5) можно считать оптимальным значением. При масштабировании кадра с исходным размером меньше 120 % целевого уже не исключено снижение качества изображения в силу особенностей оптики HMD, при vr_fidelity_level 1–2 — и подавно. Из-за динамического масштабирования Half-Life: Alyx на сравнительно маломощных видеокартах выглядит хуже, чем на высокопроизводительных, хотя общие настройки графики могут быть одинаковыми, как и быстродействие. Для бенчмарков всех GPU мы зафиксировали vr_fidelity_level на уровне 3 (разрешение 100 %). Вот только продемонстрировать на скриншотах, как выглядит игра при различных значениях даун- и суперсемплинга, увы, не представляется возможным: SteamVR записывает в файл кадр исходного размера, а масштабирование происходит дальше по цепочке (тем более что скриншоты VR — это «кроп», который не соответствует ни целевому, ни оригинальному разрешению). Воспроизвести алгоритм масштабирования в фоторедакторе тоже нельзя — он наверняка сложнее и, возможно, содержит временнýю компоненту, комбинируя пикселы из нескольких последовательных кадров.
Последний нюанс, который мы должны осветить перед тем, как приступим к анализу производительности, — это требования Half-Life: Alyx к объему оперативной памяти GPU. Как видно из таблицы, даже при минимальных параметрах качества графики и с разрешением рендеринга в 75 % от размеров целевого кадра игра занимает больше 6 Гбайт VRAM и, следовательно, требует выгружать часть данных в системную память, если на видеокарте распаян именно такой объем. Не удивительно, ведь GPU в каждый интервал синхронизации приходится формировать сразу два кадра. К счастью, 8 Гбайт Half-Life: Alyx уже хватает для любых настроек, за исключением наивысшего качества в комбинации с 200-процентным суперсемплингом. Тем более что в последнем случае и запросы к производительности таковы, что их может удовлетворить лишь тот ускоритель, которому больше 8 Гбайт локальной памяти положено по стандарту (и это, как вы понимаете, GeForce RTX 2080 Ti, а вовсе не Radeon VII).
⇡#Методика тестирования, тестовый стендСегодня золотым стандартом для измерения производительности VR-игр является программа FCAT VR от NVIDIA. Благодаря тому, что она напрямую отслеживает события в API шлема — через интерфейс ETW (Events Tracing for Windows) для Oculus Rift и Steam VR для HTC Vive и Valve Index, — с помощью FCAT VR можно выявить не только общие факторы быстродействия, но и ряд переменных, специфических для VR-среды. А именно, процент отброшенных и синтезированных (репроецированных) кадров. Кроме того, FCAT VR дает оценку неограниченной кадровой частоты, которую могла бы развить тестовая система, если бы фреймрейт не был привязан к частоте обновления HMD. Увы, FCAR VR версии 3.26, которая была доступна на сайте NVIDIA в период работы над обзором, оказалась несовместимой с актуальными версиями Half-Life: Alyx и/или Steam VR. Мы связались с разработчиками FCAT VR, чтобы решить эту проблему, но пока пришлось воспользоваться альтернативным ПО — OCAT. Последняя тоже умеет внедряться в API событий HMD, но в случае с Half-Life: Alyx опять-таки возможности утилиты ограничены и не позволили собрать расширенную статистику кадров (отброшенные и синтезированные, а также неограниченный фреймрейт). К счастью, даже через интерфейс Direct3D, который в OCAT является стандартным источником данных, можно получить индивидуальное время рендеринга кадра и построить график задержки в ходе тестового отрезка, а это главное, что нужно для анализа производительности в VR-среде. Все тесты были выполнены с помощью шлема HTC Vive Pro, который отличается высоким разрешением (1440 × 1600 на каждый глаз) и стандартной для VR частотой обновления 90 Гц. В настройках SteamVR была отключена опция Motion Smoothing.
⇡#Участники тестирования
Прим. В скобках после названий видеокарт указаны базовая и boost-частота согласно спецификациям каждого устройства. Видеокарты нереференсного дизайна приведены в соответствие с референсными параметрами (или приближены к последним) при условии, что это можно сделать без ручной правки кривой тактовых частот. В противном случае (ускорители серии GeForce 16, а также GeForce RTX Founders Edition) используются настройки производителя. ⇡#GeForce GTX 980 Ti, Radeon R9 Fury X, Radeon R9 390XДля анализа бенчмарков VR-игры мы вынуждены отступить от привычного формата с диаграммами видеокарт, отсортированными по среднему фреймрейту. Во-первых, HMD всегда выводят кадры с вертикальной синхронизацией, которая у тестового шлема HTC Vive Pro привязана к частоте обновления, составляющей 90 Гц (а у Valve Index — все 144). Отключить VSync невозможно, да и противопоказано для геймерского глаза и желудка. Во-вторых, объект тестов в данном случае — это, по сути, не производительность как таковая, а качество пользовательского опыта, которое выражается в постоянстве времени рендеринга индивидуальных кадров. В идеале при частоте обновления 90 Гц последнее никогда не должно отступать от 11,1 мс, но на практике всегда присутствует определенная дисперсия. Причем эта дисперсия может быть разного масштаба на тех системах, которые могут быть вполне эквивалентными по формальным признакам, достаточным для описания производительности в обычных, «плоских» играх, — среднему и максимальному FPS. В конце статьи мы привели таблицу с обобщенными результатами всех участников тестирования, но лучше всего каждую видеокарту характеризует график времени рендеринга кадров. Чтобы освоиться с этим форматом, начнем с самых простых случаев, которыми легко проиллюстрировать типичную реакцию VR-игры на дефицит вычислительной мощности GPU. Так, график Radeon R9 Fury X говорит о том, что эта видеокарта категорически не удовлетворяет требованиям Half-Life: Alyx даже при минимальных настройках детализации: вся линия проходит через отметку 22,2 мс, а значит, игра работает на половинной частоте смены кадров 45 Гц, пропуская каждый второй кадр. Можно подумать, что Fury X подвел скромный объем оперативной памяти, но нет: 8-гигабайтный Radeon R9 390X проявил себя ничуть не лучше. Напротив, еще один из старых флагманов, GeForce GTX 980 Ti, хотя и допускает широкие отклонения времени кадра от 11,1 мс, в режиме Low все-таки удержался от дублирования половины кадров. А ведь, казалось бы, архитектура Maxwell состарилась не так хорошо, как лучшие образцы GCN, и особенно уязвима в VR в силу присущих ей ограничений на асинхронные расчеты. 
 ⇡#GeForce GTX 1060, Radeon RX 590Хотя в списке минимальных системных требований Half-Life: Alyx фигурируют именно эти видеокарты (игра открыта даже владельцам Radeon RX 580), избранная нами для бенчмарков сцена поставила их в такие условия, что обе модели получили красную карточку даже при низких параметрах качества графики. Radeon RX 590 на большей части тестового отрезка привязан к половинной кадровой частоте 45 Гц, а GeForce GTX 1060 туда постоянно проваливается. 
 ⇡#GeForce GTX 1070, GeForce GTX 1080, Radeon RX Vega 64 LCВ следующей категории производительности уже можно найти материал для более обстоятельного анализа, и попадается немало пограничных случаев, когда GPU обладает достаточным быстродействием для тех или иных настроек качества графики по грубым формальным критериям, но при подробном рассмотрении появляются важные поправки. Так, GeForce GTX 1070 и GTX 1080 не слишком отличаются друг от друга в прочих играх на фоне новых, более производительных ускорителей, но Half-Life: Alyx провела между ними четкую границу. Младшая модель обеспечивает стабильный фреймрейт только при минимальных настройках качества графики, а уже при средних на графике появляются характерные скачки времени кадра, соответствующие тяжело нагруженным участкам тестовой последовательности. График GeForce GTX 1080 в режиме Medium безупречный, но точно такая же картина, как у GTX 1070, возникает в режимах High и Ultra. 
 Напротив, семейство Radeon RX Vega, представленное старшей моделью с водяным охлаждением, — это вновь простейший случай общего дефицита производительности. Ускоритель может похвастаться высоким постоянством времени кадра при низких параметрах детализации, но при средних просто не успевает за частотой обновления 90 Гц и вынужден пропускать половину кадров.  ⇡#GeForce GTX 1660, GeForce GTX 1660 TiХотя GeForce GTX 1660 заведомо превосходит по запасу быстродействия формальные требования Half-Life: Alyx, мы вынуждены забраковать эту видеокарту даже в режиме с низкими параметрами детализации: добрую часть тестового отрезка система с GeForce GTX 1660 провела на половинной кадровой частоте. С другой стороны, мы ожидали, что ее старшая сестра, GTX 1660 Ti, исправит положение семейства GeForce 16 (ведь эта модель значительно отличается от младшей в остальных играх), и не зря. Ti без всяких оговорок подходит для игры в Alyx при низком качестве графики и, с натяжкой, для средних настроек тоже, хотя в моментах, грозящих просадкой кадровой частоты, не избежать падения четкости под влиянием даунсемплинга. 
 ⇡#GeForce RTX 2060, GeForce RTX 2060 SUPERGeForce RTX 2060 — слабейшая видеокарта 20-й серии, которую от старших моделей отделяет не только количество активных блоков GPU, но и объем оперативной памяти, а также ее пропускная способность. Эти слабости хорошо видны на графиках бенчмарков Half-Life: Alyx — RTX 2060 отличается высоким постоянством времени кадра при низких настройках качества графики, но допускает широкие колебания при средних и тем более высоких, хотя избегает длительных периодов работы на половинной кадровой частоте.  А вот RTX 2060 SUPER выглядит так, будто это совершенно другая видеокарта. Если закрыть глаза на редкие изолированные задержки, ее можно смело рекомендовать для игры с высокими и даже ультравысокими графическими опциями.  ⇡#Radeon RX 5600 XT, Radeon RX 5700, Radeon RX 5700 XTНа очереди три ускорителя AMD, которые в большинстве современных игр являются как минимум равными соперниками младших моделей NVIDIA из серии GeForce RTX. Вот только в Half-Life: Alyx это совсем не так. Быстродействия Radeon RX 5600 XT категорически не достаточно для среднего уровня графики, и даже при низких настройках дисперсия задержки не позволяет поставить удовлетворительную оценку.  К несчастью для болельщиков красной команды, возможности следующей по старшинству видеокарты AMD, Radeon RX 5700, в Half-Life: Alyx также чрезвычайно ограниченны. Стабильный фреймрейт возможен только в режиме Low, в Medium и High на графике появляется забор неравномерных задержек, а в Ultra — постоянный пропуск кадров. 
 Как вы уже могли заметить, родственные модели ускорителей в этой игре нередко ведут себя совершенно по-разному. Вот и на этот раз по графикам нельзя догадаться, что Radeon RX 5700 и RX 5700 XT основаны на одном и том же графическом процессоре. У флагманской модификации по-прежнему есть явные проблемы с постоянством времени кадра, но плотные участки увеличенных задержек отсутствуют на графиках до режима High включительно. 
 ⇡#GeForce GTX 1080 Ti, Radeon VIIGeForce GTX 1080 Ti, который по праву считается одной из лучших видеокарт NVIDIA, подтвердил свою репутацию в Half-Life: Alyx эталонным графиком при любых настройках качества графики, включая максимально возможные. Мы попытали счастья с двукратным суперсемплингом, но тут бывший флагман сдался и начал пропускать половину кадров.  Radeon VII тоже неспроста считается самой высокопроизводительной из потребительских видеокарт AMD. У нее получился заметно более гладкий график кадров, нежели у Radeon RX 5700 XT, в режиме High. При высших настройках детализации у Radeon VII короче длительные участки повышенной задержки, но пресловутый «забор» никуда не делся, так что признать это устройство годным к игре в Half-Life: Alyx на максималках можно только с некоторым допущением.  ⇡#GeForce RTX 2070 SUPER, GeForce RTX 2080 SUPERSUPER-модификация GeForce RTX 2070 имеет такой же запас быстродействия, как и GeForce GTX 1080 Ti. Как следствие, и распределение времени кадра практически такое же: у нас не возникло ни малейших претензий при любых настройках детализации вплоть до максимальных, но агрессивный суперсемплинг GeForce RTX 2070 SUPER по-прежнему недоступен.  GeForce RTX 2080 SUPER — первая видеокарта, которой покорился тест Half-Life: Alyx на максималках и с двукратным суперсемплингом, но, глядя на длительные пики времени кадра, мы не рекомендуем форсировать такой режим.  ⇡#GeForce RTX 2080 TiЕсли не считать изолированных колебаний времени кадра в обе стороны от линии 11,1 мс, флагманскому ускорителю NVIDIA доступны абсолютно любые настройки Half-Life: Alyx, включая высшую степень суперсемплинга.  ⇡#ВыводыСухие цифры частоты смены кадров не пригодны для описания поведения видеокарт в VR-среде и тем более для ранжирования их по быстродействию. Тем не менее, с оглядкой на графики, которые мы уже проанализировали, можно выдать каждому участнику тестирования общую оценку качества игрового опыта в том или ином графическом режиме. Собирая итоговую таблицу, мы руководствовались достаточно произвольными критериями, но читатели наверняка согласятся с тем, что время рендеринга кадров в пределах 12 мс (выделенное зеленым цветом) стоит считать отличным результатом при условии, что VR-шлем обновляет картинку с периодом 11,1 мс. Показатели среднего или максимального времени рендеринга выше 20 мс (выделенные красным) говорят о том, что GPU вынужден пропускать интервалы синхронизации, а желтым помечены промежуточные случаи — от 12 до 20 мс. Кроме того, для сравнения видеокарт между собой мы приводим расчеты стандартного отклонения времени рендеринга кадра в качестве меры разброса задержки, но их следует интерпретировать, держа в уме среднее и максимум в соответствующем графическом режиме. Так, если весь график конкретной видеокарты лежит выше 22,2 мс (то есть каждый второй кадр на экране с частотой обновления 90 Гц дублируется), нас больше не должен волновать разброс. Первый общий вывод из массива тестовых данных можно сделать по обилию красных пометок в таблице результатов AMD. Фактически среди всех современных видеокарт данного производителя, которые участвовали в сравнении, только четыре обеспечивают в требовательных сценах Half-Life: Alyx стабильный фреймрейт без дублирования кадров и автоматического даунсемплинга — это Radeon RX 5700, RX 5700 XT, Radeon VII, а также Vega 64. Radeon RX 5600 XT, увы, сошел с дистанции даже при самых щадящих настройках качества. Кроме того, устройства Advanced Micro Devices в целом отличились повышенным разбросом времени рендеринга по сравнению с «зелеными» аналогами. AMD признала проблему сразу после выхода игры и пообещала ее решить в грядущих версиях драйвера, но, как видим, у команды Radeon Software еще осталось немало работы в этом направлении. Что касается ускорителей на одно-два поколения старше (Radeon RX 590, Radeon R9 390X и Fury X), то они просто-напросто непригодны для Half-Life: Alyx, коль скоро даже Vega 64 под водяным охлаждением справилась без даунсемплинга лишь с минимальными настройками детализации. У «красных» есть две флагманские модели — Radeon VII и Radeon RX 5700 XT, которым, если закрыть глаза на рваный график кадров, можно дать зеленый свет для игры на максималках. Но, строго говоря, режим High — это на данный момент потолок для AMD.
В лагере NVIDIA намного больше устройств из самых разных ценовых категорий прошли через строгий отбор по среднему и максимальному времени задержки. Нам пришлось забраковать только GeForce GTX 1060 (что не удивительно, с учетом ее возраста) и GeForce GTX 1660. Другая позиция в ряду 16-й серии — GTX 1660 Ti — уже пусть и не идеально, но вполне справляется с Half-Life: Alyx при низких или средних настройках детализации. Аналогичные результаты показывает GeForce GTX 1070, но выше низких опций без даунсемплинга кадров эта видеокарта не поднимется. Как ни удивительно, при щадящих настройках остался в строю даже такой динозавр, как GeForce GTX 980 Ti, хотя он и испытывает определенные трудности с постоянством времени рендеринга. Все модели GeForce RTX начиная с RTX 2060 SUPER (а также GeForce GTX 1080 и GTX 1080 Ti) получили по меньшей мере удовлетворительные оценки в режиме Ultra Fidelity. Базовая версия GeForce RTX 2060 выступила значительно хуже и, по большому счету, ограничена средними параметрами детализации. В свою очередь, из всех участников тестирования GeForce RTX 2080 Ti единственный продемонстрировал эталонные графики в бенчмарке с двукратным суперсемплингом.
Напоследок заметим, что в нормальных условиях, когда игре не запрещено подстраивать исходное разрешение кадра под возможности GPU, нехватка быстродействия скорее выразится в падении четкости, нежели в задержке реакции или пропуске кадров. Кроме того, мы специально выбрали для тестов особенно сложную сцену — чаще всего игра не настолько алчна к ресурсам GPU. Однако резерв даунсемплинга у Half-Life: Alyx небольшой (не менее чем 75 % полного разрешения), и поэтому он не всегда выручит видеокарты, получившие красные оценки. Наконец, если ориентироваться на частоту обновления не в 90 Гц, как у шлемов первого и второго поколения, а в полные 144 Гц, как у Valve Index, то планку системных требований придется поднять еще выше, причем намного. Покупатели по-прежнему дорогих HMD должны знать, на что идут, и сперва позаботиться о достаточно мощном игровом компьютере. Надеемся только, что Half-Life: Alyx не будет единственной VR-игрой, которая стоит подобных инвестиций. ⇡#Групповые тесты видеокарт в других играх3DNews регулярно проводит массовые тесты графических карт в популярных играх. Если вы хотите узнать, как современные модели и устройства прошлых поколений работают в других проектах, к вашим услугам архив бенчмарков за прошедший год:
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
© 1997—2024 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться