Performanceanalyse @ Low-End bis Midrange

[Spasstiger]

Ich habe mal eine kleine Performanceanalyse mit der Timedemo von Frank1974 (http://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showthread.php?t=440661) durchgeführt, die im Benchmark-Unterforum verwendet wird. Es handelt sich dabei um eine recht fordernde Szene mit Regen und spiegelndem Asphalt:

http://www.abload.de/thumb/benchmark5tmd.jpg (http://www.abload.de/image.php?img=benchmark5tmd.jpg)

Testsystem

Core 2 Duo E4300
6 GiB DDR2-RAM @ 333 MHz CL4-5-5-15
Radeon HD 2900 Pro 256 Bit 512 MiB
Windows XP 64 Bit
Catalyst 8.12

CPU-Konfiguration 1: 3 GHz, 333 MHz FSB, Multiplikator 9, Speichermultiplikator 2 (333 MHz Speichertakt), entspricht ungefähr dem Leistungsniveau eines Core 2 Duo E8200
CPU-Konfiguration 2: 1,5 GHz, 250 MHz FSB, Multiplikator 6, Speichermultiplikator 2,66 (333 MHz Speichertakt), entspricht ungefähr dem Leistungsniveau eines Athlon 64 X2 3800+

Grafikkarten-Konfiguration 1: 700 MHz Chiptakt, 1000 MHz Speichertakt, Leistungsniveau irgendwo zwischen HD 3850 und HD 3870
Grafikkarten-Konfiguration 2: 351 MHz Chiptakt, 500 MHz Speichertakt, entspricht ungefähr dem Leistungsniveau einer Radeon X1950 Pro 512 MiB

Einstellungen

Meine commandline.txt sah beim Test folgendermaßen aus:
-width 1680 -height 1050 -nomemrestrict -norestrictions -novblank -availablevidmem 0.9 -percentvidmem 100 -texturequality 1 -viewdistance 24 -detailquality 49 -renderquality 4 -shadowdensity 3

Den Parameter "-availablevidmem 0.9" habe ich gewählt, damit der Grafikpeicher nicht vollläuft, was bei mir stets nach kurzer Zeit in heftigem Ruckeln resultiert. Bei Vergleichsbenchmarks wollte ich dieses Phänomen verhindern.
Der Faktor 0,9 bedeutet, dass das Spiel statt theoretisch 512 MiB Grafikspeicher nur noch theoretisch 461 MiB sieht. So sieht das dann praktisch aus:

http://www.abload.de/thumb/settings9rta.png (http://www.abload.de/image.php?img=settings9rta.png)

Die Einstellungen habe ich so gewählt, dass die verfügbare Speichermenge nicht oder nur minimal überschritten wird. Eine Auflösung von 1920x1200 führte bei gleichen Settings und Parametern zu heftigen Darstellungsfehlern, selbst das Auto des Spielers in der Timedemo wird erst nach mehreren Sekunden angezeigt, teilweise fehlen die Texturen von kompletten Straßenzügen. Zudem ist die Regenszene bei den gewählten Settings generell schon so fordernd, dass es mit der vorhandenen Hardware keinen Sinn mehr gemacht hätte, auch noch in 1920x1200 zu benchen.
Deshalb habe ich mich auf 1680x1050, 1280x1024 und 800x600 beschränkt. Das Seitenverhältnis habe ich jeweils angepasst.

Die Treibereinstellungen sind auf Standard, d.h. AA und AF auf anwendungsgesteuert. Anisotropes Filtern wird allerdings durch das Spiel selbst angewandt, die Einstellung "Renderqualität" bestimmt die AF-Stufe. Da ich hier "Maximum" gewählt habe, müsste 16:1 AF angewandt worden sein.

Testablauf

Ich habe den integrierten Benchmark mit der Timedemo von Frank1974 in jeder Konfiguration mindestens zweimal laufen lassen und daraus den Mittelwert gebildet. Wenn die ersten beiden Messungen deutlich voneinander abwichen, habe ich nochmal zwei Durchläufe mit der gleichen Konfiguration gestartet und aus den zwei neuen Messungen den Mittelwert gebildet (das war in zwei Fällen erforderlich).
Der Virenscanner war bei den Tests ausgeschalten, die Priorität der gta4.exe auf "hoch" gesetzt.

Ergebnisse

http://www.abload.de/img/ergebnisse4zu4.png

Fazit

Wie man sieht, wäre weder mit einer Grafikkarte vom Schlag einer X1950 Pro, noch mit einer CPU der Leistungsklasse eines Athlon 64 X2 3800+ ein Spielen mit über 20 fps in 1280x1024 bei den gewählten Einstellungen möglich. Generell schaffte der Core 2 Duo @ 1,5 GHz nicht die Hürde über die 20 fps hinaus, was der untertakteten Grafikkarte immerhin noch in 800x600 gelingt.
In allen Einstellungen eine mehr oder weniger starke CPU-Abhängigkeit zu sehen ist. 1680x1050 Pixel bedeuten immerhin einen 3,7-mal so hohen Rechenaufwand für die GPU wie 800x600 Pixel. Aber selbst die untertaktete Grafikkarte verliert von 800x600 nach 1680x1050 nur etwa 50% an Leistung.

Trotzdem vermute ich, dass diese Timedemo noch deutlich GPU-lastiger ist als der Großteil des tatsächlichen Spiels. Solange es nicht regnet, sind die Frameraten auch ein ganzes Stück höher, was wohl daran liegt, dass die Asphalt-Reflektionen größtenteils wegfallen.
Vielleicht nehme ich mir mal die Zeit und untersuche noch einen Savegame-Benchmark bei schönem Wetter. Der Aufwand beim Savegame-Benchmarking ist natürlich ungleich höher als beim Timedemo-Benchmarking.

[BAGZZlash]

Sehr schön, vielen Dank für diesen Überblick. (y)
Ich hab' meine (singlecore-)CPU jetzt mal auf 2,9 GHz gejagt, um (von unten) an den 20 FPS zu kratzen. Die "Zwei" sehe ich allerdings ziemlich selten. Ich bin zum Glück schon ziemlich ruckelresistent, das Ganze ist aber trotzdem selbst für mich quasi unspielbar. Schade nur, dass das Game so viel Spaß macht... :rolleyes:

[Spasstiger]

Hier noch eine weitere Analyse der Ergebnisse:

Das Zusammenspiel aus doppelt so schneller Grafikkarte und doppelt so schneller CPU führt bei starker CPU-Limitierung (800x600) interesanterweise nicht zur doppelten Framerate. Offenbar limitiert hier noch etwas anderes. Denkbar wäre der Speichertakt, der ja in allen Fällen bei 333 MHz lag.

Anhand der Ergebnisse mit der Grafikkarte @351/500 und der CPU @ 3 GHz sieht man auch, dass mit der Grafikkarte @700/1000 noch deutlich höhere Frameraten drin wären, wenn die CPU nicht limitieren würde.
So sind mit der langsameren Grafikkarte in 1280x1024 immerhin noch 15,5 fps drin, wobei auch hier noch die CPU zu einem gewissen Anteil das Ergebniss beeinflusst. Die doppelt so schnelle Grafikkarte sollte also mindestens 31 fps abliefern können. Tatsächlich sind es mit dem Core 2 Duo @ 3 GHz nur 23 fps.
Ein Quadcore würde in dieser Situation also meine Framerate um mindestens 35% verbessern. Gefühlt ist der Unterschied zwischen 23 fps und 31 fps zudem noch deutlich größer, weil das Eine merklich ruckelt und das Andere kaum noch.

Bei starker CPU-Limitierung (Core 2 Duo @ 1,5 GHz) sieht man, dass die Auflösung praktisch keine Rolle spielt. Egal, ob der 0,48 Mio. Pixel oder 1,76 Mio. Pixel gerendert werden müssen, die Framerate bleibt nahezu gleich. Dennoch liefert die nur halb so schnelle Grafikkarte deutlich niedrigere Frameraten. Das sieht aus wie ein Widerspruch, scheint aber eine typische Eigenart der Streaming-Engine von GTA IV zu sein. Offenbar spielt die Grafikkarte bei CPU-Limitierung eine Rolle, aber nicht Bezug auf das das Rendern von Pixeln. Vielleicht ist die Speicherbandbreite ausschlaggebend.

[OC_Burner]

Vielleicht wäre es mal ein Versuch wert den Arbeitsspeicher herrunter zu takten. Kann durchaus sein das die Speicherbandbreite auch eine wichtige Rolle spielt. Vielleicht sind i7 Systeme deshalb schneller.

[sei laut]

@OC_Burner: Dann kommt er aber nicht auf 3 Ghz, jedenfalls nicht, wenn er FSB und Ramtakt 1:1 laufen lassen will.

@Topic: Die Einstellungen sind auch keine, mit denen ich wirklich spielen würde mit der Hardware-Kombo.
Nur zur Erklärung für Mitlesende, falls sich jemand mit so einem Prozzi @ 3Ghz den Kauf überlegt.
Für einen Benchmark sind höhere Einstellungen natürlich sinnvoll.

Meine Vermutung ist bzgl. der Frames, dass den kleinen C2Ds wie dem E4300 hier der kleine L2 Cache zum Verhängnis wird.

[Raff]

Meine Vermutung ist bzgl. der Frames, dass den kleinen C2Ds wie dem E4300 hier der kleine L2 Cache zum Verhängnis wird.

Das eh (wie immer). Im Falle dieses Spiels ist sein Verhängnis aber primär, dass ihm 2 Kerne fehlen. ;D Selbst ein Wolfdale mit 4,0 GHz hat Probleme, auf das Fps-Niveau eines Kentsfield-Quads @ 3,0 GHz zu kommen.

MfG,
Raff

[sei laut]

Bisschen früh, um einen Wolfdale mit 4Ghz und einen Kentsfield @ 3Ghz ins Midrange zu stopfen.. ;)