مطالعه عملكرد كارت‌هاي گرافيك در گذر زمان و بروزرساني‌هاي نرم‌افزاري

يكي از نكاتي‌كه گاهي اوقات در مطالعه‌ها، مورد بي‌توجهي قرار مي‌گيرد، ارائه‌ي چشم‌انداز در مورد نحوه‌ي پيشرفت عملكرد قطعات سخت‌افزاري، در طول زمان است. در حالي‌كه آهنگ رونمايي از سخت‌افزارهاي جديد، هر سال فرصت‌هايي پي‌درپي را براي مقايسه‌ي قطعات جديد با سخت افزارهاي قديمي، فراهم مي‌كند، در هر رونمايي از محصولي جديد، تمركز روي تراشه‌هاي پردازنده‌ يا پردازنده‌ي گرافيكي معرفي شده است. در همين حال پوشش عناوين ويژه، معمولا بلافاصله پس از رونمايي، مطالعه و نگارش مي‌شود و به‌عنوان «معرفي محصول يا بخشي از بازي» صورت مي‌پذيرد. حالا اگر اين دو مورد را كنار هم قرار دهيد، متوجه خواهيد‌ شد كه تشخيص ميزان تغييرات در عملكرد پردازنده‌ي گرافيكي و درك ارزش خريد آن‌ها، براي يك گيمر چقدر سخت خواهد‌ شد.

اين سايت به‌طور خاص، دو مورد را مد انديشه متخصصين قرار داده‌ است. اولي اينكه نگراني‌هاي عمومي فراواني در ميان گيمرها، از ضربات شديد ناشي از حفره‌هاي امنيتي اسپكتر و ملت‌داون روي عملكرد بازي وجود داشت. دومين مورد، مربوط‌به حسي قوي و قطعي مبني بر كاهش آهنگ پيشرفت عملكرد كارت‎هاي گرافيكي انويديا نسبت‌ به پردازنده‌هاي گرافيكي AMD در گذر زمان بود كه دليل آن هم ماهيت ذاتي طراحي در كارت‌هاي گرافيكي انويديا يا طراحي معيوب كارت‌هاي گرافيكي قديمي، جهت به‌چشم آمدن قدرت پردازشي در پردازنده‌هاي گرافيكي جديد، براي حفظ رقابت است.

اگر صادق باشيم، اين استدلال شيطاني‌ترين حالت قابل باور است. انويديا و AMD در دوره‌ي پيش از دايركت‌ايكس ۱۲، به‌دنبال راهكارهاي بهينه‌سازي متفاوتي بودند و در اين ميان باور عموم مبني بر اين بود كه انويديا تلاش‌ها براي بهينه‌سازي را به‌جاي كارت‌هاي گرافيكي قديمي معطوف‌به پردازنده‌هاي گرافيكي جديد مي‌كند. البته اين امر براي انويديا منحصر به‌فرد نيست. حال كه AMD در حال عرضه‌ي كارت‌هاي گرافيكي خود بر مبناي معماري جديد RDNA است، ممكن‌ است مجبور‌ به تصميم‌گيري در رابطه با اولويت‌بندي براي بهينه‌سازي معماري‌هاي گوناگون خود شود. تفاوت فراواني بين اين دو گفته كه «انويديا احتمالا تمركز خود را براي بهينه‌سازي كارت‌هاي گرافيكي جديد بيشتر كرده» و اين جمله كه «انويديا به‌صورت تعمدي پردازنده‌هاي گرافيكي قديمي را معيوب مي‌سازد» وجود دارد. در هر‌صورت هدف در اينجا سنجش ميزان تغييرات عملكرد پردازشي در مجموعه‌ي مشابهي از عناوين در مرور زمان است. كه در ادامه شاهد نتايج اين مطالعه خواهيم بود.

تمامي آزمايش‌ها روي مادربورد Prime Z370-A ايسوس با رم ۳۲ گيگابايتي DDR4-3200 و با استفاده از پردازنده‌ي Core i7-8086K اينتل انجام شده‌ است. در سپتامبر سال ۲۰۱۸، پردازنده‌هاي گرافيكي انويديا، با درايور نسخه‌ي ۴۱۱.۶۳ معماري تورينگ مورد آزمايش قرار گرفتند، در حالي كه در تست دوباره در ژوئن ۲۰۱۹ از نسخه‌ي ۴۳۰.۸۶ درايور انويديا استفاده مي‌كردند. پردازنده‌هاي گرافيكي رادئون آرايكس ۶۴ و رادئون VII از درايور آدرنالين ۱۹.۵.۲ بهره مي‌بردند. از هارد يك ترابايتي مدل 970 EVO سامسونگ جهت فضاي ذخيره‌سازي استفاده شد. در سپتامبر ۲۰۱۸ از ويندوز 10 نسخه‌ي ۱۸۰۳ جهت انجام آزمايش‌ها استفاده شده‌ بود، در حالي‌كه آزمايش‌ها در ماه ژوئن روي ويندوز 10 نسخه‌ي ۱۹۰۳ انجام شد. تمامي حفره‌هاي امنيتي Specter و Meltdown و پچ‌هاي مربوطه در حالت پيش‌فرض باقي مانده‌ بود.

در حالي‌كه تاريخ انجام مقايسه‌ها روي سپتامبر ۲۰۱۸ و ژوئن ۲۰۱۹ زمان‌بندي شده‌ بود، مقداري وقفه در مورد كارت گرافيكي رادئون VII به‌وجود آمد كه مربوط‌به تأخير در عرضه‌ي آن تا ماه فوريه بود. در مورد اين تراشه، عملكرد ماه ژوئن آن با عملكرد زمان رونمايي مقايسه شده‌ است.

دو نسخه از بازي‌ها (Ashes of the Singularity: Escalation و Warhammer II)، كاهش عملكرد را در هر ۲ پردازنده‌‌ي گرافيكي جي‌فورس و رادئون نشان دادند. در هر دوي اين بازي‌ها در تمامي APIها (رابط برنامه‌نويسي متخصصدي)، شاهد كاهش در عملكرد پردازشي بوديم، هر چند اين كاهش عملكرد در بازي AotS: Escalation شديدتر بود. به‌انديشه متخصصين مي‌رسد اين نتايج، به‌دليل حفره‌ي امنيتي اسپكتر و ديگر موارد حفاظتي به‌دست آمده‌ است. هيچ‌كدام از ديگر بازي‌ها نزول عملكردي را نشان ندادند. البته اين كاهش‌ها در برخي از عناوين اصلي به‌قدري ناچيز بود كه تغييري در تجربه‌ي كلي ما به‌وجود نياورد.

عملكرد پردازشي در بازي‌هاي Ashes of the Singularity: Escalation ، Deus Ex: Mankind Divided ،Hitman، Metro Last Light Redux، Middle Earth: Shadow of War، Rise of the Tomb Raider، Warhammer II، Shodow of the Tomb Raider، Assassin's Crees: Origins و Far cry 5 اندازه گيري شد. ارقام عملكرد هر پردازنده‌ي گرافيكي در هر رزولوشن، منعكس‌كننده‌ي معاني هندسي نتايج است. در اين آزمايش‌ها به‌جاي استفاده از يك معني رياضي، براي برآورد ميانگين، جهت اثبات اين حقيقت كه كمترين نرخ فريم مي‌تواند به‌صورت گسترده‌اي در هر بازي متفاوت باشد، از معاني هندسي استفاده شده‌ است. براي مثال در بازي Hitman به‌طور منظم، حداقل فريم قابل دستيابي براي تمامي كارت‌هاي گرافيكي بين ۴ تا ۱۲ فريم در ثانيه است.

نتايج

نمودار پايين كه شامل نتايج آزمايش است، نشان‌دهنده‌ي رزولوشن و حداقل نرخ فريم در مقايسه با ميانگين است.

 بهبودها در كمترين نرخ فريم در رزولوشن 1080p و 1040p براي كارت‌هاي گرافيكي Vega 64 ،RTX 2080 و GTX 1080 Ti قابل ملاحظه بود. سطح ميانگين بهبود به‌طور كلي در تمامي كارت‌هاي گرافيكي پايين بود اما اين لاخبار تخصصيا تعجب‌آور نيست. Vega 64 و رادئون VII هر دو بر پايه‌ي معماري GCN ساخته شده‌اند و اين معماري طي چند سال گذشته پرچم‌دار AMD در تراشه‌هاي گرافيكي بوده‌ است؛ در نتيجه مي‌توان به بلوغ رسيدن اين معماري را به‌خوبي . تراشه‌ي RTX 2080 انويديا، بيشترين امتياز مستمر را، با در انديشه متخصصين‌گرفتن تمامي رزولوشن‌ها دريافت كرده‌ است. حتي GTX 1080 Ti تنها چند فريم بهبود را در رزولوشن 1080p تجربه كرده‌ است.

هيچ مدركي مبني‌بر دست‌كاري انويديا، براي آسيب‌زدن به عملكرد پردازنده‌هاي گرافيكي مبتني بر معماري پاسكال، يا انجام اقداماتي جهت نامطلوب به‌انديشه متخصصين رسيدن كارت‌هاي گرافيكي قديمي اين شركت براي سال ۲۰۱۶ يا قبل‌تر از آن، نسبت‌به پردازنده‌هاي گرافيكي جديد وجود نداشت به همين دليل، به‌احتمال زياد كاهش عملكرد در بازي‌هاي AotS: Escalation و Warhammer II نه مربوط به GPU، بلكه مربوط به پردازنده اصلي است. درحالي‌كه عملكرد پردازشي Vega 64 با پيشرفت قبل توجهي همراه بوده است، اما فراموش نكنيد اين كارت گرافيك مدت بسيار كمتري را نسبت به انواع پاسكال انويديا، در بازار حضور داشته‌ است. باوجود تمامي اين بهبودها، Vega 64 در كمينه‌ي نرخ فريم و حد متوسط آن، در هر رزولوشني، عملكردي مشابه يا به‌صورت جزئي پايين‌تر از GTX 1080 داشته‌ است. عملكرد نسبي كارت‌هاي گرافيكي انويديا و AMD نسبت‌به يكديگر، اندكي تغيير كرده‌ است.

فرقي ندارد از كدام كارت گرافيك استفاده مي‌كنيد؛ يافته‌‌ي اين مطالعه حاوي خبري خوب است. AMD يا انويديا، Vega يا پاسكال، تمامي اين پردازنده‌هاي گرافيكي، عملكرد پردازشي مورد انتظار را در درازمدت از خود نشان دادند و شايعات افت عمدي عملكرد پردازنده‌هاي پيشين (حداقل درخصوص نسل قبلي) را رد مي‌كند.