Вступление
В качестве подготовки к тестированию:
- определи набор программного обеспечения, востребованный архитекторами и 3D визуализаторами в нашем бюро;
- подобрали бенчмарки для тестирования и определения производительности компьютера в данных программах;
- утвердили из данных бенчмарков список тестов, с одной стороны наиболее актуальных для задач в нашем бюро, с другой стороны позволяющих отследить влияние компонентов компьютера на его производительность;
- удостоверились насколько воспроизводимы результаты из данного списка тестов на одном и том же компьютере, и насколько им можно доверять;
- протестировали 73 конфигурации, каждая в 12 бенчмарках (в 183 уникальных тестах), что с учётом повторов для усреднения результатов составило ! 39785 теста;
- все конфигурации тестировались при разрешении экрана 1920х1080 (Full HD).
Сравнение производительности различных поколений компьютеров
Ниже представлена сводная таблица сравнения производительности различных конфигураций, где:
i7-12700KF - модель процессора (CPU);
Q4'21 - дата выпуска процессора (4й квартал 2021 года);
3.6;2.7/5.0;3.6GHz - базовая/максимальная тактовые частоты ядер Performance-core;Efficient-core;
8+4/16+4 - количество ядер Performance-core+Efficient-core / количество потоков;
25MB - кэш-память процессора третьего уровня (L3);
DDR5-5200 64GB - стандарт (MT/s , мегатранзакций в секунду) и объём оперативной памяти (RAM);
GTX1660 super OC - модель видеокарты (GPU);
samsung 870evo - модель SSD
Сравнение в процентах:
Сравнение в разах:
- Каждое новое поколение процессоров Intel показывает прирост производительности (в среднем около 13% относительно предыдущего поколения) в большинстве тестов по сравнению с предыдущим поколением.
Некоторые поколения Intel показывают значительный прирост по сравнению с предыдущим поколением, например 11700KF => 12700KF (в среднем около 23%) и 10700KF => 11700KF (в среднем около 19%).
Другие поколения Intel показывают менее впечатляющий прирост по сравнению с предыдущим поколением, например 12700KF => 13700KF (в среднем около 15%), 9700K => 10700KF (в среднем около 11%) и 8700K => 9700K (в среднем около 9%).
Некоторые поколения Intel показывают совсем посредственный прирост по сравнению с предыдущим поколением, например, 7700K => 8700K (в среднем около 3%), 13700KF => 14700KF (в среднем около 4%). - Процессоры AMD логичнее сравнивать не в рамках поколений, а в рамках смены архитектуры, например, процессоры с архитектурой Zen 3 с процессорами с архитектурой Zen 2, или Zen 4 с Zen 3. Так как в 4м и 6м поколении процессоров семейства Ryzen выходили только мобильные процессоры, которые менее производительны по сравнению с процессорами для настольных компьютеров. Статистики по процессорам AMD у нас меньше, чем для Intel, тем не менее, можем заключить, что каждая новая архитектура процессоров AMD семейства Ryzen показывает прирост производительности (в среднем около 18% относительно предыдущей архитектуры) в большинстве тестов по сравнению с предыдущей архитектурой.
Некоторые архитектуры показывают значительный прирост по сравнению с предыдущей архитектурой, например Ryzen 7 5800X => Ryzen 7 7700X (в среднем около 36%).
Другие архитектуры показывают менее впечатляющий прирост по сравнению с предыдущими архитектурами, например Ryzen 9 3900X => Ryzen 9 5900X (в среднем около 12%), Ryzen 7 7700X => Ryzen 7 9700X (в среднем около 6%). - Рассмотрим два процессора одного производителя и одного поколения, отличающиеся лишь базовыми и максимальными тактовыми частотами. Процессор i7-8086K (4.0/5.0GHz) относительно процессора i7-8700K (3.7/4.7GHz), имея базовую и максимальную тактовые частоты больше на 0.3GHz, демонстрирует рост производительности в тестах на процессор в среднем на 3,9%. Из этого делаем вывод, что в рамках одного производителя, поколения и линейки процессоры с бОльшей тактовой частотой более производительны.
- ArchiCAD активно использует многопоточность в задачах генерации сечений, фасадов и 3D видов, поэтому процессоры с Hyper Threading а также с бОльшим количеством ядер/потоков хорошо показывают себя в этих задачах.
- В задачах рендеринга на CPU (процессоре), например в Chaos Corona, Chaos V-ray, хорошую производительность демонстрируют процессоры с бОльшим количество ядер/потоков а также с наличием Hyper Threading, а именно ryzen 9 с 12 ядрами/24 потоками. И наоборот i7-9700K с 8ю ядрами, но без Hyper Threading заметно уступает в рендеринге на CPU процессору i9-9900K c 8ю ядрами и с Hyper Threading.
- Если сравнивать сопоставимые процессоры, выпущенные примерно в одно время разными производителями Intel и AMD, и стоимость платформы (процессор+материнская плата+кулер), то:
i7-13700KF (Q4'22) производительнее Ryzen 7 7700X (Q3'22) в среднем на 14%, при этом платформа Intel дороже AMD на 8% в магазине Регард на 26.04.23,
i7-10700KF (Q2'20) уступает в производительности Ryzen 7 5800X (Q2'20) в среднем на 8%, при этом платформа Intel дешевле AMD на 20% в магазине Регард на 26.04.23.
Из этого делаем вывод, что корреляция между производительностью и ценной платформы от Intel/AMD (процессор+материнская плата+кулер) присутствует, при этом определить какая актуальная платформа производительнее в данный момент от Intel или AMD можно лишь в результате тестирования. - За 10 лет производительность компьютеров выросла в среднем в 2,5-3 раза.
- Снижение производительности у нашей топовой конфигурации i9-13900KF+RTX4090OC в тесте "16-3ds Max - создание текстур" в 1,7 раза по сравнению с эталонной конфигурацией i9-13900KF+RTX3070OC к сожалению не поддаётся объяснению.
Влияние видеокарты (GPU) на производительность компьютера
Все видеокарты тестировались по очереди в одном и том же системном блоке. Видеокарты отсортированы согласно рейтингу technical.city.
В таблице ниже использовались следующие обозначения:
RTX3060 - модель видеокарты (GPU);
1320/1777Mhz - частота ядра/частота в режиме Boost;
3584cores - количество потоковых процессоров;
12GB GDDR6 - объём и тип памяти;
192Bit - ширина шины памяти
- Судя по тестам 03 Revit – продвинутые графические тесты и 13 Revit – стандартные графические тесты требования к видеокарте для Revit относительно низкие. Также считает и производитель: "Видеокарты среднего диапазона могут работать так же хорошо, как и более дорогие видеокарты". Вплоть до GTX1050Ti не заметно снижения производительности в графических тестах в Revit.
- Photoshop активно использует видеокарту (GPU) во время масштабирования (Resize), а также в некоторых фильтрах, таких как: Smart Sharpen, Field Blur, Tilt-Shift Blur, Iris Blur.
- 3ds Max по сравнению с Revit активнее использует видеокарту во время моделирования и использования интерактивной графики.
- RTX серия видеокарт Nvidia более производительна по сравнению с серией GTX в рендеринге на видеокарте в V-ray.
- Quadro 2000, позиционируемая производителем как видеокарта, предназначенная для профессионального использования в рабочих станциях САПР, станциях компьютерной графики и создания цифрового контента, и стоящая на момент выхода в 4,6 раза дороже видеокарты GTS 450 с идентичным графическим процессором GF106 и той же архитектурой Fermi, позиционируемой производителем для домашнего и игрового сегмента, показывает скорее хуже результаты:
в среднем на 35% медленнее в тестах 03 Revit – продвинутые графические тесты и 13 Revit – стандартные графические тесты,
на 11% медленнее в тесте 15 3ds Max - создание крупномасштабной модели города,
на 24% медленнее в тесте 22 Photoshop - масштабирование до 500Мб, активно использующем видеокарту,
на 5% медленнее в тесте 11 AutoCAD - 3D графика,
на 73% быстрее в тесте 12 Rhinoceros 3D - GPU тесты,
на 11% быстрее в тесте 21 3ds Max – Интерактивная графика.
Не спасли "профессиональную" видеокарту Quadro 2000 более высокая частота видеопамяти (2600 МГц против 1804 МГц у GTS 450), дающая возможность перегонять большие объемы информации, и "оптимизированные" драйвера, которыми славятся линейка видеокарт Quadro. Решающее значение в проседании производительности "профессиональной" видеокарты Quadro 2000, видимо, сыграла более низкая частота видеопроцессора (625 МГц против 783 МГц у GTS 450). - Тест "09 SketchUp" был исключён из данной таблицы из-за своих противоречивых результатов, как мы отмечали ранее, данный тест вообще не отличается стабильностью.
Влияние типа драйвера видеокарты Nvidia на производительность компьютера
Nvidia заявляет, что все её драйверы обеспечивают полный набор функций и поддержку популярных игр и приложений для создания контента. Приложения для создания контента - это как раз наш случай. При этом:
- Геймерам, которым важна поддержка игровых новинок в день релиза, новые патчи и дополнительный контент, стоит выбрать драйверы Game Ready.
- Создателям контента, которым важно обеспечить стабильность и качество рабочих процессов: редактирования видео, анимации, фотографии, работы с графикой и стриминга, стоит выбрать драйверы Studio.
В таблице ниже влияние типа драйвера видеокарт Nvidia на производительность компьютера, где:
30.0.15.1215 Windows defaults - драйверы, которые устанавливает Windows 10 автоматически;
31.0.15.2802 Game Ready - драйверы Game Ready, скаченные и установленные вручную с NVIDIA Driver Downloads;
31.0.15.2802 Studio - драйверы Studio, скаченные и установленные вручную с NVIDIA Driver Downloads
- Влияние типа драйвера на производительность на уровне погрешности измерения.
- Есть смысл использовать драйверы Studio для повышения стабильности.
- Тесты "14 acrobat – объединение pdf файлов, печать в pdf", "18 corona - CPU рендер", "19 vray - CPU рендер", "25 7zip – сжатие и распаковка" были исключёны из данной таблицы из-за своих противоречивых результатов.
Влияние SSD на производительность компьютера
Все SSD тестировались по очереди в одном и том же системном блоке. Также в данном тестировании участвовал один HDD для оценки влияния дисковой подсистемы на производительность в архитектурных и графических программах.
В таблице ниже использовались следующие обозначения:
samsung 870evo - производитель и модель SSD;
500GB - объём SSD;
560MB/s - максимальная скорость чтения при работе с файлами больше 128KB по результатам производителя;
530MB/s- максимальная скорость записи при работе с файлами больше 128KB по результатам производителя;
88000IOPS - скорость записи 4KB файлов IOmeter, глубина очереди=32
- Наиболее чувствительный к скорости SSD оказался Photoshop в операциях PSD File Open, RAW File Open, Gradient, Liquify и Lens Correction. Из всех наших 183 уникальных тестов только данные операции в Photoshop получили заметный прирост в производительности после замены "стандартного" SSD samsung 870evo на более быстрые Samsung M.2. Эти же операции в Photoshop заметно замедлились при использовании HDD.
- В тестах
06 PDFCreator – печать в .pdf,
08 AutoCAD – экспорт и сохранение (создание массива/сохранение, экспорт .dxf, сохранение чертежа),
14 Acrobat - объединение .pdf файлов, печать в .pdf
заметно просела производительность в конфигурации с HDD; при использовании же более быстрого SSD samsung 960evo увеличение производительности в данных тестах составило лишь около 2%. - Все наши 183 уникальные тесты показывают, что наличие SSD крайне желательно, а вот его скорость чтения/записи практически не влияет на подавляющее большинство тестов.
- Тесты рендеринга на процессоре "18 Chaos Corona" и "19 Chaos V-ray" были исключёны из данной таблицы из-за своих противоречивых результатов. Эти тесты выполнялись без повторов, без усреднения результатов, поэтому погрешность по ним выше.
Влияние оперативной памяти (RAM) на производительность компьютера
Вся оперативная память (RAM) тестировалась по очереди в одном и том же системном блоке. Попытаемся выявить влияние частоты и таймингов оперативной памяти на производительность в архитектурных и графических программах.
В теории: оперативная память оказывает влияние на производительность компьютера. Высокая частота оперативной памяти дает возможность перегонять большие объемы информации, а низкие тайминги/задержки позволяют быстрее считать или записать данные в ячейку памяти. Модули с поддержкой XMP обеспечивают комбинацию высокой частоты и низких таймингов, что оказывает влияние на производительность.
По результатам тестов в архитектурных и графических программах влияние частоты оперативной памяти невелико. Прирост в производительности между памятью с частотой 3600MT/s (мегатранзакций в секунду) и 2400MT/s составляет в среднем всего около 1,3%.
- Влияние таймингов оперативной памяти на производительность в архитектурных и графических программах в целом на уровне погрешности.
- Photoshop в операциях PSD File Open, RAW File Open, Gradient, Liquify и Lens Correction демонстрирует большую чувствительность к увеличении задержек/таймингов оперативной памяти.
- Тесты "04 archicad – создание фасада, сечения, 3D вида", "19 vray - CPU рендер", "25 7zip – сжатие и распаковка" показывают необъяснимый рост производительности при увеличении задержек/таймингов оперативной памяти.
Влияние процессора (CPU) на производительность компьютера
Рассмотрим влияние модели процессора в рамках одного поколения процессоров одного производителя. Все процессоры тестировалась по очереди в одном и том же системном блоке.
В таблице ниже использовались следующие обозначения:
i5-4590 - модель процессора (CPU);
3.3/3.7Ghz - базовая/максимальная тактовые частоты ядер;
4/4 - количество ядер / количество потоков;
6MB - кэш-память процессора третьего уровня (L3)
- Более старшие модели процессоров ожидаемо показывают большую производительность в подавляющем большинстве тестов.
- Стабильность результатов теста "09 SketchUp" мы ставили под сомнение ещё на этапе подбора тестов, результаты тестов "09 SketchUp" и "11 autocad – 3D" в данном тестировании логичных объяснений не имеют.
Влияние системы охлаждения процессора на производительность компьютера
Все процессоры в нашем бюро, используемые архитекторами и 3D визуализаторами, оснащены технологиями Turbo Boost (процессоры Intel) и Turbo Core (процессоры AMD), которые являются технологиями автоматического разгона процессора. Данные технологии автоматически увеличивают тактовую частоту ядер процессора выше базовой, если они работают ниже максимальных пределов, что приводит к увеличению производительности процессора. Повышенная тактовая частота ограничена мощностью , током и температурой процессора, количеством используемых в настоящее время ядер и максимальной частотой активных ядер. Отсюда делаем выводы:
- система охлаждения процессора (кулер) влияет на температуру процессора
- температура процессора влияет на возможность автоматического разгона процессора
- автоматический разгон увеличивает производительность процессора
Процессор i7-12700KF, участвующий в данном тесте, имеет:
- 3.6/5.0GHz - базовая/максимальная тактовые частоты ядер Performance-core
- 2.7/3.6GHz - базовая/максимальная тактовые частоты ядер Efficient-core
В таблице ниже использовались следующие обозначения:
Thermalright Assassin X 120 Refined - производитель и модель кулера процессора;
6mm*4heatpipes - диаметр и количество тепловых трубок;
66.17CFM - воздушный поток (объем воздуха, прогоняемый вентилятором за минуту через радиатор)
- Кулер Thermalright Assassin X 120 Refined отлично справляется с охлаждением процессора i7-12700KF в подавляющем большинстве тестов.
- Более мощные кулеры Thermalright Macho Rev.C Plus, Thermalright Silver Arrow T8 и система водяного (жидкостного) охлаждения Thermaltake Toughliquid Ultra 360 показывают прирост производительности в среднем 3,4% (Macho), 5,4% (СВО Toughliquid Ultra 360) и 10,2% (Silver Arrow) в задачах рендеринга на процессоре "18 Chaos Corona" и "19 Chaos V-ray", а также в тесте 16 3dsmax - создание текстур, что актуально для 3D визуализации.
- Хорошее воздушное охлаждение не уступает, а может и превосходить готовую замкнутую систему водяного (жидкостного) охлаждения.
Влияние разгона процессора на производительность компьютера
С помощью "ручного" разгона выясним влияние тактовой частоты процессора i7-11700KF на его производительность.
В таблице ниже использовались следующие обозначения:
4.9-4.9-4.9-4.7-4.7-4.6-4.6-4.6 GHz (auto) - максимальные тактовые частоты ядер при их различном задействованном количестве (от 1 до 8)
Увеличение максимальной тактовой частоты ядер (разгон) приводит к увеличению производительности в подавляющем большинстве тестов в среднем на 3-4%.
Сравнение производительности настольного компьютера и ноутбука с процессорами одного поколения
Ограничения по свободному пространству, тепловыделению и автономности у ноутбуков отрицательно сказываются на их производительности. Помните, что вы всегда жертвуете производительностью, выбирая ноутбук вместо компьютера.
Более высокая частота оперативной памяти и более быстрый SSD не помогли ноутбуку с процессором i7-1165G7, он отстаёт в производительности от компьютера с процессором i7-11700KF примерно на 3-4 поколения (3-4 года).
Выводы
Сильно влияют на производительность в архитектурном и 3D ПО:
- Более новое поколение процессоров Intel показывает прирост производительности (в среднем около 14% относительно предыдущего поколения).
- Более новая архитектура процессоров AMD показывает прирост производительности (в среднем около 24% относительно предыдущей архитектуры).
- Более старшие модели процессоров в рамках одного поколения процессоров и одного производителя показывают большую производительность.
- В рамках одного производителя, поколения и линейки процессоры с бОльшей тактовой частотой более производительны.
- "Ручное" увеличение максимальной тактовой частоты ядер (разгон) приводит к увеличению производительности, но снижению стабильности.
- Процессоры с бОльшим количеством ядер/потоков более производительны в задачах рендеринга на CPU (процессоре) и некоторых задачах, использующих многопоточность, например, генерация сечений, фасадов, 3D видов в ArchiCAD.
- В ноутбуках производительность принесена в жертву размеру, мобильности и автономности.
- Имеется корреляция между производительностью и ценной платформы от Intel/AMD (процессор+материнская плата+кулер).
- Определить какая актуальная платформа производительнее в данный момент от Intel или AMD можно лишь в результате тестирования.
- Высокопроизводительная система охлаждения процессора требуется лишь в задачах рендеринга на CPU (процессоре).
- Высокопроизводительная видеокарта потребуется 3D визуализатору: для интерактивной графики и NVIDIA GPU AI Denoiser в 3ds Max+Chaos Corona, для Масштабирования (Resize) в Photoshop, для рендеринга на GPU в Chaos Corona.
- Использование значительно более дорогой профессиональной видеокарты скорее не оправдано, её производительность в большинстве тестов оказалась ниже, чем у аналогичной, предназначенной для домашнего и игрового сегмента.
Слабо влияют на производительность в архитектурном и 3D ПО:
- Частота и тайминги/задержки оперативной памяти слабо влияют на производительность на практике. В теории же стоит ориентироваться на более высокую частоту и более низкие тайминги/задержки оперативной памяти.
- Скорость SSD слабо влияет на производительность, но наличие SSD обязательно. Заметное влияние скорости SSD замечено лишь в Photoshop в операциях PSD File Open, Gradient, Liquify и Lens Correction, RAW File Open.
- В Revit видеокарты среднего диапазона работают так же хорошо, как и более дорогие видеокарты. Необходимый минимум без снижения производительности - GTX1050Ti (дата выхода данной видеокарты ! 25.10.2016).
- Влияние типа видеодрайвера Nvidia (Game Ready или Studio) на производительность на уровне погрешности измерения.
