Как зависит FPS от разрешения экрана: проверяем от HD 720p до 4K UHD
28-05-2020
Судя по статистике нашего региона, у большинства пользователей дисплеи с разрешением 1920 x 1080. Поэтому львиную долю тестов видеокарт мы делаем именно в FHD. Реже в QHD и 4K UHD. Последнее больше касается топовых акселераторов.
Но под нашими видео вы часто просите протестировать тот или иной видеоускоритель в 900p или даже 720p. Мы очень любим нашу аудиторию и прислушиваемся к ней. Но, к сожалению, при всем желании на это попросту не хватает ни времени, ни свободных рук. И этим материалом мы попробуем пролить свет на данную тему.
Напомним, что разрешение монитора – это количество пикселей по ширине и высоте экрана. И чем это значение выше, тем больше объем данных обрабатывается вашей видеокартой. Теоретически, зная площадь отрисовки, можем прикинуть итоговую производительность при смене разрешения. Например, для FHD умножаем 1920 х 1080, а для HD – 1280 х 720. Делим результаты и получаем коэффициенты роста и уменьшения производительности. В данном случае это 2,25 и 0,44 соответственно.
Но это только в теории. Ведь видеокарта не только раскрашивает точки, но и налаживает текстуры, просчитывает тени, различные фильтры и эффекты, а также делает реалистичное освещение, отражения и многое другое. В таком случае ей нужно оперировать большими массивами данных. И тут важную роль играет не только центральный процессор, но и пропускная способность внешних и внутренних шин, объем и скорость видеопамяти, оперативки и даже накопителей. Поэтому мы решили все проверить на практике.
Для этого собрали производительный стенд без явных узких мест. За основу взяли процессор Ryzen 7 3700X – 8-ядер 16-потоков на скорости 3,6-4,4 ГГц должно хватить с запасом для любых проектов.
За его охлаждение отвечает 2-секционная СЖО NZXT Kraken X53. Она получила алюминиевый 240-мм радиатор, который увеличен в толщине до 30 мм против привычных 27. Длина соединительных шлангов составляет 400 мм. Они достаточно гибкие и облачены в тканевую оплетку, а на противоположном конце находятся поворотные фитинги.
Видеокарта у нас одна из самых быстрых игровых решений – ASUS ROG STRIX GeForce RTX 2080 Ti.
Материнская плата – мегафункциональная и надежная – MSI MEG X570 GODLIKE формата EАТХ.
Для чипов Matisse компания AMD рекомендует использовать оперативную память с частотой 3600 МГц. В нашем случае это набор CORSAIR VENGEANCE RGB PRO 16GB DDR4-3600. 16 гигабайт должно хватить для любых игр и настроек.
Дисковая подсистема представлена парой быстрейших NVMe-накопителей. Операционка и часть игр установлены на терабайтный ADATA XPG SX8200 Pro. Он построен на чипах Micron TLC 3D NAND второго поколения, имеет тонкий черный радиатор и интерфейс PCI Express 3.0 х4.
Все остальное поместилось на двухтерабайтный Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCI Express 4.0 х4.
За качественное и бесперебойное питание отвечал SeaSonic PRIME TX-750 TITANIUM на 750 Вт. Он имеет сертификацию 80PLUS Titanium и перечень всевозможных защит, не говоря уже о всех необходимых коннекторах.
Упомянутые «железки» без проблем разместились в корпусе-трансформере RIOTORO GPX100 MORPHEUS. Он имеет полностью модульную конструкцию: все панели и лоток материнской платы могут менять высоту. В зависимости от сценария можно получить Midi Tower с восемью слотами расширения или Mini Tower с пятью.
Качественную картинку обеспечил «безрамочный» 27-дюймовый Ultra HD-монитор AOC U2790PQU. Захват видео происходил с помощью внешний системы с AVerMedia Live Gamer Portable 2 Plus.
Перед самим тестом хочется напомнить несколько важных моментов! Во-первых, использовались проекты со встроенными бенчмарками производительности, что дает хорошую повторяемость результатов. Во-вторых, все игры запускались на минимальных и максимальных настройках графики в пяти разрешениях: 1280 × 720, 1600 × 900, 1920 × 1080, 2560 × 1440 и 3840 × 2160. И в-третьих, все прогонялось по три раза и бралось среднее значение, дабы уменьшить погрешность измерения.
Переходим к тестам. Начнем с минималок. В Assassin’s Creed Odyssey переход с 1080p к 900p и 720p лишь немногим увеличивает среднюю скорость. Но в последнем случае ощутимо улучшается статистика редких событий. В 1440p и 2160p производительность падает на 20% и 30% соответственно.
В Borderlands 3 похожая картина: уменьшение разрешения добавляет лишь несколько кадров к итоговым результатам. Любопытно, что в QHD FPS снижается незначительно. А вот в 4K UHD средняя скорость упала больше чем на 40%.
В Gears 5 переезд с FHD в более низкие разрешения дает плюс 3-6 FPS. В QHD количество кадров слегка уменьшается, причем 1% Low больше. Забегая вперед: в этой игре мы получили наименьшее падение показателей для 4K UHD среди всех протестированных проектов.
В Metro Exodus понижение разрешения добавляет 1-2 кадра/с к средней скорости. Переход в 1440p отнимает каких-то 3 FPS. Во всех случаях статистика редких событий без изменений. А вот в 2160p падение производительности составляет уже внушительные 30%.
В Red Dead Redemption 2 уменьшение разрешения поднимает показатель 1% Low на 3-6 кадров/с. По средней скорости разница еще менее заметна. В QHD показатели уменьшаются на 14%. Переход в 4K UHD снижает производительность более чем на 45%.
В The Division переход с 1080p к 900p и 720p добавляет максимум 7-8 FPS. Разница с 1440p практически незаметна. А вот в 2160p показатели падают на 16-25%.
В World War Z уменьшение разрешения дает буст в 2-13 FPS. В QHD получаем минус 11 кадров/с. В 4K UHD статистика падет более чем на 25%.
В среднем на минималках по 7 играм переход с FHD к HD+ улучшает статистику на 1-2%. Используя HD-разрешение, можно рассчитывать на дополнительные 3-5% FPS. Переход в QHD снижает производительность на 7%, как по средней скорости, так и по редким событиям. А вот в 4K UHD показатели падают на 26-30%.
В теории мы должны были получить линейное изменение производительности. Но на деле все не так красиво. Хотя по мониторингу ресурсов хватает, но мы не исключаем, что уперлись в какой-то из компонентов системы. А может где-то и в ограничение игровых движков или API.
Да, в реальности никто из обладателей мощной видеокарты не будет играть с минимальными настройками графики. Поэтому переходим к максималкам.
В Assassin’s Creed Odyssey переход в 900p не приносит никаких дивидендов. 720p добавляет сверху 7 FPS. Повышение разрешения более ощутимо бьет по производительности. И если в 1440p скоростные показатели падают на 2-9 кадров/с, то в 2160p разница доходит до 35%.
В Borderlands 3 уже веселее: снижаем разрешение и получаем дополнительные 7-30 кадров за секунду. В QHD скорость падает на 21-28 FPS. Переход в 4K UHD отнимает до 60% FPS.
В Gears 5 низкие разрешения приносят бонус до 8 кадров/с, а сверхвысокие – «кушают» от 14 до 48 FPS.
В Metro Exodus понижение разрешения добавляет к средней скорости 6-11 FPS. Очень редкие события остаются без изменений. В 1440p статистика падет на 2-11 кадров/с. В 2160p скоростные показатели снижаются максимум на 42%.
В Red Dead Redemption 2 при HD+ и HD-разрешении получаем сверху до 6-13 FPS. Переход в 2K и 4K снижает производительность на 11-46%. Причем больше просаживается показатель 1% Low.
В The Division 2 снижение разрешения благоприятно сказывается на скоростных показателях. В 900p получаем дополнительные 24 FPS, а в 720p – более 30. Переход в 1440p чреват потерей до 37 кадров/с. В 2160p показатели падают максимум на 60%.
В World War Z переход в HD+ улучшает среднюю скорость лишь на пару кадров, зато к статистике редких событий прирастает 9 FPS. В HD получаем плюс 16-23 кадра/с. Использование QHD «съедает» 19-39 FPS. В 4K UHD разрыв доходит до 56%.
Суммарно на максималках по 7 играм: переход с 1080p до 900p обеспечивает бонус 5-10%, а в 720p средний рост производительности составил 9-17%. При использовании 1440p скоростные показатели падают на 13-19%. С 2160p статистика уменьшается на 41-48%. Как видите, разрыв увеличился, но все так же нелинейно.
Теперь попробуем проверить полученные результаты на живых геймплеях с максимальным пресетом графики.
Начнем с Control без лучей. В Full HD получаем в среднем 144 FPS и показатель 1% Low на уровне 85 кадров/с. Теоретически, если мы перейдем в HD, то должны получить 134 и 95 FPS. На деле имеем среднюю скорость 171 кадр/с, а редкие события в 115 FPS.
В Call of Duty Warzone получаем в среднем 172 FPS и показатель 1% Low в районе 128 кадров/с. Пользуясь расчетами, для 2160p должно быть 89 и 76 FPS. Что же на практике? Средняя скорость 78 кадров/с, а редкие события 68.
Попробуем Doom Eternal. В FHD получаем в среднем 187 FPS и 1% Low 146 кадров/с. При переходе в 4K UHD должны получить 97 и 105 FPS. В реальности средняя скорость 94 кадра/с и редкие события 79.
Need for Speed: Heat выдает в среднем 98 FPS и 1% Low 70 кадров/с. Теоретически в 900p должны получить 108 и 74 FPS. На деле скоростные показатели выросли лишь на 1 кадр/с.
В Resident Evil 3 средняя скорость составляет 257 FPS с просадками до 145. Согласно расчетам, в 720p мы получаем 301 и 158 FPS соответственно. В реальности средняя скорость достигает 263 кадров/с, а редкие события – 148. А что там в 1440p? По подсчетам будет 207 и 126 FPS, а на деле 182 и 124 кадра/с.
Как видите, итоговый FPS далек от теории. Поэтому сделать тесты в Excel не получится. Напоследок посмотрим, как обстоят дела с более слабыми видеокартами.
Начнем с PowerColor Red Dragon RX 5600 XT с 6 ГБ GDDR6-памяти. Она предлагается с ускоренным BIOS, который чуточку увеличивает частоты GPU, а эффективная скорость памяти достигает 14 ГГц. Также она имеет 6-фазную подсистему питания GPU под управлением цифрового контроллера.
За охлаждение внутренних компонентов отвечает фирменный 2-вентиляторный кулер. Пассивная его часть представлена алюминиевым радиатором на пяти 6-мм тепловых трубках. На обратной стороне приютилась пластина жесткости.
В Assassin’s Creed Odyssey на максималках в FHD получаем 39-58 FPS. Понижение разрешеня несущественно поднимает итоговую скорость. В сверхвысоких разрешениях теряем от 9 до 32 кадров/с.
Borderlands 3 со средним пресетом графики в 1080p выдает 100-121 FPS. В 900p получаем сверху 13-22, а в 720p – 17-41 кадр/с. Повышение разрешения отнимает максимум 34 и 76 FPS.
Red Dead Redemption 2 на средних настройках в Full HD получаем 40-62 FPS. Переход в более низкие разрешения накидывает максимум 11 и 21 кадр/с. Повышение разрешения съедает 13-31 FPS.
В среднем переход с FHD к HD+ улучшает статистику на 11-14%. В HD можно рассчитывать на дополнительные 19-24% FPS. Переход в QHD снижает производительность на 24-25%. А вот в 4K UHD показатели падают на 50-56%.
Теперь попробуем проверить это на живых геймплеях с максимальным пресетом графики.
В Shadow of the Tomb Raider получаем в среднем 85 FPS и показатель 1% Low в районе 73 кадров/с. Считаем: переход в HD должен поднять скоростные показатели до 102 и 87 FPS. На деле имеем 117 и 71 кадр/с. Теоретически в QHD можем получить 64 и 55 FPS, но в реальности – 58 и 54 кадра/с.
Resident Evil 3 с профилем «Приоритет графика» выдает 142 FPS в среднем и очень редкие события 99 кадров/с. Если посчитать, то переход в 2160p сулит нам 62 и 50 кадров/с. Но на практике получается 47 и 38 FPS.
Теперь погоняем SAPPHIRE PULSE RX 5500 XT с 4 ГБ GDDR6-памяти. Она имеет небольшой разгон GPU с 1717 до 1737 МГц. Кулер – хорошо знакомый двухслотовый Dual-X. Он включает в себя алюминиевый радиатор на трех никелированных тепловых трубках и пару осевых вентиляторов. Обратная сторона печатной платы прикрыта пластиной жесткости.
В Assassin’s Creed Odyssey на максималках в Full HD получаем 24-35 FPS. Переход в более низкие разрешения добавляет максимум 11 кадров/с. И если в 2K еще кое-как можно поиграть, то в 4K мы теряем до 24 FPS и геймплей превращается в слайд-шоу.
В Gears 5 на ультрах в 1080p имеем 40-56 кадров/с. В 900p и 720p средняя скорость поднимается до 70 и 85 FPS, а просадки – до 52-59. Для 1440p получаем 28-39 кадров/с. В 2160p статистика опускается ниже плинтуса.
И, наконец, World War Z на максималках. В FHD наблюдаем 62-84 FPS. Переходим в более низкие разрешения и получаем максимум 105 и 135 кадров/с. В QHD имеем 42-52 FPS. А в 4K UHD – 21-25.
Итог по трем играм: переход с 1080p до 900p обеспечивает бонус в 20-22%. В 720p средний рост производительности составил 34-48%. В 1440p скоростные показатели падают на 29-31%. С 2160p статистика уменьшается на 73%. Как видите, чем слабее видеокарта, тем сильнее меняется производительность от смены разрешения.
Ну и проверка на живых геймплеях.
Call of Duty Warzone на максималках в Full HD выдает 60-74 FPS. Если посчитать, то в 4K UHD должны получить 16-20 кадров/с. В реальности имеем 40-50 FPS.
Overwatch с эпическим пресетом работает на скорости 118-130 кадров/с. Теоретически в 2160p мы будем наблюдать 32-35 FPS. На деле статистика держится в диапазоне 39-43 кадров/с.
Итоги
В теории смена разрешения сулит нам линейный рост или падение производительности. На деле все далеко не так красиво и есть свои нюансы. Если взять топовый видеоускоритель, например, RTX 2080 Ti, то переход с FHD в HD+ дает средний буст 5-10%. Однако разброс достаточно большой – от 1% до 18% по средней скорости и от 0% до 9% по редким событиям. Со сверхвысокими разрешениями похожая картина: в среднем переход c 1080p к 2160p грозит падением производительности на 41-48%. Но если посмотреть на отдельные проекты, то в одних средний FPS падет на 35%, а в других – сразу на 60%. Тоже самое касается показателя 1% Low – от 19% и до 57%.
Если же видеокарта заметно слабее, например, Radeon RX 5500 XT, да еще и с 4 ГБ видеопамяти, то переход с 1080p до 900p выдает бонус в 20-22%, а к 720p – 34-48%. При использовании 1440p скоростные показатели падают на 29-31%, а в 2160p уменьшаются на 73%. Именно в таких пределах следует оценивать изменение производительности в зависимости от разрешения экрана.
При этом на конечный результат влияет не только видеокарта, но и остальные компоненты системы. Мониторинг не всегда корректно может указать на слабое место. К примеру, у нас многоядерный процессор, а игра некорректно параллелится и затык в одном потоке может тормозить все. Но мониторинг нигде не показывает загрузку под сотку. А в том же API Vulkan нереально увидеть полное использование GPU, опираясь на текущие средства мониторинга.
Автор: Виктор Ефименко
Опубликовано : 28-05-2020
Подписаться на наши каналы | |||||