Три пути к одной цели. Изучение эффективности технологии 3-Way SLI на примере трех NVIDIA GeForce GTX 980

Выход новых компьютерных игр, а также активное продвижение 4K-разрешения позволяют таким технологиям, как NVIDIA SLI и AMD CrossFire, вновь заявить о себе. В рамках этого материала вы познакомитесь с эффективностью работы массива из трех топовых видеокарт GeForce GTX 980. На повестке дня: покорение новых игр в Ultra HD на самых максимальных настройках качества графики; выявление плюсов и минусов работы технологии 3-Way SLI; оценка целесообразности применения такого решения. Не так давно мы изучали эффективность работы SLI на примере двух GeForce GTX 980. Технология показала себя очень хорошо, продемонстрировав хорошую оптимизацию в современных играх. Однако даже использование пары топовых адаптеров не позволило в ряде случаев получить играбельный FPS в Ultra HD разрешении. Что же, попробуем покорить эту вершину.3-Way SLI — возможности и ограничения Прежде чем перейти непосредственно к анализу результатов тестирования, давайте поговорим о «подводных камнях» данной технологии. На самом деле, ограничений у 3-Way SLI предостаточно. Первый аспект — финансовый. 3-Way SLI поддерживают только топовые 3D-акселераторы. А это значит, что покупка сразу трех устройств, как говорится, влетит вам в копеечку. Плюс придется изрядно вложиться и в остальные комплектующие. Например, система на базе набора логики Z87/Z97 Express обладает отличной общей производительностью, однако даже ее будет недостаточно для 3-Way SLI, потому что процессоры Haswell имеют встроенный контроллер PCI Express всего на 16 линий. Плата без дополнительной логики сможет в лучшем случае работать с тремя видеокартами по схеме х8+х8+х4. Так что это не вариант. Необходимо либо искать «маму» с мостом PLX (наглядный пример — MSI Z97 XPOWER AC стоимостью 16 000 рублей, схема работы — x16-x8-x8), либо обратиться к более дорогой, но производительной платформе X99 Express.Второе ограничение, которое уже непосредственно влияет на производительность, относится к оптимизации драйверов и игровых приложений. Приведу цитату, размещенную на официальном сайте компании: «Технология NVIDIA SLI — это революционная платформа, позволяющая гибко изменять графическую производительность путем объединения нескольких графических решений NVIDIA в одной системе на базе SLI-сертифицированной материнской платы. Используя собственные программные алгоритмы и специальную логику масштабирования в каждом GPU, технология SLI предлагает двукратное увеличение производительности с 2-мя платами и 2.8-кратное с 3-мя в сравнении с одиночным графическим решением.» То есть сам производитель заявляет о том, что 3-Way SLI не даст трехкратного преимущества в сравнении с одной видеокартой. Похвально, ибо компания не врет. Однако стоит учитывать, что и аппетитные 2,8 крат могут быть достигнуты далеко не во всех играх, а также далеко не во всех режимах. Наше тестирование — отличное тому доказательство. А ведь есть еще Quad SLI… Третье ограничение — небезграничные возможности остального железа. В первую очередь это относится к процессору. С увеличением количества GPU в системе нагрузка на него очень сильно увеличивается. А потому может появиться эффект процессорозависимости, который, как правило, материализуется в виде «застывания» уровня быстродействия на определенном уровне. Особенно это ограничение заметно в легких режимах, например, в разрешении Full HD. NVIDIA GeForce GTX 980 Приведу краткие характеристики GeForce GTX 980, а также ссылки на обзор референсного образца видеокарты и масштабный материал, посвященный четырем кастомным моделям.Что может дать использование трех таких адаптеров в одной «упряжке»? В теории очень большой уровень производительности!Тестовый стенд Для изучения эффективности работы технологии 3-Way SLI я использовал подходящий для этих целей тестовый стенд, так как процессоры Haswell-E вкупе с системными платами на чипсете X99 Express могут похвастать поддержкой сразу 40 линий PCI Express 3.0. Конкретно материнка ASUS X99-PRO поддерживает массивы из трех видеокарт AMD/NVIDIA по схеме х16+х16+х8. Такой пропускной способности достаточно, чтобы не считать плату узким местом в системе. Итак, тестовый стенд: Процессор: Intel Core i7-5960X @4,5 ГГц Процессорный кулер: ENERMAX LIQTECH 240 Материнская плата: ASUS X99-PRO Видеокарта: 3x NVIDIA GeForce GTX 980 Накопитель: OCZ Vertex 3, 360 Гбайт Блок питания: LEPA G1600, 1600 Вт Периферия: Samsung U28D590D, ROCCAT ARVO, ROCCAT SAVU Операционная система: Windows 8.1 х64 Анализ игровой производительности Как всегда, изучать производительность видеокарт я начну с анализа уровня FPS. Для этого я взял несколько популярных современных игр, которые имеют достаточно высокую ресурсоемкость. Были выбраны наиболее тяжелые сцены, тестирование производилось в трех разрешениях: мейнстримовом 1920х1080 (Full HD), расширенном 2560х1440 (WQHD) и сверхтяжелом 3840х2160 (Ultra HD). На графиках ниже на протяжении определенного отрезка времени показан ежесекундный уровень FPS. Минимальное и максимальное значения выделены отдельно. По среднему FPS будет проводиться сравнение с остальными видеокартами. Допустимым уровнем комфортного времяпрепровождения будем считать показатель 30 FPS. Отдельное внимание в данной статье уделено новинкам Ubisoft: Assassin’s Creed: Unity и Far Cry 4. Графики расположены в ряд, идут в следующей последовательности: одна видеокарта, две видеокарты, три видеокарты.Как видите, комфортный уровень FPS в 4K-разрешении достигается уже с использованием двух графических адаптеров GeForce GTX 980. Третья видеокарта позволяет производительности не просаживаться ниже отметки 50 FPS. Интересно другое. В Full HD максимальный потолок уровня быстродействия составляет ровно 200 FPS. Можно было бы сетовать на эффект процессорозависимости, но уж больно ровно идет график. Скорее всего, в Battlefield 4 на программном уровне установлено ограничение в 200 кадров в секунду. А ведь V-Sync был выключен!А вот в Bioshock Infinite нет такого ограничения! А потому уровень FPS в разрешении Full HD спокойно достигает отметки 400 FPS. В некоторых местах желтая и голубая линии сходятся. А это значит, что технология SLI активировалась не на всем участке тестовой сцены.Первое серьезное испытание для 3-Way SLI. При заданных нами настройках дуэт GeForce GTX 980, как видно из графика, не справился с игрой в 4K-разрешении. А вот три графических адаптера наконец-то выдали заветные 30 FPS!А вот и первые признаки процессорозависимости. Посмотрите на третий график. За исключением некоторых мест синяя и оранжевая линии практически копируют друг друга. Это значит, что в Full HD и WQHD демонстрируются очень схожие результаты. Вот средний FPS: 97,64 кадров в 1080p и 96,44 кадров в 1440p. Зато в Ultra HD наблюдается очень хороший прирост. И если с двумя видеокартами гейминг при заданных настройках качества графики можно назвать условным, то с 3-Way SLI — реальным, ибо FPS не проседает ниже 47 единиц. Еще один примечательный факт: уровень FPS в Far Cry 3 с применением технологии 3-Way SLI стал менее стабилен. Так, амплитуда FPS в разрешении Full HD составляет ни много ни мало 73 FPS. Это очень много. А вот с применением двух видеокарт в аналогичном режиме — всего 41 FPS. Отсюда напрашивается вывод: 3-Way SLI из трех GeForce GTX 980 абсолютно бесполезен для столь легких режимов.Продолжим разговор о бесполезности 3-Way SLI. Но теперь на примере GRID 2. Ситуация, в принципе, та же: в Full HD и QWHD уровень FPS практически идентичен. Интересно, что на грани процессорозависимости находится и режим Ultra HD. Количество кадров уж очень высоко, прямо глаз радуется. Игра нетребовательна, поэтому в таких результатах нет ничего удивительного. Очень близки к эффекту процессорозависимости и две GeForce GTX 980.Metro: LL может стать в один ряд с Crysis 3. Даже сегодня она способна довольно сильно нагрузить любую систему. К этому добавим низкий уровень оптимизации 3-Way SLI под эту игру. Посудите сами: в разрешении Ultra HD в сравнении с двумя видеокартами уровень FPS подрос, но не настолько, чтобы гейминг при заданных настройках качества графики можно было бы назвать комфортным: среднее количество кадров в SLI — 27,47; среднее количество кадров в 3-Way SLI — 31,57. Прирост составил чуть больше 4 FPS, или 15%.Познакомимся с уровнем производительности новинки — игры «Средиземье: Тени Мордора». Она неплохо оптимизирована под SLI и 3-Way SLI. Однако игра не ставит серьезных задач перед GeForce GTX 980. Даже одна видеокарта выдает в 4K-разрешении при максимальных настройках качества графики условно играбельную частоту кадров.Игра Ryse: Son of Rome, как известно, создана на базе движка СryEngine 3. То есть она работает на тех же мощностях, что и Crysis 3. А потому неудивительно, что при максимальных настройках качества графики игра потребляет очень много ресурсов.В Thief есть встроенный бенчмарк. И он немного странноватый. А именно в начале заскриптованной сцены во всех разрешениях наблюдается просадка FPS. Затем бенчмарк как бы раскочегаривается, и частота кадров начинает уверенно ползти вверх. В сравнении с SLI массив из трех видеокарт демонстрирует больше кадров в секунду. Однако в Full HD и WQHD опять происходит наслоение линий друг на друга. Ресурсоемкость у Thief не столь высока. Даже в Ultra HD наблюдается очень высокий уровень FPS.Tomb Raider — это эталон оптимизации. Посмотрите на графики. Во-первых, эффекта процессорозависимости не наблюдается. Во-вторых, в зависимости от количества видеокарт в системе FPS растет практически пропорционально. Во всех разрешениях! С применением SLI-массива из двух GeForce GTX 980 при заданных нами настройках гейминг в 4K можно было назвать условно комфортным, так как частота периодически проседала ниже отметки 25 кадров в секунду. С тремя видеокартами, объединенными в 3-Way SLI, уровень FPS заметно подрос. Итак, время подвести промежуточные итоги: Гейминг в Full HD — отлично. По большому счету 3-Way SLI — это бесполезная технология для данного режима. Для обеспечения комфортного уровня FPS в абсолютном большинстве случаев хватит и одной GeForce GTX 980. Гейминг в QWHD — отлично. Три видеокарты выдают отличную производительность, однако ситуация повторяется, ибо разница в разрешении не столь существенная, как, например, между 1080p и 2160p. В большинстве случаев хватит и «обычного» массива из двух GeForce GTX 980. Во многих — и одной такой видеокарты. Гейминг в Ultra HD — отлично. 4K-разрешение — вот стезя 3-Way SLI, собранной на базе трех топовых видеокарт. Именно наличие такого количества GeForce GTX 980 позволяет в большинстве случаев комфортно играть даже при самых максимальных настройках качества графики. В сегодняшнем тесте исключением из правил, пожалуй, стала Metro: Last Light. У читателя может возникнуть резонный вопрос: «А зачем связки видеокарт тестируются в столь тяжелых условиях?». Однако целью этого материала служит определение именно потолка быстродействия. Логично, что снижение настроек качества графики приведет к росту частоты кадрирования. Во-вторых, при покупке топовой видеокарты (тем более трех) играть с более низкими настройками качества графики — это какое-то кощунство. Assassin’s Creed: Unity и Far Cry 4 — первые отголоски «некстгена» Что же, перейдем к нашей «вишенке на торте». Посмотрим, как поведет себя трио GeForce GTX 980 в новых играх Ubisoft. Небольшой дисклеймер: игры вышли больно неоптимизированными, поэтому полученные результаты не могут быть на 100% релевантными. К тому же и в Assassin’s Creed: Unity, и в Far Cry 4 реализованы далеко не все заявленные графические технологии. В общем, ждем патчей. После стабилизации ситуации вокруг этих игр я всенепременно добавлю их в обновленную методику тестирования видеокарт. Надеюсь, что это произойдет в самое ближайшее время. А пока давайте проанализируем эффективность работы 3-Way SLI, так сказать, по горячим следам. Начну с Assassin’s Creed: Unity. Незадолго до выпуска игры Ubisoft анонсировала системные требования. В минимальных значится видеокарта GeForce GTX 680 (то есть, по сути, GeForce GTX 770), что очень лихо даже по сегодняшним меркам. Естественно, меня, а также моих коллег заинтересовала эта игра. Однако что это: маркетинговый ход или же реальная необходимость в столь производительной графике? Попробуем разобраться. Выход версии AC: Unity для игровых консолей сопровождался настоящим скандалом. Во-первых, игра запускалась в разрешении 900p. Во-вторых, наблюдались очень серьезные просадки FPS и множество багов. На данный момент ситуацию вроде как исправили, однако AC: Unity сумела пошатнуть саму идеологию игровой приставки, ведь подобный тип устройств зачастую покупают люди, которые не хотят возиться с настройками качества графики. Они хотят играть в оптимизированные игры. С ПК, впрочем, вышло все еще хуже. Игра до сих пор имеет множество «болячек». Персонажи игры застревают в текстурах, становятся прозрачными, исчезают. В общем, с ними происходит еще очень много всевозможных занимательных курьезов. Так, вкладка «Обзор» в приложении Steam напоминает самую настоящую стену плача. Несчастные покупатели сего продукта жалуются на множество проблем, связанных в том числе и с низким качеством оптимизации графического изображения. Может, именно поэтому у игры столь завышенные системные требования? Я понимаю, что болтать — не мешки ворочать, но мне всегда было интересно посмотреть на то, как тестируются игры перед выходом в продажу. Неужели все эти проблемы не были выявлены? В общем, к Ubisoft есть много вопросов и вполне обоснованных претензий.Но хватит о грустном. Тем более, что в Assassin’s Creed: Unity используются достаточно интересные технологии, интегрированные в нее совместно с компанией NVIDIA. И когда игру окончательно «допилят», то она будет выглядеть по-настоящему классно. В первую очередь речь идет о поддержке таких эффектов, как HBAO+, PCSS и TXAA. О них я подробно рассказывал в обзореGeForce GTX 980.В Assassin’s Creed: Unity также заявлена поддержка тесселяции, однако в реальности она появится чуть (чуть ли?) позже.А теперь давайте перейдем к анализу быстродействия. Для тестирования Assassin’s Creed: Unity в трех разрешениях были выставлены не самые максимальные настройки качества графики. Как видите, одна GeForce GTX 980 справляется со своей работой в Full HD и в WQHD. Средний уровень FPS составил 59,6 кадров и 38,4 кадров соответственно. В Ultra HD игра «слегла» со средней частотой 16,4.Две GeForce GTX 980 показали следующие цифры: 95,3 FPS в Full HD, 62,9 FPS в WQHD и 26 FPS в Ultra HD. Как видите, SLI-массив не дает возможности комфортно играть в 4K-разрешении на не самых высоких настройках качества графики. Двигаемся дальше. Три «девятьсот восьмидесятых» продемонстрировали следующие результаты: 122,4 FPS в Full HD, 83,8 FPS в WQHD и 28,73 FPS в Ultra HD. То есть 3-Way SLI в сравнении с SLI в 4K-разрешении прибавил всего 3 неполных кадра в секунду. По-прежнему неиграбельно! Возможно, сказалась плохая оптимизация игры. Ниже приведена таблица прироста производительности в Assassin’s Creed: Unity в зависимости от количества видеокарт в системе.А вот почему не были использованы максимальные настройки качества графики. Просто уже в WQHD-разрешении троица GeForce GTX 980 не смогла выдать комфортных 30 FPS. Средний показатель составил 27,4 кадров в секунду.Far Cry 4 на старте продаж тоже внесла половник дегтя в, казалось бы, потенциально большую бочку меда. Так, версия для ПК порадовала многих первых обладателей, приобретших игру до 18 ноября, черным экраном. Просто черным экраном. Благо Ubisoft оперативно выпустила патч. Во-вторых, многие покупатели игры при помощи клиента Steam не получили ключ для активации продукта, а, следовательно, не смогли сразу же поиграть в нее. Плюс пользователи массивов видеокарт жаловались, что они не имеют прироста FPS. Насколько мне известно, CrossFire по-прежнему не работает с Far Cry 4. А вот драйвер NVIDIA под номером 344.75, вышедший вскоре после релиза игры, исправил этот недочет. Основа Far Cry 4 — движок Dunia Engine 2.0, который использовался и в Far Cry 3. Однако, как вы понимаете, четвертая часть задействует последние наработки из библиотеки GAMEWORKS от NVIDIA. Поэтому игра поддерживает большое число интересных технологий. Все они наглядно продемонстрированы в ролике ниже.А это гиперссылки с наглядными динамическими скриншотами: Сглаживание TXAA. Мягкие тени PCSS. Эффекты God Rays. HBAO+. В Far Cry 4 есть специальный пресет под названием NVIDIA. Он активирует максимальные настройки качества графики вкупе со специальными технологиями из GAMEWORKS. Перейдем к анализу эффективности работы трех GeForce GTX 980 в Far Cry 4. На самом деле, повторяется ситуация с Far Cry 3. И в этом нет ничего удивительного, так как у этих игр один и тот же движок. В итоге констатирую следующее: С одной GeForce GTX 980 при заданных настройках можно играть в Full HD и WQHD. Средний FPS составил 54,9, 35,8 и 14,7 кадров соответсвенно. С двумя GeForce GTX 980 при заданных настройках можно играть в Full HD и WQHD. Средний FPS составил 86,2, 66,3 и 29 кадров соответственно. С тремя GeForce GTX 980 при заданных настройках можно играть в Full HD, WQHD и Ultra HD. Средний FPS составил 86,81, 82,4 и 38,4 кадров соответственно. Из негативных моментов стоит отметить достаточно большой разброс FPS. Графики напоминают ЭКГ. Спишем на сырость игры и драйвера. Уверен, что со временем проблема решится.Ниже приведена таблица прироста производительности в Far Cry 4 в зависимости от количества видеокарт в системе по отношению к быстродействию одной GeForce GTX 980.Ubisoft в этом году откровенно разочаровывает. Такая именитая и авторитетная компания, а уже в который раз выпускает откровенно недоделанные продукты. Складывается ощущение, что разработчики элементарно не успевают за маркетологами, а потому великолепные на словах проекты на деле оказываются сырыми и недоработанными. В такой ситуации не приходится удивляться тому факту, что после выхода AC: Unity акции компании обрушились сразу на 9%. Впрочем, это уже совсем другая история. Сравнение видеокарт В данном параграфе приведены сравнительные графики в популярных играх и бенчмарках. Основная цель — постараться определить эффективность работы технологии 3-Way SLI. Для наглядности после каждой пачки графиков идет таблица с численным показателем разницы FPS по отношению к быстродействию одной GeForce GTX 980.Прирост от использования трех видеокарт по отношению к одной GeForce GTX 980 составил 2,5, 2,7 и 2,6 крат соответственно.Прирост от использования трех видеокарт по отношению к одной GeForce GTX 980 составил 1,75, 2,6 и 2,8 крат соответственно.Прирост от использования трех видеокарт по отношению к одной GeForce GTX 980 составил 1,75 и 2 крат соответственно.Игра не поддерживает технологию SLI. Разница в FPS характеризуется погрешностью и разными частотами. Поэтому в таблице я во всех графах проставил 0%.Прирост от использования трех видеокарт по отношению к одной GeForce GTX 980 составил 1,3, 1,8 и 2,5 крат соответственно.Прирост от использования трех видеокарт по отношению к одной GeForce GTX 980 составил 1,6, 1,7 и 1,83 крат соответственно.Прирост от использования трех видеокарт по отношению к одной GeForce GTX 980 составил 1,4, 2 и 2,6 крат соответственно.Прирост от использования трех видеокарт по отношению к одной GeForce GTX 980 составил 2,8, 2,8 и 2,8 крат соответственно.Как видите, «обещанное» 2,8-кратное увеличение производительности удалось получить только в четырех тестовых паттернах из двадцати трех. В оправдание скажу, что не всегда в этом была виновата сама технология. Мы уже проанализировали случаи, в которых эффективность кластера из трех GeForce GTX 980 буквально «упиралась» в возможности центрального процессора, а также в ограничения непосредственно самого 3D-приложения. Вывод Вывод прост. Необходимость в 3-Way SLI есть только в одном случае. И этот случай — игры на максимальных настройках качества графики в 4K-разрешении. В более легких режимах со всеми современными играми без особых проблем справится классическая связка SLI. На мой взгляд, все еще рано говорить о наступлении полноценной эры 4K-гейминга. Большинство пользователей пользуются Full HD, а некоторая часть — WQHD. А для таких нужд хватит и одного графического адаптера. Как показывает практика, наличие меньшего числа элементов приводит к более стабильной работе. Наконец, 3-Way SLI — это очень дорогое удовольствие. Дорогое настолько, что порекомендовать его можно только самым бескомпромиссно настроенным геймерам.