Bevezető, a teszt

Bevezető

Az egyik fő téma, ami végigkíséri online újságírói munkásságomat, mindenképpen a CPU-k és a VGA-k megfelelő összepárosításának vizsgálata - népszerű nevén a "kihajcsa-e" kérdéskör. Az egyik oka ennek az, hogy a 3D-s játékokban legfontosabb szerepet játszó két komponens erőegyensúlya folyamatosan változik, legalább annyira a játékok design filozófiájának változásai miatt, mint a hardverek evolúciója okán, ezért ez a téma mindig szolgáltat annyi vizsgálnivalót, hogy évente 1-2 cikk szülessen belőle. A másik oka pedig értelemszerűen az, hogy míg Internet-szerte elképesztő mennyiségű tévhit (népszerű nevén "ökörség") kering a témában, a hardveres online magazinok kevés hangsúlyt fektetnek arra, hogy ezekben a hiedelmekben egy kis rendet vágjanak. Eleve kevesen vállalkoznak ilyen tesztek elkészítésére - ami annyiban nem is meglepő, hogy akár 6 CPU és 6 VGA összekombinálása is 36 tesztsor-futtatást jelent, és "mindössze" 6 VGA + 6 CPU sokkal több panaszkodást szül a fórumokon ("nem értem, hogy maradhatott ki xy"), mint amennyi elégedettséget okoz. Ha pedig mégis megszületik a teszt, akkor jellemzően ugyanazokat a játékokat és ugyanazokat a teszteseteket használja, mint amit az oldal a VGA-teszteknél is alkalmaz - és érzésem szerint ezen a ponton félre bírnak csúszni az eredmények. Tovább nehezíti a helyzetet, hogy nincs definitív válasz arra a kérdésre, hogy mikor megfelelő a VGA kihajtásának a mértéke - mert ha azt a sémát használjuk, amire a legtöbben hivatkoznak, miszerint a CPU sebességének növelése egyetlen tized FPS javulást se hozzon a játékban, akkor egy i7-4770k talán megbirkózik egy HD 6670-es VGA tökéletes kihajtásával. És akkor mindennek a tetejében ott a kognitív disszonancia, amely egyes hardver-tulajdonosokat arra ösztönöz, hogy a saját tapasztalataikon egy kicsit... khmmm... optimalizáljanak annak érdekében, hogy a saját hardverük (jelen esetben CPU) megvásárlását alátámasszák.

Szóval nem egyszerű műfaj ez a CPU-VGA kérdés. Ha valaki a fentiek ellenére is belevág, akkor jellemzően az az eredmény jön ki, hogy 1920x1080-as felbontásban szinte bármilyen (egy GPU-val szerelt) VGA kihajtásához megfelelő sebességű egy 2 mag + hyperthreading felépítésű Intel, vagy egy négymagos (újabban kétmodulos) AMD CPU. Ezzel szemben, ha elég fórumot olvas az ember, és be tudja azonosítani, hogy kinek a szavára lehet adni, akkor az a kép rajzolódik ki, hogy egyeseknél igazolódik a tesztekben is látott kép, másoknál viszont már a középkategóriában sem feltétlen elég a fenti ajánlás, nemhogy a felső régiókban. Ennek egyik oka természetesen a multiplayer játék, amely a sok szereplő és a szinkronizálások miatt jelentősen CPU-igényesebb, mint a single, ezzel szemben ennek a tesztelésére szinte senki sem vállalkozik (egyébként én sem). De itt még nem állunk meg - egyjátékos módban is számos (megbízható) véleményt olvasni, amely szerint egy valódi négymagos CPU installálása jelentős javulást hozott a játékélményben.
Mi lehet ennek az oka? Nos, miután hasonló konfigurációk esetén is adódnak ilyen eltérések, és a kognitív disszonancia faktort is kizártuk, nem marad más, mint a használt játékok és beállítások közötti eltérés. Ezért az első lépés ennél a tesztnél az volt, hogy egy olyan játékmixet állítottam össze, amelyek nagy része tudottan CPU-intenzív, és csak kisebb százalékuk VGA-orientált, mintegy kontroll jelleggel.

Második lépésben pedig, a magánszemélyek megszokottan szűk keretei között mozogva, kellett egy ideális hardver-kollekciót azonosítani, amely teljesítményéből megfelelően általános következtetéseket lehet levonni. Mivel az alaplapom s1155-ös, adta magát az Intel vonal, így a kétmagos Pentiumom mellé egy Core i3 és Core i5 beszerzése volt szükséges. Korábban már röviden vizsgáltam, hogy egy kétmagos (Pentium) és egy négymagos (Core i5) CPU között mekkora különbség van (ld. itt), viszont a Core i3 sebessége a hyperthreading sajátosságai miatt nem interpolálható a két eredményből. Mivel amúgy sem gyakoriak az olyan tesztek, ahol kifejezetten a két mag + HT sebességén van a hangsúly, meg is lett a cikk központi témája - azzal a szemmel fogom az elemzést végezni, hogy mikor elég a Core i3, mikor van szükség a négy fizikai magra, ill. esetleg mikor minősíthető a felokosított kétmagos CPU pénzkidobásnak a Pentiumhoz képest. Lássunk akkor neki!

Hyperthreading Intel módra

A hyperthreadingről dióhéjban

Természetesen a "google hyperthreading" parancsra számos izgalmas olvasmányt találunk a weben a témában, de a teljesség kedvéért álljon itt egy igen rövid összefoglaló.
A hyperthreading (HT) egy végrehajtás-szervezési technika, amelynek lényege, hogy egy "készletnyi" végrehajtó egységhez (az Intel architektúrák esetében egy maghoz) két logikai szálat rendel, amely a processzor az operációs rendszer felé két fizikai magként prezentál. A két szál időosztásban használja a fizikai erőforrásokat, többé-kevésbé egyenlően osztozva rajtuk - egészen addig, amíg valamelyik szálnak várakoznia nem kell (pl. a memóriából előhúzandó adatra), mert akkor rögtön a másik szál kapja meg a vezérlést. Könnyű látni tehát, hogy a HT akkor hatékony, ha a processzoron futó programoknak sokat kell várakozniuk, mert akkor HT nélkül a végrehajtó egységek rengeteget lógatnák a lábukat, míg HT mellett az állásidő nagyjából lefelezhető.
A fentiek ugyan nagyon jól hangzanak, de a HT mégsem lett csodafegyver, mert a végrehajtó egységek állásidejét számos egyéb technika is "támadja" - ezek közül a legjelentősebb az out-of-order végrehajtás, amely az Intel processzoraiban már közel 20 éve jelen van. Ezért az az általános vélekedés, hogy a hyperthreading jó esetben 20-30%-kal tudja megnövelni az átbocsátó-képességet - ha a szoftver jól van optimalizálva, akkor kevesebbel, ha rosszul, akár többel is...
... és vajon a játékok melyik kategóriába tartoznak? Hát persze, hogy nem az elsőbe, legalábbis a többségük. Ezért elméleti síkon nem megalapozatlan az a vélekedés, hogy az i3-as CPU-k számos esetben felérnek az i5-ösökkel, ha játékról van szó. Gyakorlati síkon pedig mindjárt meglátjuk :)

Konfiguráció és tesztmódszer

A tesztek az alábbi konfiguráción futottak:

Miért is pont ezt az öt CPU-konfigurációt választottam? A következők miatt:
- A G2020 2.9 GHz-es órajele nem emelhető, ezért a clock2clock elemzéshez szükség volt egy ilyen sebességgel lefuttatott i3 és i5 tesztsorra is.
- Mivel a Core i3 egyik nagy erőssége a magas órajel, a CPU korrekt megítéléséhez szükség volt egy alapórajeles Core i3 tesztre is. Mivel ezek a processzorok sem OC-képesek, a két futam az i3-mal elég volt.
- A Core i5 lényegesen több variációval rendelkezik, hiszen van turbója, és mivel k-s változatot sikerült szereznem a teszthez, tetszés szerint overclockolható is. A 2.9 GHz-es sebesség mellett az i3-mal való minél jobb összehasonlíthatóság miatt készült egy tesztsor 3.3 GHz-en is, magasabbra viszont nem mentem, mert azok a tesztek már inkább a négymagos CPU sebességének skálázódásáról szóltak volna, ilyen tesztet pedig már csináltam (ld. itt). A 3.3 GHz amúgy az i5-3550 alapsebessége, vagy tekinthetjük úgy is, mint a cikk írásakor leginkább költséghatékony négymagosnak számító i5-3470 turbós sebességét (amikor mind a 4 mag dolgozik).

Itt jegyezném meg, hogy az i3-3225-öt és az i5-3570k-t 04ahgy kolléga bocsátotta a rendelkezésemre - az ő segítsége nélkül ez a teszt nem jött volna létre, óriási köszönet hát neki! :R

A VGA kérdése egyszerűbb - a GTX 660 az nVidia "klasszikus" középkategóriás kártyája volt 1 éve, aki ebben a kategóriában vásárol, nyilván azt is alaposan megnézi, hogy CPU-ra mennyit költ. Annak érdekében viszont, hogy a VGA sebessége ne takarjon el hasznos következtetéseket, a méréseket nem csak 1920x1080-as felbontásban, hanem 1280x720-ban is elvégeztem.
Érdekesség, hogy az egy szál 660-assal végzett mérésből több egyéb VGA-ra is lehet következtetni. AMD oldalon ezt a sebességet a HD 7850 és a HD 7870 "átlagolásával" kapjuk, ezekre a kártyákra egy az egyben érvényesek a cikkben levont következtetések (HD 7850-esből a 2 GB-osra). A felső kategóriát pedig egy trükkel tudjuk idecsempészni: 1280x720-ban a GTX 660 annyi FPS-t teljesít, mint egy 60-70%-kal gyorsabb VGA 1920x1080-ban, a full HD felbontásban mért 660-sebesség pedig azzal egyenértékű, mintha egy 60-70%-kal gyorsabb kártyát 2560x1440-ben mérnénk (bővebben ld. A felbontás és az FPS kapcsolata c. cikkemben). Tehát a felbontások "átváltásával" jó képet kapunk arról, hogy az adott CPU-k mellett mit teljesítene egy olyan VGA, ami 60-70%-kal gyorsabb a GTX 660-nál - nVidia oldalon ez a GTX 770, AMD oldalon pedig a HD 7970 GHz vagy az R9-280x. A konklúzióban erre még visszatérek.

Játékok

Ahogy fentebb írtam, a játékmixet alaposan át kellett gondolni. Végignéztem a korábbi tesztjeimet, meg úgy általában a nagyvilág játékválasztékát, és a következő tesztalanyokat választottam ki:

Anno 2070
Crysis Warhead
Crysis 3
GRID 2
Borderlands 2 (PhysX low)
Borderlands 2 (PhysX high)
Sniper Elite V2
Unigine Valley

Azt gondolom, az első négy játék szereplése nem igényel magyarázatot, mindegyik szereti a komoly CPU-teljesítményt. A Borderlands 2-nél érezhetően számít a CPU, és érdekes módon a GPU által támogatott fizika fokozásakor is, ezért a két teszteset. Végül a Sniper Elite V2 és a Unigine kontrollként került a tesztbe - de hogy ne legyen annyira unalmas a dolog, nem Heaven-t, hanem a Valley-t használtam, ami azért CPU-ban intenzívebb.

Megjegyzés: Gondolkodtam a kisebb teljesítményű konfigurációknál használt régebbi AAA és casual játékok közül néhány bevonásán is, de arra jutottam, hogy nincs értelme, mert a kétmagos Ivy Bridge-dzsel is remekül teljesítenek. (ld. az IGP-kről szóló cikket, ahol referenciaként a G2020 + HD 7770 kombináció szerepel)

Ahogy az utóbbi pár cikkben, most is mellékeltem illusztrációként videokat a játékokhoz - köszönet illeti a videok készítőit! :R

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!