(Intel VS AMD 必看) 用DOOM3測試CPU在遊戲中排行

waika_wong

目前我們知道了Doom 3對顯卡要求是相當高的；在中端卡上超高解析度帶來高FPS的日子隨著Doom 3一去不復返了，甚至是像Radeon 9800 Pro這樣的卡也最好在800×600的低解析度下玩。但一個高速顯卡就是發揮Doom 3最大功效的所有要求了嗎？

　　記住，雖然GPU會處理Doom 3中所有場景的渲染，但為了發送頂點資料給GPU，處理所有的物理模型，人工智慧以及3D設置的卻是CPU。那麼為了最有效地使用高速GPU，還需要為它搭配一個高速CPU - 但要多快呢？基本上單憑經驗的方法是這樣：GPU越快，CPU也不得不更快，以跟上它。

　　以GeForce 6800 Ultra為例：大家已經知道，GeForce 6系列是用來運行Doom 3最快的GPU，使得它成為我們討論的理想的參照點。

　　下麵有一幅幀頻 vs. 解析度的圖表，取自運行在3.4GHz下的Pentium 4 Extreme Edition搭配運行在400MHz核心/1.1GHz顯存下的GeForce 6800 Ultra。圖表上的曲線是應該注意的。如果圖形很平坦，即從640×480直到1600×1200都沒有下降，那麼測試系統就是完全受CPU限制的（或是被其他的非GPU因素限制）。反過來，如果圖形顯示了明顯的向下傾斜，那麼就受GPU限制多一些，在那裏渲染更多圖元的擔子就不由CPU承擔了。


在這個特例中，我們看到在低於1280×1024的解析度下GeForce 6800 Ultra主要受CPU限制，使得所有的低解析度表現彼此相同。直到調到1280×1024和1600×1200才有重大的性能下滑。所以很明顯，如果你擁有一塊GeForce 6800 Ultra，為它搭配一個高速CPU是相當重要的。但在像Radeon 9800 Pro這樣較慢的卡上會怎樣呢？



在這裏有完全不同的圖表，就算在800×600下也不太有CPU限制。對於Radeon 9800 Pro，使用高速CPU的幫助不大，因為主要是受GPU限制，特別是在較高解析度下更是如此。這並不意味著可以給Radeon 9800 Pro搭配一個1.4GHz Celeron就行了，但它表明對於9800 Pro來說，Pentium 4 Extreme Edition高得離譜了。

　　在研究Doom 3下CPU性能的時候，明顯應該使用GeForce 6800 Ultra，以盡可能地對CPU施加壓力，但我們也著眼於像Radeon 9800 Pro這樣較慢的卡對CPU速度的改進會作出怎樣的反應。

CPU速度怎樣影響圖形性能？
　　
在很大程度上，我們基本上是基於價格作出購買決定的。如果在處理器上可以花費200美元，那麼Extreme Edition運行得多快就無關緊要了，除非它賣200美元。決定我們的選擇是什麼的是價位，然後我們在那個價位下尋找最佳性能部件以作出最後決定。但在升級的時候，瞭解何時升級不同的部件有時候是困難的 - 特別是CPU的情況。
　　
如果你有一個2.4GHz Pentium 4，那麼為了在Doom 3中獲得更大的性能而升級到3.4GHz P4是否值得呢？還是就用2.4GHz P4搭配NVIDIA 6800 GT就算了呢？接下來這些圖表有助於看到像GeForce 6800 Ultra這樣的高端卡或是像Radeon 9800 Pro這樣較慢的卡期望搭配的CPU類型。
　　
下麵的圖表是幀頻 vs. 時鐘頻率圖，取自單通道平臺上使用不同時鐘頻率的Pentium 4 C。圖表的曲線再次成為考察物件；曲線的傾斜越陡峭，從更快的CPU中獲得的好處就越多。曲線越平坦，從更快的CPU中獲得的好處就越少。
　　
雖然在這裏只顯示了兩塊卡，但能夠相當容易地推斷更快或更慢的卡的性能。只要記住，更快的卡將有更陡峭的（更多CPU依賴的）曲線，而更慢的卡會有更平坦的（更少CPU依賴的）曲線。
　　
還要緊記，AMD和Intel平臺的搭配是類似的；在這裏我們選擇只貼出一個單通道平臺的是為了趕時間以及簡化圖表。
　　
首先有在800×600下的6800 Ultra：



在這裏有一個正宗的傾斜曲線，可能它將是最陡峭的了，因為我們是在一個相對低的解析度下操作最快的GPU之一。從2.4GHz到3.2GHz處理器的移動導致了21％的性能增長，考慮到這是由於時鐘頻率上增加了33％，可以肯定地說，在較低解析度下對更快的CPU投入越多的金錢，在6800 Ultra上將獲得越高的Doom 3性能。



在較高解析度下負擔轉移到了GPU上，因為曲線的傾斜明顯改變了。現在我們有一條顯然更平坦的曲線，在最快和最慢的CPU之間只有13％的差異 - 它不是無關緊要的，但明顯不大。



考慮在800×600下的9800 Pro，我們看到了很像1280×1024下6800 Ultra曲線的一條曲線，從2.4GHz處理器到3.2GHz只有13％的收益。
　　
雖然剩下的CPU測試使用6800 Ultra，但性能改進的標準和程度也適用於其他顯卡。像我們已經看到的那樣，在1280×1024下GeForce 6800 Ultra表現得十分像800×600下的Radeon 9800 Pro - 在CPU比較中緊記這一點。

對於所有的基準測試，我們使用了Doom 3內建的計時demo功能。為了自己對Doom 3進行基準測試，在Doom 3中簡單地按照下面的來做就行了：
　　
通過按下CTRL + ALT + ~調出控制臺
類型：計時demo demo1

　然後點擊回車，Doom 3的計時demo就會運行。demo的平均幀頻將會在運行完成之後給出。我們把所有的測試運行三次，去掉第一個分數，取剩下兩個分數的較高者。我們去掉第一個分數是因為第一次運行demo的時候由於demo獲取緩存而有許多的暫停，剩下的兩個運行通常在1％以內。



p.s.
ATi的display在Open GL中一向較Nvidia弱
數據只供參考
為方便閱讀，所以將他分成5份

waika_wong

戰爭之一：Prescott vs. Northwood
　　
Doom 3 CPU比較的第一戰發生在兩個Pentium 4核心之間：Prescott和Northwood。
　　
你可能還記得，新的90nm核心難以壓制它的130nm Northwood前任。雖然Prescott配備了兩倍於Northwood的緩存，但它更長的管線和類似的時鐘頻率在大多數性能測試中抑制了它的發揮。然而，Prescott較Northwood卻有一個主導的優勢 - 兩倍的L1-D和L2緩存。在其他遊戲中多出來的緩存對Prescott影響不大，但讓我們來看看在Doom 3下有怎樣的變化：



表格顯示了一切 - Prescott居然比Northwood更快，而且是在相同時鐘頻率下。較普通的Pentium 4 3.2C有7％的性能優勢對於Prescott來說不算太寒酸，但我們怎麼能確定性能優勢是單單來自於緩存大小優勢呢？考慮Extreme Edition。
　　
3.2GHz Extreme Edition跟Northwood核心相同，但是配備了2MB的on-die L3緩存，並且分別勝過了Northwood和Prescott達15％和7％。第一個基準測試預示著，Doom 3可能是最依賴於記憶體/緩存的遊戲了。



在更高分辨率下排名保持不变，但我们已经看到在1280×1024下6800 Ultra变得主要受GPU限制了，减少了这些处理器的影响。Extreme Edition仍然比Northwood快了将近10％，而Prescott继续对Northwood保持领先，只是幅度没那么大了。

　　在Northwood vs. Prescott的战斗中我们想要考虑的最后一件事是两个CPU性能怎样随频率而变化 - 我们期望Prescott随时钟频率的变化比Northwood要好，而这里在Doom 3中我们开始看到那样的例子：



雖然是如此的微小，但Prescott的性能隨時鐘頻率的變化似乎的確要好於Northwood。
　　
這場戰爭的勝利者明顯是Prescott，我們肯定Intel對最後出現這樣的情形會感到高興，因為Northwood沒有在引人注目的中心。





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戰爭之二：AMD vs. AMD
　　
今天的名單中接下來的是AMD，它們自己窩裏鬥。在過去數年間AMD已經獲得了相當的普及，更不必說Athlon 64極強的表現了。也就是說，由於Athlon 64三個不同的構架（Socket-754，Socket-939和FX）以及許多用戶仍在使用的Athlon XP，AMD的性能細目分類是要重點觀察的對象。
　　
到如今我們知道了Doom 3對緩存非常敏感，據此推斷它對記憶體也非常敏感 - 把我們帶到了第一評估：Athlon 64 vs. Athlon 64 FX。Athlon 64 FX一度對Athlon 64保持了兩個優勢，更大的1MB L2緩存和雙通道記憶體控制器。現在隨著Socket-939的引入，Athlon 64也具有了雙通道能力，但只在更新式的晶片上才有，而不是老式的Socket-754產品。可以猜到，在這裏我們想要做兩個比較：雙通道 vs 單通道以及緩存大小對性能的影響。
　　
首先我們將解決雙通道 vs. 單通道記憶體介面；為了這個測試，我們使用了Socket-939 Athlon 64 FX-51（2.2GHz/1MB L2）作為雙通道平臺，而Socket-754 Athlon 64 3400+（2.2GHz/1MB L2）作為單通道平臺。可以看到除了插座以外，兩個晶片是一樣的，這對於比較是完美的：



記憶體帶寬似乎並不是Athlon 64特別需要的，因為向雙通道DDR400的躍遷只提供了3％的性能增長。在更高解析度下，性能優勢會變得更小。在這裏我們的確不指望有什麼差異，因為雙通道記憶體介面從未真正地幫到Athlon 64 - 遠不如它們對Pentium 4所做的那麼多。
　　
接下來，讓我們看看在Doom 3下緩存大小如何影響Athlon 64性能的。為了這個比較，我們有四塊晶片分成兩個單獨的組進行比較。我們使用Athlon 64 2800+和Sempron 3100+，都設定在1.8GHz下，但分別配備了512KB和256KB的L2緩存。我們還有Athlon 64 FX-53和Athlon 64 3800+，都設定在2.4GHz下但各自的緩存大小為1MB和512KB。雖然這四個物件不是直接相互比較，但兩個比較的確給了我們一個印象，瞭解在Athlon 64上由於緩存大小從256KB變化到1MB的改進：




考慮Athlon 64 vs. Sempron，我們看到在兩個同頻晶片之間僅僅有5％的性能差異，表明了雖然256KB L2緩存對於Doom 3來說不夠大，但512KB L2緩存的幫助也不明顯。on-die記憶體控制器幫助確保不論緩存大小，性能都保持非常有競爭力，這在文章的後面將會看到。



512KB vs. 1MB的L2緩存大小比較顯示了一些有趣的東西：對於Doom 3來說，512KB L2緩存並不是不夠大（這對Pentium 4是小了點），而且Athlon 64的on-die記憶體控制器有效地掩飾了在Doom 3中對大容量L2緩存的需要。至於1MB的L2緩存只產生了不到4％的性能改進，遠不如我們在Prescott vs. Northwood下看到的情況。
　　
概要：緩存大小對於Athlon 64來說遠不如在Pentium 4上那麼重要，這主要是由於on-die記憶體控制器造成的。
[url="http://www.pconline.com.cn/diy/graphics/pc/0408/pic/040810d3-cpu-graph-09.png"][/url]

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戰爭之三：Celeron D vs. Sempron
　　
AMD最近剛引入了他們的低端品牌CPU：Sempron，而我們已經見識了它勝過Intel Celeron D的極好表現，然而改進的幅度遠小於由於大幅改進的Celeron D所看到的。Sempron在Doom 3下表現如果？讓我們拭目以待：



記得有兩種構架的Sempron，K7和K8版本。K7版本表現得就像Athlon XP，因為它基本上是具有256KB L2緩存的Thoroughbred核心。基於K7的Sempron 2800+最大的性能限制就是它沒有on-die記憶體控制器，造成了相當大的性能損失。
　　
但是基於K8的Sempron 3100+很有殺傷力，難以置信地勝過Celeron D 335高達53％。對於經濟型Doom 3系統來說，將會拋棄Celeron D而轉投Sempron。我們之前已經看到了，Doom 3在Pentium 4上對緩存大小的依賴是很嚴重的，即使Celeron D和Sempron都只有256KB的L2緩存，但Sempron的on-die記憶體控制器幫助減少了如此小的緩存對Doom 3性能的影響。
　　
在這裏優勝者是Sempron。

waika_wong

戰爭之四：AMD vs. Intel
　　
來到這個Doom 3比較的第四個也是最後的測試，我們有眾望所歸的比較AMD vs. Intel。為了這個比較，我們對相當多的不同CPU進行了基準測試，在圖表中所有基於K7的處理器（例如Athlon XP，Sempron 2800+）被塗成綠色，所有基於K8的處理器（例如Athlon 64，Athlon 64 FX，Sempron 3100+）用橙色表示，而所有的Intel處理器是藍色的：



首先會注意到的是圖表的頂部幾乎完全被AMD Athlon 64和Athlon 64 FX處理器所佔據。就連Athlon 64 3400+也超過了全能的Pentium 4 Extreme Edition 3.4，更不用提FX-53把Intel最快的遠遠拉下了至少18％。
　　
順著圖表往下，我們看到了Athlon 64 3000+很有可能是對於卓越的Doom 3性能最好的選擇，夾在兩個Extreme Edition處理器 之間的它比那些晶片少了至少20％的花費。
　　
接下來有所有的Pentium 4設法提供了Doom 3下的中等性能，不過我們看到基於K8的Sempron 3100+位於Prescott 3.2和Prescott 3.0GHz CPU之間。
　　
最後在底部我們有Athlon XP以及孤獨的Celeron D，它幾乎令人失望地墊底了。
　　
在1280×1024下排名保持不變，如下所示：


[url="http://www.pconline.com.cn/diy/graphics/pc/0408/pic/040810d3-cpu-graph-13.png"][/url]

waika_wong

結論:
　　
Doom 3如此吞噬GPU肯定會引起爭論，但它對CPU的需求同樣迫切。然而在CPU這方面成功的秘訣要簡單得多：Doom 3需要緩存，大量的緩存。

　　在Pentium 4方面，如果你擁有的是小於512KB緩存的產品，是時候升級了。Prescott的所有者將會很高興，因為他們的晶片由於更大的緩存，在這裏總算要比Northwood快了。

　　AMD用戶更有理由感到喜悅：Athlon 64極佳地運行Doom。這個遊戲幾乎是為了在Athlon 64上運行而製作的。而且更好的是，你甚至不必用最快的Athlon 64來獲得偉大的性能，就算一般的3000+都以低得多的代價提供了等同於Intel Extreme Edition Pentium 4的性能。AMD成功的關鍵是on-die記憶體控制器；具有比Intel競爭對手更低延遲的記憶體訪問，Doom 3把系統記憶體看作一個大緩存並顯著提升了性能。也還是on-die記憶體控制器使得緩存大小在Athlon 64上不成為問題，而對於Pentium 4，太小的緩存似乎會抑制或削弱性能。

　　Athlon XP由於on-die記憶體控制器的缺乏，在Doom 3下乏善可陳；除非你有基於Barton的Athlon XP，否則可能是時候該升級到Athlon 64了。也就是說，Sempron 3100+表現了非常具有競爭力的性能，它的價位低到足以讓你動心轉換到Socket-754平臺。

　　如果有幸擁有任何GeForce 6系列顯卡並在低於1280x1024下玩遊戲，那麼花在更快CPU上的金錢無疑是正確的。如果你正巧擁有一塊稍慢的卡，例如像Radeon 9800 Pro產品線或是X800，系統的CPU限制要小得多，為了使性能最大化你可能需要搭配一個中端的CPU即可，省下不必要的花費。

　　最後，最終戰鬥的勝利者出現了：AMD Athlon 64是Doom 3的專用處理器。

出處： http://www.anandtech.com/cpuchipsets/showdoc.aspx?i=2149