Тесты масштабируемости PCI Express и CrossFire: насколько хорош чипсет Intel P55? – THG.RU

Введение

Мы уже неоднократно слышали от наших читателей, что платформа LGA 1156, которая обеспечивает 16 линий PCI Express (PCIe) 2.0 от интегрированного контроллера CPU, является ничем иным, как продуктом широкого потребления для геймеров, которые используют, максимум, одну видеокарту. Медленный интерфейс DMI, связывающий CPU с чипсетом P55 Express PCH на пропускной способности PCIe x4 явно не помогает платформе раскрыть свой потенциал производительности, в результате чего возникает немало вопросов по поводу добавления Intel процессора Core i7-870 в новую линейку, который стоит $540 и является одной из трёх моделей, представленных в момент объявления Lynnfield. Конечно, вряд ли кто-то будет устанавливать столь дорогой компонент на материнскую плату для массового рынка. Но, как посчитала Intel, подобную возможность всё же будут использовать многие сборщики.

Как показали наши тесты, процессор Core i7-870 действительно является замечательной (пусть и дорогой) моделью, чья производительность на такт может конкурировать с процессорами LGA 1366, ускорение Intel Turbo Boost реализовано лучше, среднее энергопотребление ниже, а разгон новый процессор обеспечивает до 4,3 ГГц при воздушном охлаждении. Все эти улучшения достаточно хороши, чтобы мы не переставали вопрошать себя, не являются ли новые процессоры Core i5 и Core i7 из семейства Lynnfield “волками в овечьей шкуре”?

Насколько серьёзным можно считать ограничение по 16 линиям PCIe? Достаточна ли будет разница в производительности между восемью и 16 линиями, чтобы забыть о поддержке CrossFire в качестве одной из привлекательных функций платформы, как считают некоторые читатели? Будет ли слот x4, часто добавляемый к материнским платам X58 за $200, лучше работать, чем такой же слот у материнских плат на P55 по схожей цене?

Все эти вопросы, конечно, актуальны, поэтому мы начнём ответы на них с исследования производительности слотов, сравнив возможности слотов x4, x8 и x16 на платформе P55 Express и на платформе X58 Express, которая вышла раньше. Мы немало потрудились над тем, чтобы все остальные параметры при оценке производительности были одинаковые, что вы можете видеть по таблице конфигурации.

Тестовая конфигурация

Мы уравняли производительность процессоров LGA 1156 Core i7-870 и LGA 1366 Core i7-920, используя множитель 20x, базовую частоту 200 МГц и отключив поддержку Turbo Mode или C-состояний, которые в противном случае могли бы повлиять на результаты нашего тестирования.

Благодаря сходству между кулерами Cogage True Sprit и Thermalright MUX-120, последний потребовал только смену пластины при переходе с процессора i7-870 на i7-920. Впрочем, для поддержки большего напряжения i7-920 потребовался более скоростной вентилятор.

Мы использовали один из двух наборов хорошо разгоняемой памяти Kingston, чтобы обе платформы работали в двухканальном режиме. Одинаковая конфигурация систем очень важна, чтобы разница в производительности была связана только с разными режимами работы слотов.

Diamond Multimedia выслала в нашу лабораторию три видеокарты, которые мы использовали для проведения всех тестов.

Благодаря 36 линиям на северном мосту, материнские платы на X58 обычно обеспечивают набор интерфейсов x16/x16/x4 или x16/x8/x8, что зависит, главным образом, от цены. У недорогих материнских плат обычно отсутствуют переключатели линий для поддержки режима x8 или x16 на втором слоте, а у более дорогих материнских плат обычно нет слота x4 в соответствующем положении для установки видеокарты. Поэтому для получения пропускной способности x4 на нашей материнской плате x16/x8/x8 потребовался дополнительный изолятор, что мы уже использовали раньше.

Тесты и настройки

Результаты тестов масштабируемости PCIe

3DMark и Crysis

Тест 3DMark синтетический, поэтому он часто сильнее реагирует на чистую вычислительную мощность, чем на другие характеристики, такие как пропускная способности памяти и время отклика, которые могут оказывать влияние на реальные игры.

Мы не наблюдаем особой разницы по производительности между слотами x8 и x16, хотя слот X58 PCIe 2.0 x4 явно обходит по производительности версию на P55 с пропускной способностью 2,5 GT/s.

Всю разницу в производительности, которую мы обнаружили по системным баллам 3DMark, можно увидеть и по результатам GPU.

В Crysis играют немногие, однако данная игра всё равно остаётся весьма тяжёлой для современных видеокарт – она превратилась в своего рода промежуточное звено между более популярными играми и чистыми синтетическими тестами. Подобно 3DMark, игра демонстрирует только небольшое падение при переходе с режима x16 на x8, и вместе с тем интерфейс x4 X58 с пропускной способностью 5,0 GT/s даёт серьёзный отрыв по сравнению с версией P55 на 2,5 GT/s.

Включение сглаживания (AA) приводит к тому, что разница между пропускной способностью слотов становится ещё более заметной, но ни один из режимов не даёт идеально плавную игру (выше 40 fps), даже с очень быстрой видеокартой Radeon HD 5870 и 4,0-ГГц процессором Core i7.

Far Cry 2 и H.A.W.X.

Начиная с Far Cry 2, большинство читателей наверняка заметят, что материнская плата EVGA P55 SLI побеждает модель X58 SLI в режиме x16. Это отнюдь не преимущество технологии P55, но доказательство того, насколько хорошо EVGA продвинулась вперёд как производитель материнских плат после выпуска более раннего продукта. Обе материнские платы мы выбрали за превосходную раскладку, но мы надеемся, что обновление BIOS решит не такие большие проблемы с производительностью X58 SLI.

Far Cry 2 прекрасно демонстрирует низкую производительность слота x4 P55, но, как и в предыдущих тестах, игра показывает незначительное падение производительности при переключении из режима передачи с x16 на x8.

В отличие от Far Cry 2, недостаток слота x4 чипсета P55 чуть меньше чувствуется в H.A.W.X. после включения AA.

Clear Sky и World In Conflict

Тест S.T.A.L.K.E.R. Clear Sky демонстрирует падение производительность чуть меньше среднего при снижении пропускной способности, хотя слот x4 у P55 по-прежнему является слабым местом.

Добавление AA усиливает разницу, слот x4 у P55 “убивает” 45% производительности видеокарты в самом высоком разрешении.

Большинство пользователей не ощутят разницу между режимами передачи x16 и x8 в игре World in Conflict, да и разница будет не так велика при использовании слота x4 на материнской плате X58. С другой стороны, использование слота x4 чипсета P55 приводит к серьёзному падению производительности.

Анализ масштабируемости PCIe

В идеальном мире платформы P55 и X58 давали бы идентичную производительность при установке одиночной видеокарты в режиме x16. В принципе, у чипсета P55 Express есть теоретическое преимущество из-за интегрированного в процессор контроллера PCIe, хотя наше предыдущее тестирование показало, что данное преимущество остаётся, по большей части, именно теоретическим. Всё дело в том, что небольшая разница в режиме x16, которую мы смогли обнаружить, связана с тем, что материнская плата на X58 показала себя чуть хуже в раннем обзоре, чем модель на Intel P55 в более позднем обзоре.

Если принять во внимание разницу в производительности, связанную с конкретным экземпляром платы, то единственные значимые изменения – это небольшое падение производительности около 4% при переходе с передачи PCIe 2.0 x16 на x8, среднее падение около 11% при переходе с режима x16 на x4 (“оставшиеся” четыре линии PCIe 2.0 чипсета Intel X58) и довольно существенное падение 30% при использовании четырёх линий с пропускной способностью 2,5 GT/s у чипсета P55 Express PCH.

Конечно, разница в 4% не способна “похоронить” впечатление от игры, однако она будет довольно существенной при сравнении производительности, например, наших сборок для геймера. Впрочем, у нас ещё есть технология CrossFire. Нам было интересно посмотреть, как эта разница в 4% может повлиять на конфигурацию с несколькими видеокартами, поэтому мы решили провести тесты режимов с двумя и тремя GPU CrossFire/CrossFireX.

Результаты тестов масштабируемости PCIe CrossFire

3DMark и Crysis

3DMark демонстрирует ужасные последствия от установки высокопроизводительной видеокарты в слот с низкой пропускной способностью, поскольку две видеокарты Radeon HD 5870 постоянно обходят конфигурацию 3-way на P55.

Да, 3DMark – полностью синтетический тест, который не так наглядно показывает нам, насколько плохим добавлением может стать установка третей видеокарты в режим x4. Для этого можно посмотреть на результаты самой сложной игры в нашем арсенале – Crysis.

Три видеокарты показывают себя хуже двух при работе на чипсете P55. Но также обратите внимание, что две видеокарты работают с чипсетом Intel X58 намного лучше, чем с P55 в тестах Crysis. Этот феномен явно можно связать с ограничением пропускной способности слотов x8 в режиме CrossFire, хотя, как нам кажется, он будет проявлять себя только в играх, очень сильно чувствительных к пропускной способности.

Чипсет X58 продолжает лидировать на очень высоких настройках и со сглаживанием 4x AA, по крайней мере, пока мы не доберёмся до разрешения 2560×1600. Впрочем, мы наблюдали проблемы с самым высоким разрешением и настройками на массивах из нескольких видеокарт и раньше, так что аномалию можно смело игнорировать.

Far Cry 2 и H.A.W.X.

Результаты Far Cry 2 можно назвать почти что противоположными результатам Crysis, третья видеокарта добавляет производительности в самом высоком разрешении даже при работе на P55. Две видеокарты на X58 всё равно побеждают эту конфигурацию, хотя данная материнская плата X58 работает примерно на 0,5% медленнее, чем данная материнская плата P55.

Добавление детализации и сглаживания в Far Cry 2 приводит к тому, что конфигурация на трёх видеокартах P55 выглядит лучше, чем оба решения на двух GPU, что, опять же, противоположно нашим результатам Crysis. Да, превосходство всё равно наблюдается у X58.

Как и в случае Far Cry 2, H.A.W.X. получает больше производительности от третьего GPU, чем теряет от малой пропускной способности P55. Однако нельзя сказать, что дополнительная пропускная способность не помогает, поскольку конфигурация на трёх видеокартах с чипсетом Intel X58 остаётся существенно быстрее.

Clear Sky и World In Conflict

Пока что мы видели, что добавление третьей видеокарты к медленному слоту x4 чипсета P55 может как увеличить, так и понизить общую производительность в зависимости от того, какая пропускная способность нужна данной игре. S.T.A.L.K.E.R. обычно давала преимущество большей производительности GPU, в результате чего три видеокарты на P55 располагаются между конфигурациями с двумя GPU и тремя видеокартами на Intel X58.

Только на самой высокой тестовой настройке третий слот P55 со слабой производительностью становится серьёзной помехой для графической производительности, и конфигурация на чипсете Intel P55 с тремя GPU падает ниже двух GPU на X58 только в данной настройке. Три видеокарты на Intel X58 продолжают демонстрировать своё превосходство.

Игра World in Conflict демонстрирует схожую картину производительности между конфигурациями на двух GPU X58 и трёх GPU P55 при самых простых настройках, но при увеличении детализации, добавлении сглаживания и анизотропной фильтрации мы видим, что производительность становится выше у большего числа GPU. В любом случае, высокая пропускная способность приводит к лидирующей позиции X58.

Анализ масштабируемости PCIe CrossFire

Две видеокарты в конфигурации CrossFire обычно давали платформе Intel P55 производительность почти на том же уровне, что и в случае платформы Intel X58, но при добавлении третьей видеокарты мы наблюдали смешанные результаты. Плохая пропускная способность третьего слота P55 приводила к тому, что производительность конфигурации на трёх GPU снижалась в некоторых играх, падая ниже скорости с двумя GPU и иногда даже ниже одной видеокарты. Впрочем, когда мы учли некоторые более успешные тесты, то на диаграмме средней производительности мы уже не наблюдаем подобной слабости.

Если посмотреть на средние результаты на диаграмме выше, то добавление третьей видеокарты увеличивает производительность на платформе P55 почти на 8%. Впрочем, тот факт, что в некоторых играх производительность при этом падает, а в других никакого преимущества не наблюдается, приводит к тому, что мы никогда бы не стали рекомендовать платформу P55 PCH для установки третьей видеокарты в CrossFire или SLI. Более того, платформа Intel X58 получает прирост 25% от добавления третьей видеокарты, и при этом никаких проблем с производительности не наблюдается за исключением известной ошибки “2560×1600 плюс AA” на конфигурациях с несколькими видеокартами в Crysis, которая наверняка связана с тем, что у видеокарт не хватает видеопамяти.

Мы вновь видим, что наша материнская плата X58 оказалась чуть медленнее нашей модели P55, что видно по тестам одиночных видеокартах, и мы вновь обратились к предыдущему обзору, чтобы убедиться, что разница ограничена конкретной моделью материнской платы. Впрочем, хотя выбранная нами материнская плата чуть медленнее, чем многие другие, конфигурация CrossFire на двух GPU даёт на 4% лучшую производительность, чем на P55 с теми же видеокартами.

Заключение

Наша статья началась с вопроса, достаточно ли процессоров Intel Core i5 и Core i7 на основе Lynnfield вместе с платформой Intel P55, которая их сопровождает, для конфигурации CrossFire. И ответ будет таков: иногда достаточно.

Результаты показывают, что слот PCIe x8 даёт на 4% меньше производительности при установке самой быстрой видеокарты с одним GPU, и эти же результаты говорят о дефиците производительности 4% в CrossFire. Конечно, падение производительности на 4% нельзя назвать ужасным, да и менее скоростные видеокарты наверняка покажут меньшее ухудшение. Однако эти результаты не должны отговаривать пользователей от использования процессора LGA 1156 вместе с одной видеокартой, оснащённой двумя GPU, поскольку ограничение интерфейса x16 у видеокарты соответствует таковому у процессоров под LGA 1366.

Менее удивила нас ужасная производительность слота x4 PCIe, доступного на многих материнских платах P55 через чипсет. Линии PCIe чипсета поддерживают пропускную способность только поколения 1.1 независимо от маркировки PCIe 2.0, что приводит к падению производительности на 26% даже по сравнению со слотом x4, доступным на материнских платах X58 со схожей ценой. Слот может использоваться для добавления видеокарты, но только в случаях, если вы планируете задействовать её для маломощных применений, таких как выделенный процессор PhysX или расширение рабочего стола в 2D.

Возможно, мы ответили на самый проблемный вопрос: должны ли мы забыть о платформе P55 в нашей последней сборке за $2500? Да, конечно, мы должны забыть об Intel P55. Разница в 4% не очень существенна для повседневного компьютера, но она является серьёзным препятствием для таких соревнований, как наши сборки игровых ПК.

Что осталось в итоге? Мы пока не исследовали вопросы, насколько хорошо материнская плата X58 со слотами x16/x16/x4 покажет себя по сравнению с сегодняшним образцом x16/x8/x8; сможет или нет PCIe-концентратор, подобный NF200, помочь P55 справиться с дополнительными видеокартами; насколько сильно материнская плата P55 в режиме x8/x8 будет вредить паре видеокарт с двумя GPU, таких как Radeon HD 5970. У нас в лаборатории не было соответствующего “железа”, чтобы ответить на все эти вопросы, но мы будем учитывать ваше мнение при сборке и тестировании следующих систем, чтобы, по крайней мере, рассмотреть некоторые поставленные вопросы.