Видеокарты нескольких поколений в старых и новых играх: на кого работает время?

Мы принимаем как должное, что графические процессоры каждого следующего поколения, да и все остальные компьютерные компоненты, превосходят своих непосредственных предшественников по чистому быстродействию и — пусть и не всегда — по отношению производительности к цене, которое очевидно регрессирует в последние годы. Однако чистый рост вычислительной мощности по сравнению с лучшими достижениями прошлого — удел флагманских ускорителей, а более доступные решения неизбежно пересекаются с моделями предшествующей серии. В таких случаях результаты дебютных обзоров новой видеокарты нельзя считать последним словом. Как правило, должно пройти какое-то время, прежде чем драйвер GPU, а главное, игры смогут использовать ресурсы новой архитектуры с максимальной эффективностью, и тогда, возможно, придется взглянуть на устройство в новом свете.

К счастью, теперь у нас есть возможность сделать именно это — изучить, как менялась производительность видеокарт того или иного семейства в долговременной перспективе. Создателям GPU все труднее покорять новые рубежи вычислительной мощности, большинство игр использует одни и те же средства рендеринга со времен релиза API DirectX 12, и лишь сравнительно недавно прекратилась активная поддержка настолько древних ускорителей, как серия GeForce GTX 700 от NVIDIA и Radeon 300 от AMD. Ранее мы попытались выяснить, как сильно на быстродействие «красных» и «зеленых» графических процессоров повлияла оптимизация драйверов, и пришли к выводу, что видеокарты всех серий, которые были представлены после GeForce GTX 980 Ti и Radeon R9 390X, за прошедшее время стали в той или иной степени быстрее, причем наибольшего успеха путем усовершенствования ПО, вопреки распространенной теории, добились продукты NVIDIA (особенно семейство GeForce 20).

Осталось рассмотреть оптимизацию с другой стороны — в играх, которые ориентируются на непрерывно растущий уровень производительности GPU и постепенно осваивают функции рендеринга, реализованные в железе новой архитектуры. Для этого мы взяли за основу результаты бенчмарков нескольких поколений графических карт в старых играх — тех же самых, которые использовали для тестирования драйверов, — и сравнили с тем, на что они способны в актуальных тайтлах.

⇡#Тестовый стенд, методика тестирования

В большинстве тестовых игр показатели средней и минимальной кадровых частот выводятся из массива времени рендеринга индивидуальных кадров, который записывает встроенный бенчмарк (или утилита OCAT, если бенчмарка нет). Значение минимального фреймрейта соответствует 1-му процентилю распределения. В случае, когда встроенный бенчмарк игры не предоставляет данных об индивидуальных кадрах, используются выводы самого бенчмарка.

Старые устройства, активная поддержка которых уже прекращена (GeForce GTX TITAN и Radeon R9 390X) прошли тесты под управлением последней доступной версии драйвера — 473.81 для устройств NVIDIA (не содержит оптимизаций производительности по сравнению с основным релизом 472.12) и 22.6.1 for Legacy ASICs для AMD. Остальные видеокарты были протестированы с такими же драйверами, как в предыдущих сравнительных обзорах данной серии: 516.40 и 22.6.1 основной ветки.

⇡#Участники тестирования

В тестировании производительности приняли участие следующие видеокарты:

• AMD Radeon RX 6600 XT (2064/2607 МГц, 16 Гбит/с, 8 Гбайт);
• AMD Radeon RX 5700 XT (1605/1905 МГц, 14 Гбит/с, 8 Гбайт);
• AMD Radeon RX Vega 64 (1247/1546 МГц, 1,89 Гбит/с, 8 Гбайт);
• AMD Radeon RX 580 (1257/1340 МГц, 8 Гбит/с, 8 Гбайт);
• AMD Radeon R9 390X (1050 МГц, 6 Гбит/с, 8 Гбайт);
• NVIDIA GeForce RTX 3060 Ti (1410/1665 МГц, 14 Гбит/с, 8 Гбайт);
• NVIDIA GeForce RTX 2080 (1515/1800 МГц, 14 Гбит/с, 8 Гбайт);
• NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (1480/1582 МГц, 11 Гбит/с, 11 Гбайт);
• NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (1000/1076 МГц, 7 Гбит/с, 6 Гбайт);
• NVIDIA GeForce GTX TITAN (837/876 МГц, 6 Гбит/с, 6 Гбайт).

Прим. В скобках после названий видеокарт указаны базовая и boost-частота согласно спецификациям каждого устройства. Видеокарты с заводским разгоном 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 NVIDIA GeForce 16, а также GeForce RTX 2070/2080/2080 Ti Founders Edition) используются настройки производителя.

⇡#Старые игры (1920 × 1080)

Даже по тестам при разрешении 1080p, когда только самые маломощные из сравниваемых ускорителей могут быть загружены полностью, заметно, что в старых играх соотношение между старыми и новыми GPU не такое, как мы привыкли видеть в современных тайтлах. Так, среди видеокарт на «красных» чипах Radeon RX 580 в среднем оказался на 3 % медленнее Radeon R9 390X. Radeon RX Vega 64 развивает кадровую частоту на 67 % выше, чем Radeon RX 580. В свою очередь, Radeon RX 5700 XT не так уж сильно (на 16 %) превосходит устройство предыдущей архитектуры GCN — Radeon RX Vega 64. Преимущество Radeon RX 6600 XT перед Radeon RX 5700 XT сводится к 7 % FPS, но это родственные модели как по архитектуре GPU, так и по классу производительности.

Что касается продуктов NVIDIA, то GeForce GTX 980 Ti на 71 % среднего фреймрейта превосходит GeForce GTX TITAN. В свою очередь, GeForce GTX 1080 Ti поднял планку быстродействия еще на 61 %. GeForce RTX 2080 является аналогом GTX 1080 Ti по производительности в играх без трассировки лучей, и его преимущество перед флагманом предыдущего поколения составляет в среднем 7 % кадровой частоты. И наконец, GeForce RTX 3060 Ti выиграл у RTX 2080 около 6 % FPS.

⇡#Старые игры (2560 × 1440)

Повышенная нагрузка при разрешении 1440p немного сдвинула позиции соперничающих устройств. Теперь Radeon R9 390X превосходит Radeon RX 580 на 6 % средней частоты смены кадров, а Radeon RX Vega 64 смог выиграть 66 % у Radeon RX 580. Соотношение между Radeon RX 5700 XT и Radeon RX Vega 64 равняется 17 % FPS, а вот Radeon RX 6600 XT в силу особенностей устройства локальной памяти у видеокарт 6000-й серии сдал позиции и превосходит Radeon RX 5700 XT всего лишь на 4 % фреймрейта.

Расстояние между GeForce GTX 980 Ti и GeForce GTX TITAN почти не изменилось и составляет 70 % FPS. А вот GeForce GTX 1080 Ti может похвастаться 70-процентным преимуществом перед GTX 980 Ti. GeForce RTX 2080 превосходит GeForce GTX 1080 Ti на 4 % быстродействия, а GeForce RTX 3060 Ti, в свою очередь, ушел от RTX 2080 на 9 % FPS.

⇡#Старые игры (3840 × 2160)

В бенчмарках на 4К-экране усугубились ранее замеченные тенденции. Теперь Radeon R9 390X превосходит Radeon RX 580 на 8 % среднего фреймрейта. Radeon RX 5700 XT нарастил расстояние от Radeon RX Vega 64 до 18 % FPS. А Radeon RX 6600 XT не просто растерял всякое преимущество перед Radeon RX 5700 XT, но в среднем даже уступает старой модели 2 % быстродействия. Только Radeon RX 580 и Radeon RX Vega 64 сохраняют примерно одинаковую дистанцию при различном разрешении экрана, и в 4К она составляет 68 % FPS.

GeForce GTX 980 Ti оторвался от GeForce GTX TITAN на 74 % средней кадровой частоты, а GeForce GTX 1080 Ti, в свою очередь, опередил GTX 980 Ti на 73 %. В старых играх 6 Гбайт локальной памяти не являются проблемой для старых моделей NVIDIA, поэтому достижения GTX 1080 Ti можно отнести исключительно на счет более мощного графического процессора. Далее среди «зеленых» ускорителей нет изменений по сравнению с тестами в режиме 1440p: GeForce RTX 2080 превосходит GTX 1080 Ti на 4 % фреймрейта, а RTX 3060 Ti на 9 % быстрее RTX 2080.

⇡#Новые игры (1920 × 1080)

Для Radeon R9 390X уже прекратили выпускать драйверы, оптимизированные под новые игры, но, как мы выяснили ранее, ПО для «красных» GPU в любом случае не может похвастаться бурным ростом производительности. Как следствие, именно предпочтениями самих игр лучше всего объясняется тот факт, что в большинстве новых тайтлов Radeon RX 580 уже не уступает Radeon R9 390X и достиг среднего преимущества в 5 % FPS. Ускоритель Radeon RX Vega 64, напротив, остался в прежнем положении относительно Radeon RX 580 — на 66 % FPS выше. А вот Radeon RX 5700 XT в современных играх со временем добился значительного роста быстродействия и укрепил позиции с 16 до 25 % FPS по сравнению с Radeon RX Vega 64. Radeon RX 6600 XT, как и следовало ожидать, отделяют от Radeon RX 5700 XT те же 7 % среднего фреймрейта, как и раньше.

Какими бы ни были драйверы для чипов AMD, по крайней мере они позволяют запустить практически любую современную игру на видеокартах старой архитектуры. А вот на GeForce GTX TITAN с последней версией ПО (473.81) отказались запускаться Assassin’s Creed Valhalla и Far Cry 6 — по крайней мере с такими же настройками, которые использовались в тестах других ускорителей. Кроме того, «Титан» продемонстрировал чрезвычайно низкий фреймрейт в DOOM Eternal. Сводные результаты остальных игр поставили GeForce GTX 980 Ti на 76 % выше GeForce GTX TITAN, хотя в старых играх разница составляет 71 % кадровой частоты, а если брать в расчет DOOM Eternal, преимущество GTX 980 Ti возрастает до 98 % FPS. Для следующего сравнения не нужно делать исключений, и если раньше GeForce GTX 1080 Ti превосходил GTX 980 Ti на 61 % FPS, то теперь достиг 76 %. А GeForce RTX 2080 и вовсе продвинулся с 7 до 16 % относительно GTX 1080 Ti. Наконец, RTX 2080 и RTX 3060 Ti — слишком похожие и современные видеокарты, чтобы между результатами в старых и новых играх возникла существенная разница: усредненное соотношение фреймрейта изменилось с 6 % до 8 %.

⇡#Новые игры (2560 × 1440)

При разрешении 1440p Radeon RX 580 сохраняет преимущество в 3 % средней кадровой частоты перед Radeon R9 390X, а Radeon RX Vega 64, в свою очередь, по-прежнему отделяют от Radeon RX 580 67 % FPS. Radeon RX 5700 XT нарастил преимущество перед Radeon RX Vega 64 с 17 до 19 %: о таком прорыве, как в режиме 1080p, речи не идет, поскольку чем выше разрешение экрана, тем эффективнее работает старая архитектура GCN. Изменения в паре Radeon RX 6600 XT и Radeon RX 5700 XT несущественны с практической точки зрения: раньше новая модель превосходила старую на 6, а теперь на 4 % FPS.

GeForce GTX 980 Ti, как и при разрешении 1080p, в новых играх не стал значительно быстрее, чем в старых, относительно GeForce GTX TITAN: расстояние между устройствами на шкале среднего фреймрейта увеличилось с 70 до 74 % FPS. Но если опять-таки учесть результаты в DOOM Eternal, GeForce GTX 980 Ti ушел вперед на 93 %. Разница между GeForce GTX 1080 Ti и GTX 980 Ti, которая в старых играх составляет 70 %, в новых возросла до 82. GeForce RTX 2080 также смог увеличить отрыв от GeForce GTX 1080 Ti с 4 до 16 % среднего фреймрейта. GeForce RTX 3060 Ti не получил в новых играх никакого преимущества перед GeForce RTX 2080 и даже отступил с рубежа 9 % FPS до 7 %.

⇡#Новые игры (3840 × 2160)

В тестах при разрешении 4К Radeon RX 580 опередил Radeon R9 390X на 5 % средней частоты смены кадров, хотя в старых играх флагман 300-й серии достиг своего максимального преимущества в 9 % FPS. Как бы то ни было, оба устройства уже с большим трудом выдерживают подобную нагрузку, и не удивительно, что позиция Radeon RX Vega 64 по отношению к Radeon RX 580 укрепилась с 68 до 80 % FPS. Кроме того, оказалось, что в новых играх на 4К-экране Radeon RX 5700 XT уже не так выгодно смотрится на фоне Radeon RX Vega 64: преимущество новой модели сократилось с 18 до 11 % среднего фреймрейта. И даже если выбросить из сравнения одну проблемную игру — Far Cry 6, которая подрывает общий рейтинг Radeon RX 5700 XT, все равно последний оторвался от Radeon RX Vega 64 лишь на 15 % FPS. Результаты Radeon RX 6600 XT не лучше: если в старых играх новая модель уступает Radeon RX 5700 XT в среднем 2 % быстродействия, то в новых речь идет уже о 9 % FPS. Впрочем, провал RX 6600 XT связан исключительно с Far Cry 6: эта игра не только отличается высокими требованиями к объему локальной памяти, но и особенно чувствительна к объему кеша L3 на чипах архитектуры RDNA 2.

Среди «зеленых» ускорителей почти не изменилось соотношение между GeForce GTX TITAN и GeForce GTX 980 Ti: преимущество 980 Ti в старых и новых играх составляет 74 и 73 % усредненной частоты смены кадров соответственно. Только благодаря DOOM Eternal представителю следующего поколения удалось набрать 84 % бонусного фреймрейта по сравнению с GeForce GTX TITAN. А вот GeForce GTX 1080 Ti оторвался от GTX 980 Ti на целых 93 % FPS, хотя в старых играх эти модели разделяла более короткая дистанция в 73 %. Только GeForce GTX 2080 по-прежнему опережает GeForce GTX 1080 Ti на 4 % средней частоты смены кадров. GeForce RTX 3060 Ti также сохранил прежнюю позицию на расстоянии в 9 % фреймрейта от GeForce RTX 2080.

⇡#Результаты всех тестов: AMD

⇡#Результаты всех тестов: NVIDIA

⇡#Выводы

Процентное соотношение между результатами бенчмарков старых и новых игр, обобщенное в таблице ниже, рисует отчасти неожиданную, но в других аспектах — совершенно предсказуемую картину. Если взять видеокарты последнего поколения на «красных» и «зеленых» чипах — Radeon RX 6600 XT и GeForce RTX 3060 Ti, то в актуальных играх оба устройства продемонстрировали в точности такое же соотношение по быстродействию, как и в старых тайтлах, с родственными моделями прошлых серий: Radeon RX 5700 XT и GeForce RTX 2080. Но сами Radeon RX 5700 XT и GeForce RTX 2080 в новых играх работают эффективнее, чем в старых, по сравнению с Radeon RX Vega 64 и GeForce GTX 1080 Ti. Причем если видеокарта AMD ускорилась на практически несущественные 3 % FPS, то в случае GeForce RTX 2080 речь идет о вполне ощутимой прибавке в 7 %. Тем не менее устройством, которому больше всего помогло обновление библиотеки игр, оказался именно GeForce GTX 1080 Ti: флагман 10-й серии стал еще на 16 % быстрее по сравнению с GeForce GTX 980 Ti. Продукт AMD, ближайший по производительности и времени релиза, — Radeon RX Vega 64 — такими успехами похвастаться не может: ему удалось выиграть лишь 4 % дополнительного фреймрейта у Radeon RX 580.

Как бы то ни было, даже такие далеко не свежие модели, как Radeon RX 580 и GeForce GTX 980 Ti, в новых играх выглядят более привлекательно по сравнению с собственными предшественниками Radeon R9 390X и GeForce GTX TITAN, которые уже не получают адресных оптимизаций драйвера. Относительная прибавка быстродействия достигла 10 и 3 % FPS соответственно, а ведь Radeon RX 580 когда-то отставал от Radeon R9 390X, но затем вырвался вперед. Потенциал «красного» GPU действительно раскрылся со временем, хотя впоследствии, судя по нашим (не претендующим на полноту охвата всех популярных игр) данным, NVIDIA достигла бóльших успехов.

Кроме того, отсутствие активной поддержки приводит к тому, что некоторые современные тайтлы (по крайней мере с желаемыми настройками) просто не запускаются на старом железе или развивают неадекватно низкую производительность. К чести AMD, мы не встретили никаких сложностей с Radeon R9 390X, а вот к GeForce GTX TITAN (и, следовательно, прочим образцам архитектуры Kepler) это относится в полной мере.

А в целом тенденция такова, что каждая серия графических процессоров AMD и NVIDIA в новых играх отличается большим быстродействием по сравнению с их непосредственными предшественниками, чем в старых играх, и разница накапливается, если рассматривать подряд несколько итераций GPU. Кумулятивный эффект настолько велик, что если в старых играх быстродействие GeForce RTX 3060 Ti примерно в 3,4 раза выше, чем у GeForce GTX TITAN, то в новых — уже в 4,5 раза. Ускорители AMD стартуют с более высокой позиции, поскольку Radeon R 390X быстрее «Титана», и все-таки соотношение между Radeon RX 6600 XT и Radeon R9 390X изменилось с 78–101 % в пользу актуальной модели до 83–134 %.

Только образцы последнего поколения — Radeon 6000 и GeForce 30 — пока не оторвались от своих аналогов под маркой Radeon 5000 и GeForce 20, однако между ними существует не так уж много фундаментальных технических различий, да и все старые игры, которые мы использовали в тестах, появились еще раньше. Как бы к этому ни относились покупатели, старые видеокарты со временем будут тормозить еще сильнее по совокупности различных причин: ориентация ПО (как драйвера, так и графических движков) на новое железо, поддержка более эффективных технологий рендеринга со стороны новых GPU и попросту более высокая нагрузка, которая выявляет ограничения предыдущей архитектуры. С другой стороны, за огромный по меркам IT-индустрии пятилетний срок ускорителям на платформе Polaris/Vega от AMD и Pascal от NVIDIA — а это поколение чипов, которое остается в строю беспрецедентно долго, — перепала львиная доля оптимизаций, так что слухи о преждевременном устаревании GPU все-таки сильно преувеличены.