GPU的“噩梦”

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  3DMark Vantage是Futuremark研发的业界首款基于Windows Vista Service Pack1和DirectX 10的游戏性能测试软件。由于不同的PC会因为硬件的不同而产生巨大的性能差异,所以3DMark Vantage主要测试对游戏性能影响最大的CPU和GPU,方式和特点如下:
  1、用不同的项目分类测试GPU和CPU。
  2、在四个不同的测试中涵盖了多种视觉和游戏的特效与技术
  3、用最顶级的硬件为测试提供基准的视觉画面,为不同的图形负载提供指标。
  3DMark Vantage有两项GPU测试,每一项都侧重不同的视觉技术,有两项CPU测试,用于人工智能与物理加速的计算。除此,它还采用了全新的DirectX 10引擎,引擎支持多组动态光源、GPUB拟和高级自定义光照模型等。
  以下是官方建议运行3DMark Vantage的PC配置:
  处理器:推荐性能相当于Core 2 Duo E6600以及Athlon64 X2 6000 的双核处理器或更高
  显卡:必须完全兼容DirectX 10标准的显卡
  显示器:必须是支持1280×1024或更高分辨率的显示器(如果要运行全部预设模式,显示器必须支持1920×1200分辨率)
  内存:推荐2GB
  硬盘:1GB硬盘空间
  操作系统:Windows Vista Service Packl
  3DMark Vantage采用和PCMark Vantage类似的行销策略,分成Free Edition(免费版)、BasicEdition(基础版)、Advanced Edition(高级版)和Professional Edition(专业版)四个版本。其中,Free Edition只能运行一次默认的Performance(效能)测试,并且要联网才能观看测试结果。除了Free Edition之外,其它3个版本之间的区别如下:
  显然,Advanced Edition和Professional Edition可以运行全部各项测试,但Advanced Edition必须联网才能查看测试成绩,Pmfessional Edition则无这方面的限制。
  
  主界面一览
  
  3DMark Vantage的安装非常简单,用户只需运行“3DMark_Vantage_V100_installer.exe”,选择“Express”快速方式安装即可。安装过程当中,安装程序会更新系统的DirectX到最新版本,同时安装“AGEIA PhysX v7.09.13”驱动程序。
  安装完毕后,双击桌面的3DMark Vantage图标,即可启动3DMark Vantage。首次运行3DMark Vantage,会弹出注册页面,这里可以输入三个收费版本所对应的序列号。笔者在此输入Professional Edition的序列号,点击右边的“Register”,即进入3DMark Vantage软件主界面,点击“RUN Benchmark”,将运行2个图形测试项目、2个CPU测试项目和6个功能测试项目,运行完毕后,软件将给出最终得分。
  
  图形测试1——注重阴影贴图的Jare Nash
  在主界面当中,我们可以看到3DMark Vantage的2个图形测试项目分别是“Jane Nash”(Graphics Testl,图形测试1)和“New Calico”(Graphics Test2,图形测试2)。其中,“Jane Nash”测试代表了未来游戏的室内大场景。场景当中包含了复杂的角色配置,包括多种静态物体、多种复杂动态表面物体,此外还有采用PCF过滤的层叠阴影贴图、多重动态光照和复杂的表面光照模。另外,Jane Nash测试使用到分层次渲染步骤,包括对水面折射、水面反射,物理碰撞模拟进行的渲染。
  
  图形测试2——强调光线追踪的New Calico
  “New Calico”场景被安排在了外太空,气势磅礴,主要体现的是大范围的室外场景。场景中的陨石块和行星等处于移动之中。太空环境中的物体外观是不规则的,所以它们的光照反射也是不规则的。另外与Jane Nash”测试不同的是,在“New Calico”大量静止的诸多场景中,几乎都是移动的物体,并使用了各种阴影、局部和全局的光线追踪。
  
  CPU Test11
  3DMark Vantage的CPU Testl主要测试CPU在游戏AI以及物理计算方面的性能。这个测试场景是一个峡谷,峡谷中有很多飞机,飞机必须不断地穿越峡谷中设立的“门”。CPU的作用是为飞机计算飞越门的最佳路径。每架飞机的路线都是独立与随机的,CPU计算出的路径必须符合三个要求:必须按照预先的顺序依次通过几扇门、通过门的尺寸与飞机的物理尺寸相符、飞行中避免与其它飞机相撞。整个计算工作都是并行处理,支持多核心处理器,可以将多核心处理器的计算资源压榨到极致。更决的处理器每秒可以进行更多的相关计算,为飞机制订更加有效率的飞行路线。
  
  CPU Test2
  CPU Test2主要测试处理器在未来游戏当中的物理计算能力。测试场景同样是飞行竞赛,不过飞机穿越门的时候会相撞,然后分成12个碎块朝任意方向飞行。CPU的作用就是对这些过程进行实时的演算。值得注意的是,除了飞机自身由12块组成是个定量外,其它的事件都是随机的,且全部交由CPU进行计算。这个测试利用TAGEIA的PhysX物理加速卡来模拟一个复杂游戏事件中的大量物理内容。随着物理加速卡的出现,这部分功能已经可以交由物理加速卡完成。由于3DMark VantageY持物理加速卡,因此系统中有物理加速卡,这项测试得分会高很多。
  
  Feature Tests
  3DMark Vantage除了Game和CPU测试之外,还包括6个功能测试(Feature Tests)。这6个功能测试的场景比较单一,专注于显卡某方面性能的测试。另外,6个功能测试的得分并不计入3DMark Vantage的最终得分当中,但点击“Option”选项——“Feature Tests”选项,可以选择是否将这6项功能测试加入到整个测试当中。
  1、Feature Test1
  测试显卡的纹理填充率。它从微小纹理当中读取多重纹理坐标,然后绘制出长方形的纹理框架,并且进行纹理坐标旋转和缩放。
  2、Feature Test2
  测试显卡的色彩填充能力。长方形绘图框架的每个角落都使用到动态的色彩通道和Alpha通道,并且采用Alpha混合方式,让插值色彩写入到渲染目标中,且渲染目标采用现今多数HDR渲染输出采用的16-bit浮点格 式。
  3、Feature Test3
  测试显卡的Parallax Occlusion Mapping(视差闭塞贴图)能力。它以俯视角度渲染一个长方形画面,其中的像素着色程序采用Parallax Occlusion Mapping技术,来模拟复杂的几何地形。这个测试采用了非常消耗系统资源的光线追踪操作,并结合深度贴图来决定视角光线、多重光照的几何位置和渲染程度。
  4、Feature Test4
  测试GPU的衣物(Cloth)物理模拟能力。它强调测试显卡的顶点着色、几何着色和流输出能力。
  5、Feature Test5
  测试显卡粒子模拟的生成和渲染能力。测试以顶点模拟的方式执行,其中每个顶点都代表1个粒子。整个测试中包含数十万个粒子,每个粒子都需要进行单独的模拟,并且和高度贴图配合进行。
  6、Feature Test6
  主要通过测试像素着色当中的Perlin Noise(佩琳噪音)功能,来反应显卡的算术计算能力。值得一提的是,佩琳噪音功能在程序式贴图当中扮演重要角色。
  
  四档画质,分类测试
  和3DMark06单一的默认测试设置相比,3DMarkVantage依据不同的画质,提供了四档不同的测试,每个测试产生不同的最终得分。测试者可以轻松地从测试主界面顶部选择。四档预设从低到高分别是Entry(入门)、Performante(性能)、High(高画质)和Extreme(极致画质),预设越高,画质和渲染负荷量越高。
  Entry预设适合测试具备128MB独立显存的DirectX 10整合显卡或独立显卡;Performance预设,适合测试256MB独立显存的中端DirectX 10显卡;High预设适合测试512MB独立显存的高端DirectX 10显卡;Extreme预设适合测试顶级显卡和多GPU显卡。需要注意的是,Extreme预设需要显示器支持1920×1200分辨率。
  针对每个预设,用户可以在“Option”(选项)——“Test option”(测试选项)中单独调节测试的具体参数,比如分辨率、纹理品质、反锯齿和各向异性过滤倍数等。如果使用了AGEIA公司的PhvsX物理加速卡,用户可在“CPU Test2”中关闭/开启PhvsX物理加速卡的选项,即“DISABLE PPU”。另外,3DMark Vantage还集成了Futuremark公司研发的“System Info”组件,用户可查看系统的各个硬件和软件信息。
  这四档预设都能得出3DMark Vantage最终得分,并且在得分数字前冠以字母来代表不同的预设得分。Entry、Performance、High和Extreme的3DMarkVantage最终分数前,分别冠以E、P、H和X字母,比如E7053分、P5420分、H3207分和X2641分。
  
  计算方式
  
  3DMark Vantage最终得分由GPU得分和CPU得分进行加权算术平均值计算而来。每个预设模式得分的计算方法都不尽相同。这就是说,不同预设的3DMarkVantage得分相互之间没有可比性,每个预设的3DMarkVantage得分,只代表这个预设特定类别的性能表现。举例来说,Entry预设的3DMark Vantage得分,不应该和High预设的分数相比。但是,GPU得分和CPU得分却可以跨越不同的预设进行对比,因为这些单项得分,不论预设如何,都采用相同的计算方式。预设等级越高,GPU的分数会越低,因为图形任务量显著增加。而CPU的分数不会受到预置模式的影响,因为预设的是渲染选项,仅会影响图形测试。
  
  实战测试
  
  测试平台
  操作系统:Windows Vista Ultimate SPI 32-bit英文版
  处理器:Intel Core 2 Quad Q6600 oc 3GHz(333×9)
  主板:华硕P5KE WiFi(Intel P35 Chipset)
  硬盘:日立500GB SATA2 7200rpm 16MB缓存
  显卡:ATI Radeon HD 3870×2、Radeon HD 3870、Radeon HD 3850(催化剂8.47 1.1beta);
  NVIDIA GeForce 9800 GX2、GeForce 8800 GT、GeFore 9600 GT(Forceware 175.12beta)
  另外,笔者统一采用High(高画质)预没进行测试。
  总的来说,3DMark Vantage在High(高画质)预设下的测试总分、GPU得分、Game Testl和Game Test2的测试结果并没有任何悬念,得分从高到低依次是GeForce 9800GX2、Radeon HD 3870×2、GeForce8800 GT、Radeon HD 3870、GeForce 9600 GT和Radeon HD 3850。但在功能测试2一色彩填充测试当中,Radeon HD 3870反超GeForce 8800 GT,领先幅度为11.1%;在功能测试4-GPU衣物模拟测试当中,单GPU的GeForce 8800 GT反超双GPU的Radeon HD3870×2,领先幅度为6.3%,同时,GeForce 9600 GT测试得分也领先Radeon HD 3870大约70%;在功能测试5-GPU粒子测试当中,Radeon HD 3870×2反超GeForce 9800GX2,领先幅度为27.6%,并RGeForce9600GT异军突起,不仅领先Radeon HD 387065.2%,也领先GeForce 8800 GT大约8.02%。
  
  写在最后
  
  和每代3DMark一样,3DMark Vantage也把当下的图形硬件的性能压榨到极致。六款DirectX 10显卡在3DMark Vantage的High(高画质)测试结果,也基本和它们在DirectX 10游戏当中的性能表现相互吻合。但需要注意的是,3DMark Vantage在支持DirectX 10的同时,改革了测试方法,按照画质的高低提供了四个预设档给用户选择。这种预设一方面类似于电影分级制度,可以让3DMark Vantage适合更广泛的图形硬件,物尽其用,但是这种“分级制度”在短时间可能会有一定弊端。比如,GeForce 9600 GT在“High”下的得分只有2309分,但经笔者测试,其在“Performance”得分可接近4000分。这种双重分数,可能会让部分不熟悉3DMark Vantage的消费者在选购显卡的时候感到无所适从。不过这从一个侧面更加说明GeForce 9600GT定位中端的事实,因此它在“Performance”下分数更高,而在“High”分数较低。有鉴于此,笔者建议消费者在购买显卡时,有的放矢,中低端显卡的性能可参照“Performance”和“Entry”下的成绩,中高端以及顶级显卡可参照“High”和“Extreme”的成绩。因此,不同性能级别的显卡不要过分横向比较,不同预设档下的测试成绩没有太大的参考价值。但另一方面,倘若同一级别的两款显卡在不同的预设档下的分数分别领先对方,那么此时应该如何来评判两款显卡的性能呢?以GeForce 8600 GT与Radeon HD 3650这两款中低端显卡为例,假设前者在“Performance”模式下领先后者,但却在“Entry”模式下不敌后者。笔者认为,如果出现这样的情况,则说明GeForce 8600 GT更适合追求游戏画质的用户,而Radeon HD 3650则较适宜在乎游戏速度的用户。
  另外,笔者对3DMark Vantage没有内建画质对比功能比较遗憾,在不同显卡得分接近甚至相同的情况下,对比同一帧下的厕质是判断显卡整体性能高低的有效方法。而《战争机器》、《Crysis》、《生化奇兵》、《刺客信条》等DirectX 10游戏均具备了这样的功能。因此3DMark Vantage的这个缺失对玩家来说,比较遗憾。
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