Расчет производительности AMD Radeon HD4850 и HD4870 в 3DMark’06

Переходим к следующему этапу «натирания хрустального шара предсказаний». Давайте построим график, на котором отложим полученные результаты для величины «чистой силы GPU» (параметр «а») в зависимости от частоты GPU (мы воспользовались результатами видеокарты HD3870).

График 11

Вообще-то, мы предполагали, что точки на данном графике будут лежать на одной прямой, проходящей через начало координат. Это было бы логично с точки зрения здравого смысла, который подсказывает, что зависимость «чистой силы GPU» должна бы линейно зависеть от частоты. Однако это не так. По всей видимости, закон изменения «чистой силы GPU» от его частоты несколько сложнее.

Давайте рассуждать логически. Когда частота GPU очень мала, он является «узким местом» в производительности видеокарты, и при нулевой частоте GPU мы никаких результатов просто не увидим. Значит, линия «чистой силы GPU» должна проходит через начало координат. При увеличении частоты GPU рост результатов должен быть линеен, пока GPU остается самым «узким местом» в видеокарте. Но что будет, если увеличивать частоту очень сильно? Как изменится рост результатов? По всей видимости, в какой-то момент начнут играть роль другие ограничивающие факторы. Поскольку при вычислении «чистой силы GPU» мы предполагаем, что ПСП видеопамяти нас не ограничивает, придется поискать нечто другое. Если пристально посмотреть на внутреннее устройство GPU, то мы увидим, что там есть несколько блоков, выполняющих разнородные задачи. Например – блок универсальных шейдеров и блок обработки текстур. В рассматриваемом нами случае они работают на одной частоте, но одинаково ли они эффективны? Допустим, «текстурники» работают с полной загрузкой (поскольку ПСП нас не ограничивает), но может ли случиться так, что мощности или количества шейдерных блоков будет не хватать и они станут узким местом системы? Конечно может. Обратное тоже верно. Значит должен быть какой-то предел.

Как ни странно, но для «чистой силы GPU» мы получили точно те же «граничные условия», что и в самом начале нашего повествования. Давайте применим те же методы и построим линию, описывающую зависимость «чистой силы GPU» от его частоты.

График 12

Зачем нам все это нужно? Теперь мы готовы перейти к самому главному и интересному – собственно прогнозу производительности видеокарт HD48xx в тесте 3DMark’06. Как известно, характеристики видеокарт примерно следующие:

Рассчитаем параметры для видеокарты Radeon HD4850 с памятью DDR3. Как нам узнать «чистую силу GPU» этой видеокарты? Посмотрим в таблицу. Число «текстурников» возросло в два раза, а число шейдерных блоков – в 1,5 раза. Но частота шейдерных блоков увеличена по сравнению с остальными блоками GPU примерно в 1,3 раза. Давайте перемножим эти цифры: 1,5*1,3=1,95. То есть, если взять видеокарты HD3850 и HD4850, у которых частота GPU задана одинаковой, вычислительная мощь GPU на HD4850 окажется примерно в 2 раза больше, чем у HD3850. Поскольку «текстурников» у HD4850 также в два раза больше, можно сказать, что ни один из этих моментов не будет ограничивать общую мощь GPU, а суммарно эта мощь должна превышать мощь GPU HD3850 примерно в два раза.

Допустим, частота ядра HD4850 равна 650 МГц. Если умножить вычисленное нами число для результата HD3850 на этой частоте на два, то получим для HD4850 значение «чистой силы GPU», равное 22912. Звучит фантастически. Но не будем забывать, что это величина теоретическая и в реальности производительность будет меньше.

В общем-то, мы уже почти готовы рассчитать «реальную» производительность HD4850 в тесте 3DMark’06, однако для построения экстраполяции нам необходимо знать еще один параметр – «с». Посмотрите на таблицу 1. Из нее следует, что по мере роста частоты GPU параметр «с» уменьшается. Давайте возьмем величину, обратную параметру «с» и отложим ее на соответствующем графике, где по оси Х будут значения «чистой силы GPU»:

График 13

Обратные к параметру «с» значения для видеокарты HD3870 отлично укладываются на прямую линию. Предположим, что для значений видеокарты HD3850 это тоже будет выполняться. Тогда расширим этот график и попробуем найти значение параметра «с» при величине «чистой силы GPU», равной 22912.

График 14

После обратного преобразования получаем для параметра «с» значение равное 0,000796813. Теперь, когда все параметры для видеокарты HD4850 DDR3 известны, можно построить примерный график результатов в 3DMark’06 в зависимости от частоты видеопамяти, как мы и делали в самом начале нашего исследования, подобно графикам для видеокарт HD3xxx.

График 15

Итак, получается, что по нашему прогнозу видеокарта Radeon HD4850 с видеопамятью стандарта DDR3 и работающая на частотах 650/850/2286 МГц (для GPU, шейдерного блока и видеопамяти, соответственно), в тесте 3DMark’06 покажет результат примерно 19100-19200 марков. Получается, это будет примерно на 83% выше результата видеокарты HD3850 DDR3 и работающей на частотах 650/1660 МГц.

Однако сможем ли мы увидеть такие высокие результаты на нашем стенде, использующем процессор Intel Core 2 Quad QX6850 с частотой 3,0 ГГц? Вряд ли. Если посмотреть на базу данных результатов теста 3DMark’06, то увидим, что максимальные значения для такого процессора на частоте 3,0 ГГц ограничиваются величиной примерно 17000-18000 марков, независимо от типа используемой видеокарты. Получается, что и результаты видеокарты HD4850 DDR3 должны находиться где-то возле этого уровня, впрочем при разгоне CPU могут быть и несколько выше.

Теперь давайте попробуем оценить производительность видеокарты Radeon HD4850 с памятью типа DDR5. Поскольку от варианта с памятью DDR3 она отличается только типом и частотой используемой видеопамяти, то величина «чистой силы GPU» для нее останется прежней, а вот параметр «с» будет другим.

К сожалению, мы сейчас не видим способа рассчитать этот параметр в случае видеокарт с видеопамятью типа DDR5. Остается лишь сделать прикидки, основываясь на общей тенденции. Давайте еще раз посмотрим на графики изменения величины, обратной параметру «с».

График 16

Зеленая и синяя линии соответствуют значениям, полученным для видеокарт HD3850 DDR3 и HD3870 DDR4. То есть, переход к более быстрому типу памяти приводит к увеличению как абсолютного значения «1/с», так и угла наклона линии, которую они образуют для каждой видеокарты. На этот график мы добавили две линии, которые, как мы предполагаем, могли бы соответствовать видеокартам с видеопамятью DDR5. Крайние точки справа соответствуют рассчитанной ранее «чистой силе GPU» HD4850. Данный момент является самым слабым звеном в цепочке рассуждений, поскольку положение линий выбираются в большой степени произвольно. Мы привели два варианта, вы можете нарисовать свои линии и получить любое число других вариантов.

Для варианта 1 значение параметра «с» у нас получается равным 0,000392. Во втором случае параметр «с» равен 0,000322581.

Однако, несмотря на произвольность такого выбора, все оказывается не так плохо. Давайте попробуем построить графики для двух указанных вариантов так, как мы сделали на графике 13, и сравнить с результатами видеокарты HD3850 DDR3. Получаем следующую картину.

График 17

Поскольку мы рассматриваем видеокарту HD4850 с видеопамятью DDR5, эффективная частота которой предположительно составит 3456 МГц, на этой частоте видеопамяти мы и сделали «срез». В итоге получили следующие результаты – 17000 очков 3DMark’06 для первого варианта расчета, и 15400 очков 3DMark’06 для второго варианта. Как видите, несмотря на разницу в параметрах «с» около 20%, конечные результаты отличаются всего на 10% друг от друга.

Но что интересно еще больше - видеокарта HD4850 с видеопамятью типа DDR3 выглядит гораздо предпочтительнее своей «сестры» с памятью DDR5. Чем-то это все напоминает ситуацию с видеокартами HD2600XT с памятью DDR3 и DDR4, которые показывали очень близкие результаты, хотя частоты видеопамяти номинально отличались довольно сильно. Честно говоря, с трудом верится, что компания AMD решит выпустить видеокарту HD4850 DDR5, которая будет уступать в производительности младшей по рангу «сестре» с памятью типа DDR3. Более логичным выглядит вариант, при котором HD4850 DDR5 несколько опережала бы HD4850 DDR3 при прочих равных условиях, чтобы оправдать усилия маркетологов по продвижению нового типа памяти, да и стоить такая карта должна несколько дороже. Причины расхождений могут быть разные. Вполне возможно, что мы ошиблись в расчетах, или весь подход в целом оказался неверным. Может быть, использованные нами предварительные данные о рабочих частотах новых видеокарт не отражают действительное положение дел. Или же все как раз наоборот. Неслучайно же ходят слухи, что видеокарту HD4850 с памятью DDR3 собирались выпустить несколько позже, чем варианты с памятью типа DDR5.

А пока мы продолжим наши упражнения в предвидении, и попытаемся «просчитать» видеокарту HD4870 DDR5. Из графика 10 следует, что на частоте 850 МГц «чистая сила GPU» видеокарт на базе RV670 будет равна примерно 15000 «попугаям» (в наших условиях тестирования). Давайте умножим это число на два, и получим 30000 «попугаев» для «чистой силы GPU» RV770 на частоте 850 МГц. С параметром «с» опять возникают сложности, если на графике 14 продолжить линию первого варианта для HD4850 DDR5 вправо, то для «чистой силы GPU» равной 30000 очков 3DMark’06, получим значение параметра «с» 0,000232558. Если построить линию, используя эти параметры, то получим следующую картину:

График 18

Эффективная частота видеопамяти у Radeon HD4870 несколько выше, чем у HD4850 DDR5, и равна 3870 МГц. Как видите, по нашим расчетам выходит, что в тесте 3DMark’06 HD4870 не имеет существенных преимуществ над HD4850 DDR5, причем обе видеокарты с памятью DDR5 проигрывают HD4850 DDR3. Впрочем, в реальности такое вряд ли случится.

Если же сравнить наши прогнозы с результатами реальных видеокарт 9800GTX и HD3870, то по сравнению с предшественником на базе RV670 новинки показывают примерно 50% прирост производительности, и примерно на 35% обгоняют 9800GTX. Ну а что касается точности наших прогнозов – время покажет, благо ждать осталось совсем недолго.