Видеокарты

Сравнение быстродействия видеокарт в DirectX 11, DirectX 12 и Vulkan, часть 1

⇣ Содержание

#От теории — к практике

Мы долго говорили об особенностях API нового поколения и готовы перейти к бенчмаркам, но сначала придется признать: все сказанное в теоретической части не получится напрямую связать с цифрами. Поддержка Direct3D 12 или Vulkan в какой-либо игре еще не значит, что ее движок задействует ту или иную из новых функций, а главное, нам неизвестно, насколько широко и эффективно она используется. Также не будем забывать, что Direct3D 12 и Vulkan являются сравнительно низкоуровневыми API, и задача оптимизации быстродействия под GPU различной архитектуры лежит на плечах разработчиков движка (некоторые из которых прямо сообщают, что поддержка Direct3D — экспериментальная опция и ожидать чудес не стоит). Эти переменные останутся скрыты от глаз исследователя без полноценного профайлинга приложений — задачи, которая выходит далеко за рамки данного обзора. Как бы то ни было, результаты тестирования дают представление о быстродействии видеокарт в API нового поколения на данный момент — вне зависимости от того, как могла бы сложиться идеальная картина.

#Тестовый стенд, методика тестирования

Конфигурация тестовых стендов
CPU Intel Core i7-5960X @ 4 ГГц (100 МГц × 40), постоянная частота
Материнская плата ASUS RAMPAGE V EXTREME
Оперативная память Corsair Vengeance LPX, 2133 МГц, 4 × 4 Гбайт
ПЗУ Intel SSD 520 240 Гбайт + Crucial M550 512 Гбайт
Блок питания Corsair AX1200i, 1200 Вт
Система охлаждения CPU Thermalright Archon
Корпус CoolerMaster Test Bench V1.0
Монитор NEC EA244UHD
Операционная система Windows 10 Pro x64
ПО для GPU AMD
Все видеокарты Radeon Software Crimson Adrenalin Edition 18.1.1
ПО для GPU NVIDIA
Все видеокарты GeForce Game Ready Driver 390.65

В тестовую обойму вошли семь игр 2016–2017 годов выпуска, среди которых шесть поддерживают API Direct3D 12, а две — Vulkan. Доподлинно известно, что все они так или иначе задействуют функцию Multi-Engine («асинхронные вычисления»). И пара слов об отдельных играх.

  • DOOM. Эта игра использует т. н. Shader Intrinsitc Functions — шейдеры, непосредственно исполняемые на GPU избранной архитектуры, минуя стадию компиляции из высокоуровневого кода. Только Vulkan, в отличие от OpenGL и Direct3D любой версии, дает такую возможность, и только AMD выпустила для Vulkan соответствующее расширение. Собственные Shader Intrinsics есть и у NVIDIA, но они задействуются через проприетарный интерфейс NVAPI или библиотеки GameWorks. Именно поэтому Vulkan в DOOM дает процессорам AMD такой мощный прирост быстродействия (хотя и чипы NVIDIA не обделяет).
  • В Total War: WARHAMMER II не поддерживается Direct3D 12 на графических процессорах архитектуры Kepler.
  • Tom Clancy’s The Division (по крайней мере с нашим железом и настройками) не запускается в режиме Direct3D 12 на ускорителях семейств Kepler и Maxwell.

Тесты выполнены при разрешениях 1080p, 1440p и 2160p. Настройки выбраны таким образом, чтобы обеспечить высокую частоту смены кадров (от 60 FPS и выше в режиме 1080p) на мощных GPU последнего поколения и приемлемую частоту (от 30 FPS в 1080p) на ускорителях среднего уровня, что соответствует реальным сценариями использования. Для слабых видеокарт (Radeon RX 560 и GeForce GTX 1050 Ti) выбраны иные, более щадящие параметры качества графики в ряде игр.

При таких настройках мы едва ли сможем в полной мере оценить экономию ресурсов CPU на подготовке draw call, которую обеспечивает Direct3D и Vulkan. Испытания API Mantle в свое время показали, что максимальный рост быстродействия возникает в несбалансированных конфигурациях (мощный GPU и двухъядерный центральный процессор) либо при кадровой частоте свыше 100 FPS. Тестирование на платформе со сниженным числом ядер и частотой CPU будет представлено во второй части статьи.

Бенчмарки: игры (высокое качество графики)
Игра (в порядке даты выхода) API Настройки, метод тестирования Полноэкранное сглаживание
1920 × 1080 / 2560 × 1440 3840 × 2160
Rise of the Tomb Raider DirectX 11/12 Макс. качество, VXAO выкл. Встроенный бенчмарк Выкл. Выкл.
Tom Clancy's The Division DirectX 11/12 Макс. качество, HFTS выкл. Встроенный бенчмарк SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling TAA: Stabilization
DOOM OpenGL 4.5 / Vulkan Макс. качество. Миссия Foundry TSSAA 8TX Выкл.
Deus Ex: Mankind Divided DirectX 11/12 Макс. качество. Встроенный бенчмарк Выкл.
Battlefield 1 DirectX 11/12 Макс. качество. OCAT, начало миссии Over the Top TAA
Ashes of the Singularity: Escalation DirectX 11 / Vulkan Макс. качество. Встроенный бенчмарк Выкл.
Total War: WARHAMMER II, встроенный бенчмарк DirectX 11/12 Макс. качество. Встроенный бенчмарк (Battle Benchmark) Выкл.
Бенчмарки: игры (сниженное качество графики)
Игра (в порядке даты выхода) API Настройки, метод тестирования Полноэкранное сглаживание
1920 × 1080 / 2560 × 1440 3840 × 2160
Rise of the Tomb Raider DirectX 11/12 Среднее качество. Встроенный бенчмарк Выкл. Выкл.
Tom Clancy's The Division DirectX 11/12 Среднее качество, HFTS выкл. Встроенный бенчмарк TAA: Stabilization TAA: Stabilization
DOOM OpenGL 4.5 / Vulkan Макс. качество. Миссия Foundry TSSAA 8TX Выкл.
Deus Ex: Mankind Divided DirectX 11/12 Среднее качество. Встроенный бенчмарк Выкл.
Battlefield 1 DirectX 11/12 Среднее качество. OCAT, начало миссии Over the Top
Ashes of the Singularity: Escalation DirectX 11/12/ Vulkan Среднее качество. Встроенный бенчмарк
Total War: WARHAMMER II, встроенный бенчмарк DirectX 11/12 Низкое качество. Встроенный бенчмарк (Battle Benchmark)

Участники тестирования

Для тестирования были избраны пять видеокарт на базе GPU каждого производителя в диапазоне архитектур от GCN 1.1 (Radeon R9 390X) до GCN 1.4 (Radeon RX Vega 64) и от Kepler (GeForce GTX 780 Ti) до Pascal (GeForce GTX 1080 Ti) соответственно.

#AMD Radeon R9 390X

1920 × 1080
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon R9 390X (DirectX 11) AMD Radeon R9 390X (DirectX 12) AMD Radeon R9 390X (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 42 51 47
Battlefield 1 TAA 89 91 0
Deus Ex: Mankind Divided Выкл. 47 54 0
DOOM TSSAA 8TX 88 0 136
Rise of the Tomb Raider Выкл. 65 69 0
Tom Clancy's The Division SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling 46 49 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 31 30 0
Макс. +21% +55%
Средн. +8% +33%
Мин. −3% +12%
2560 × 1440
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon R9 390X (DirectX 11) AMD Radeon R9 390X (DirectX 12) AMD Radeon R9 390X (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 35 42 39
Battlefield 1 TAA 68 64
Deus Ex: Mankind Divided Выкл. 32 37
DOOM TSSAA 8TX 61 90
Rise of the Tomb Raider Выкл. 47 49
Tom Clancy's The Division SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling 35 36
Total War: WARHAMMER II Выкл. 23 22
Макс. +20% +48%
Средн. +5% +29%
Мин. −6% +11%
3840 × 2160
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon R9 390X (DirectX 11) AMD Radeon R9 390X (DirectX 12) AMD Radeon R9 390X (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 29 36 34
Battlefield 1 42 40 0
Deus Ex: Mankind Divided 17 19 0
DOOM 34 0 49
Rise of the Tomb Raider 30 27 0
Tom Clancy's The Division TAA: Stabilization 21 22 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 13 13 0
Макс. +24% +44%
Средн. +4% +31%
Мин. −10% +17%

#AMD Radeon R9 Fury X

1920 × 1080
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon R9 Fury X (DirectX 11) AMD Radeon R9 Fury X (DirectX 12) AMD Radeon R9 Fury X (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 39 48 45
Battlefield 1 TAA 100 86 0
Deus Ex: Mankind Divided Выкл. 57 64 0
DOOM TSSAA 8TX 92 0 168
Rise of the Tomb Raider Выкл. 73 82 0
Tom Clancy's The Division SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling 60 61 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 42 43 0
Макс. +23% +83%
Средн. +6% +49%
Мин. −14% +15%
2560 × 1440
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon R9 Fury X (DirectX 11) AMD Radeon R9 Fury X (DirectX 12) AMD Radeon R9 Fury X (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 33 42 39
Battlefield 1 TAA 84 62
Deus Ex: Mankind Divided Выкл. 38 45
DOOM TSSAA 8TX 69 113
Rise of the Tomb Raider Выкл. 67 60
Tom Clancy's The Division SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling 44 45
Total War: WARHAMMER II Выкл. 32 32
Макс. +27% +64%
Средн. +2% +41%
Мин. −26% +18%
3840 × 2160
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon R9 Fury X (DirectX 11) AMD Radeon R9 Fury X (DirectX 12) AMD Radeon R9 Fury X (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 30 39 35
Battlefield 1 50 38 0
Deus Ex: Mankind Divided 20 16 0
DOOM 40 0 61
Rise of the Tomb Raider 34 32 0
Tom Clancy's The Division TAA: Stabilization 27 2 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 16 15 0
Макс. +30% +53%
Средн. −20% +35%
Мин. −93% +17%

#AMD Radeon RX 560

1920 × 1080
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX 560 (DirectX 11) AMD Radeon RX 560 (DirectX 12) AMD Radeon RX 560 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 33 35 33
Battlefield 1 68 69 0
Deus Ex: Mankind Divided 41 43 0
DOOM 43 0 68
Rise of the Tomb Raider 56 58 0
Tom Clancy's The Division TAA: Stabilization 55 56 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 45 43 0
Макс. +6% +58%
Средн. +2% +29%
Мин. −4% +0%
2560 × 1440
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX 560 (DirectX 11) AMD Radeon RX 560 (DirectX 12) AMD Radeon RX 560 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 29 30 29
Battlefield 1 47 48 0
Deus Ex: Mankind Divided 26 27 0
DOOM 28 0 42
Rise of the Tomb Raider 37 37 0
Tom Clancy's The Division TAA: Stabilization 36 35 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 27 27 0
Макс. +4% +50%
Средн. +1% +25%
Мин. −3% +0%
3840 × 2160
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX 560 (DirectX 11) AMD Radeon RX 560 (DirectX 12) AMD Radeon RX 560 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 21 23 21
Battlefield 1 24 24 0
Deus Ex: Mankind Divided 13 13 0
DOOM 15 0 21
Rise of the Tomb Raider 19 17 0
Tom Clancy's The Division TAA: Stabilization 17 17 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 13 13 0
Макс. +10% +40%
Средн. −0% +20%
Мин. −11% +0%

#AMD Radeon RX 580

1920 × 1080
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX 580 (DirectX 11) AMD Radeon RX 580 (DirectX 12) AMD Radeon RX 580 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 35 36 35
Battlefield 1 TAA 85 77 0
Deus Ex: Mankind Divided Выкл. 49 50 0
DOOM TSSAA 8TX 85 0 138
Rise of the Tomb Raider Выкл. 69 72 0
Tom Clancy's The Division SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling 48 49 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 34 34 0
Макс. +4% +62%
Средн. +0% +31%
Мин. −9% +0%
2560 × 1440
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX 580 (DirectX 11) AMD Radeon RX 580 (DirectX 12) AMD Radeon RX 580 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 29 31 30
Battlefield 1 TAA 64 58
Deus Ex: Mankind Divided Выкл. 33 34
DOOM TSSAA 8TX 57 89
Rise of the Tomb Raider Выкл. 48 49
Tom Clancy's The Division SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling 35 35
Total War: WARHAMMER II Выкл. 24 24
Макс. +7% +56%
Средн. +0% +30%
Мин. −9% +3%
3840 × 2160
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX 580 (DirectX 11) AMD Radeon RX 580 (DirectX 12) AMD Radeon RX 580 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 27 29 28
Battlefield 1 38 36 0
Deus Ex: Mankind Divided 17 17 0
DOOM 31 0 45
Rise of the Tomb Raider 26 27 0
Tom Clancy's The Division TAA: Stabilization 21 21 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 13 13 0
Макс. +7% +45%
Средн. +1% +24%
Мин. −5% +4%

#AMD Radeon RX Vega 64

1920 × 1080
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX Vega 64 (DirectX 11) AMD Radeon RX Vega 64 (DirectX 12) AMD Radeon RX Vega 64 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 46 59 60
Battlefield 1 TAA 136 125 0
Deus Ex: Mankind Divided Выкл. 77 79 0
DOOM TSSAA 8TX 110 0 200
Rise of the Tomb Raider Выкл. 106 114 0
Tom Clancy's The Division SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling 80 77 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 62 54 0
Макс. +28% +82%
Средн. +2% +56%
Мин. −13% +30%
2560 × 1440
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX Vega 64 (DirectX 11) AMD Radeon RX Vega 64 (DirectX 12) AMD Radeon RX Vega 64 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 41 51 50
Battlefield 1 TAA 101 100
Deus Ex: Mankind Divided Выкл. 53 55
DOOM TSSAA 8TX 92 147
Rise of the Tomb Raider Выкл. 77 81
Tom Clancy's The Division SMAA 1x Ultra + TAA: Supersampling 58 54
Total War: WARHAMMER II Выкл. 42 38
Макс. +24% +60%
Средн. +3% +41%
Мин. −10% +22%
3840 × 2160
Полноэкранное сглаживание AMD Radeon RX Vega 64 (DirectX 11) AMD Radeon RX Vega 64 (DirectX 12) AMD Radeon RX Vega 64 (Vulkan)
Ashes of the Singularity: Escalation Выкл. 37 48 48
Battlefield 1 61 59 0
Deus Ex: Mankind Divided 29 29 0
DOOM 54 0 72
Rise of the Tomb Raider 42 43 0
Tom Clancy's The Division TAA: Stabilization 34 32 0
Total War: WARHAMMER II Выкл. 23 21 0
Макс. +30% +33%
Средн. +2% +32%
Мин. −9% +30%
Следующая страница → ← Предыдущая страница
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥