3DMark bez čísla a přívlastků: co a jak vlastně nový benchmark testuje

0

Prostě 3DMark

Po rozličných experimentech s názvy jako 3DMark 99, 3DMark 2000 nebo 3DMark Vantage pojmenoval Futuremark nový benchmark nejjednodušeji, jak to šlo – 3DMark. Důvodem je to, že se pod tímto označením nově rozumí celý balík testů.

S novou verzí totiž přichází i jedna dost podstatná změna – benchmark má být multiplatformní, aby se dal „měřit“ výkon čehokoliv počínaje smartphony a konče výkonnými PC. Kromě verze pro Windows by měla následovat i varianta pro Windows RT, Android a iOS.

Verze pro Windows obsahuje tři testy – pro DirectX 11, 10 a 9. Všechny tři testy běží na enginu pro DirectX 11, takže je pro běh 3DMarku vyžadovaný operační systém s podporou DX11 (Windows Vista, Windows 7 a Windows 8), u testů pro nižší verze DirectX se ale využívají jen instrukce příslušené dané verzi, takže k jejich spuštění pak stačí grafická karta s podporou DirectX 10, případně DirectX 9.

Jiné platformy než Windows dostanou pochopitelně jinou variantu aplikace a soubory testů nemohou být napříč platformami stejné – stěží můžete chtít po mobilu, aby na něm nějak rozumně běžel test pro DirectX 11, který se na highendové grafické kartě pro PC cuká na dvaceti snímcích za sekundu.

Kvůli uvedeným změnám jsou součástí dokumentace i pasáže věnované „newspeaku“, ve kterých Futuremark vysvětluje, že tomu nemáme říkat 3DMark for Windows (a že to není ani 3DMark 13, nebo 3DMark Next), že nemáme zkracovat názvy jednotlivých testů, a také že nemáme říkat, že počítač dosáhl výsledku 3260 bodů, protože (a to je další změna), s novou verzí už není nic jako nějaké celkové skóre, ale jen hodnocení dosažená v jednotlivých testech. Správné hlášení výsledků má tedy znít „Nová karta dosahuje v testu 3DMark Fire Strike 10000 bodů“, zapovězeno je* něco jako „Nová karta dosahuje 10000 3DMarků“.

 

3DMark pro Windows (pardon) je balíkem tří testů – Fire Strike, Cloud Gate a Ice storm. Jednotlivá skóre jsou ale i nadále jakýmsi souhrnem všech podtestů v rámci daného balíku. Pokud vás zajímají vzorečky, jakými se z výsledků dílčích testů počítá celkové skóre, nahlédněte, prosím, do dokumentace (pdf) od Futuremarku. A teď už přejdeme k popisu jednotlivých testů.

3DMark screenshots

Fire Strike (DirectX 11)

Fire Strike

Fire Strike je určený pro výkonná PC, ze tří testů je nejnáročnější, běží pod DirectX 11 a využívá více vláken. Skládá se ze dvou testů grafiky, testu fyziky a kombinovaného testu, který zatěžuje zároveň procesor i grafickou kartu. V edicích Advanced a Professional je navíc k dispozici ještě režim Extreme určený pro testování highendových systémů a řešení s multi-GPU.

Jde o ekvivalent pro 3DMark11, ale oproti němu je modernější. Výsledné skóre obou benchmarků není porovnatelné.

V enginu pro tento test se využívá multithreading, teselace (PN triangles, phong a displacement mapping s podporou triangle i quad teselace), deferred lighting, ambient occlusion, pro výpočty osvětlení povrchů může mimo jiné využívat i horizon based screen space ambient occlusion (HBAO), dále volumetrické osvětlení a osvětlení částic. Post processing zahrnuje efekty jako particle based distortion (pod tím si můžete představit třeba vlnění teplého vzduchu), depth of field (hloubka ostrosti), odrazy od čoček, bloom (počítaný Rychlou Fourierovou transformací), antialiasing (MSAA a po tone mappingu FXAA) či simulace dýmu.

Podrobnější popis použitých technologií a způsobu využití najdete opět v původní dokumentaci v angličtině, jejich přepis by vydal na další čtyři strany (kvůli používané terminologii beztak napůl anglického textu). Pokud se v daných technologiích orientujete, nemělo by vám to ani v angličtině dělat problémy.

Pro test jsou (v placených verzích 3DMarku) k dispozici dvě předvolená nastavení – v newspeaku je to 3DMark Fire Strike a 3DMark Fire Strike Extreme. Náročnější nastavení Extreme běží na vyšším rozlišení  nabízí vyšší kvalitu renderingu, vyšší zátěž GPU, se kterým by mělo být na velmi výkonném hardwaru dosaženo přesnějších výsledků. Ještě samozřejmá poznámka – výsledná skóre z obou nastavení nejsou vzájemně porovnatelná.

3DMark screenshots 3DMark screenshots

  Default Extreme
Resolution 1920 × 1080 2560 × 1440
GPU Memory Budget 1 GB 1,5 GB
Tessellation Detail Medium High
Surface Shadow Sample 8 16
Shadow Map Resolution 1024 2048
Volume Illumination Quality Medium High
Particle Illumination Quality Medium High
Ambient Occlusion Quality Medium High
Depth of Field Quality Medium High
Bloom Resolution 1/4 1/4

 

Graphics test 1

První test je změřený na výpočty geometrie a osvětlení. Částice se vykreslují v polovičním rozlišení a je vypnuto jejich dynamické osvětlení.

Ve scéně je sto kuželových světel, která vrhají stín a 140 světel bodových, která stín nevrhají. Renderuje se v průměru 3,9 milionu vrcholů, v základu je 500 000 ploch pro teselaci, po níž se ve scéně rasterizuje asi 5,1 milionů trojúhelníků.

Na vykreslení jednoho snímku je pro výpočty simulace částic a post processing zapotřebí asi 1,5 milionů volání compute shaderů. Průměrně je na každý snímek zpracováno 80 milionu pixel, oproti následujícímu testu je to méně, protože se nepoužívá efekt depth of field.

 

Graphics test 2

Druhý test se soustředí na částicové efekty a simulace na GPU. Částice se vykreslují v plném rozlišení a aktivní je i jejich dynamické osvětlení.

Na GPU se simulují dvě kouřová pole. Ve scéně je šest kuželových světel vrhajících stín a 65 bodových bez stínu.

V průměru se renderuje 2,6 milionů vrcholů, 240 000 ploch a 1,4 milionů útvarů, po teselaci je ve scéně pro rasterizaci připravených asi 5,8 milionů trojúhelníků.

Pro výpočty simulace kapalin a post processingu se během testu na každý snímek 8,1milionkrát volají compute shadery.

V každém snímku se zpracovává přibližně 170 milionů pixelů, v rámci post processingu se počítá i depth of field.

Physics test

Tento test se soustředí na schopnost hardwaru provádět fyzikální výpočty. Proto je zátěž GPU udržovaná na minimu, pro výpočty se používá knihovna Bullet Open Source Physics. Testuje se 32 simulovaných světů, na každém procesorovém jádru běží jedna simulace.

Combined test

Zatěžuje současně CPU a GPU. Zátěž GPU kombinuje prvky z prvního a druhého grafického testu, využívá teselaci, volumetrické osvětlení, simulaci částic, FFT Bloom a depth of field.

Na vytížení CPU se podílí výpočty fyziky pevných objektů – soch tříštících se na pozadí scény. V samostatnýc vlákech běží 32 simulovancých světů, v každém z nich je jedna socha složená ze 113 částí. V každém ze světů s výjimkou toho nejblíže ke kameře je dalších 16 neviditelných pevných objektů, které tlačí na rozkládající se elementy. Na každém jádru běží jedna simulace, počítá se opět pomocí Bullet Open Source Physics (přes CPU).

Cloud Gate (DirectX 10)

Cloud Gate

Cloud Gate je navržený pro notebooky a domácí PC. Jde o méně náročný test, který využívá pouze rozšíření DirectX 10_0, takže se dá pouštět i na starších kartách nebo integrovaných grafikách, které DirectX 11 nepodporují. Samotný engine, na kterém běží, ale DirectX 11 vyžaduje, takže je pro spuštění zapotřebí, aby vše bylo nainstalované na operačním systému, který DirectX 11 podporuje.

Test je složený ze dvou test grafické karty a jednoho testu fyziky a je ekvivalentem pro 3DMark Vantage (v tom, že oba běží na DirectX 10). Použitý engine se ale samozřejmě liší a ani výsledné skóre není vzájemně porovnatelné. Pro test se využívá stejný engine jako u Fire Strike, pochopitelně bez rozšíření DX11.

Standardně se testuje v rozlišení 1280 × 720 bodů, test je stavěný na 256 MB videopaměti.

3DMark screenshots

Graphics test 1

První test je náročný na výkon geometrické části při použití nenáročných shaderů.Zpracovává se přibližně 3 miliony vrcholů a 450 000 útvarů generovaných geometry shadery. Na každý snímek se vykresluje přibližně 1,1 milionu trojúhelníků. Je vypnuté volumetrické osvětlení, ale využívají se částicové efekty a při post processingu se přidává dept of field (hloubka ostrosti) a bloom počítaný pomocí FFT. Na každý snímek se zpracovává průměrně 18 milionů pixelů.

 

Graphics test 2

Druhý test se soustředí na složitější shadery při použití jednodušších útvarů. V každém snímku je zpracováno 1,8 milionů vrcholů a 340 000 útvarů a rasterizuje se asi 690 000 trojúhelníků. Při renderingu se využívá jednoduché volumetrické osvětlení, ale ne částicové efekty. Ostatní efekty post processingu jsou podobné předchozímu testu.

Physics test

Test se opět soustředí na schopnost hardwaru provádět fyzikální výpočty. Proto je zátěž GPU udržovaná na minimu.

Test má 32 simulovaných světů, v každém z nich jsou čtyři deformovatelné objekty (soft bodies), čtyři klouby a dvacet pevných objektů (rigid bodies), které spolu kolidují. Pevné objekty jsou neviditelné, slouží k tomu, aby vytvářela dojem, že se deformovatelné objekty klátí vlivem rázové vlny.

Na každé procesorové jádro se spouští jedna simulace, vše se počítá na procesoru (CPU) pomocí Bullet Open Source Physics Library a každý svět má svůj simulovaný částicový systém. Pro minimální zátěž GPU se při testu využívá forward rendering. Test trvá asi 20 sekund, ale samotné měření začíná až po osmi sekundách.

Ice Storm (DirectX 9)

Ice Storm

Ice Storm pro měření výkonu tabletů, ultrapřenosných notebooků a levných PC. Na měření výkonu GPU slouží první dva testy, ve třetím se testuje fyzika.

Jde o (pro PC) hodně nenáročný test, který na GeForce GTX 660 Ti někde pod dvěma tisíci fps. Má být jakýmsi ekvivalentem pro 3DMark06 pro DirectX 9, byť už není jako 3DMark06 svého času postavený na testování výkonných PC, ale na rozdíl od něj už je určený pro test výkonných mobilních zařízení.

Standardní rozlišení pro test je 1280 × 720 bodů a počítá se se 128 MB grafické paměti. S rozličnými rozměry displejů mobilních zařízení se Futuremark vyrovnal tím, že obraz v daném rozlišení renderuje napevno a následně jej zvětšuje nebo zmenšuje podle rozměrů obrazovky.

3DMark screenshots

Ve Windows a Windows RT je zapotřebí podpora Direct3D 9_3 nebo 9_1 s volitelnou podporou filtrování stínů, u Androida bude test vyžadovat podporu OpenGL ES 2.0 s kompresí textur ETC.

Ice Storm Engine

Na tomto místě jen zkopíruji příslušnou část z dokumentace, protože většina věcí a technologií z výčtu schopností enginu je stejně do češtiny stěží přeložitelná nebo přeložitelná dost kostrbatě (resp. i v české terminologii se raději používají anglické výrazy).

  • Traditional forward rendering using one pass per light.
  • Scene updating and visibility computations are multithreaded.
  • Draw calls are issued from a single thread.
  • Support for skinned and static geometries.
  • Surface lighting model is basic Blinn Phong.
  • Supported light types include unshadowed point light and optionally shadow mapped
  • directional light as well as pre-computed environmental cube.
  • Support for transparent geometries and particle effects.
  • 16-bit color formats are used in illumination buffers if supported by the hardware.

Graphics test 1

Testuje výkon hardwaru při zpracování vysokého počtu bodů při relativně nízké náročnosti na zpracování pixelů.

V průměrném snímku je asi 530 000 vrcholů a přibližně 180 000 trojuhelníků. S každým snímkem se zpracovává 4,7 milionů pixelů. Nízká zátěže při zpracování pixelů je dosaženo vynecháním náročných technik post processingu a tím, že se nerenderují částicové efekty.

 

Graphics test 2

Druhý test se naopak zaměřuje na zpracování velkého počtu pixelů. Ověřuje schopnost číst textury, provádět výpočty per-pixel a zapisovat do render targets. V průměrném snímku se zpracovává 12,6 milionů pixelů, větší zátěž oproti prvnímu testu má na svědomí přidání částicových efektů a post-processingu jako je bloom, záblesky světla a motion blur (pohybová neostrost).

Physics test

Tento test se soustředí na schopnost hardwaru provádět fyzikální výpočty. Proto je zátěž GPU udržovaná na minimu. Test má čtyři simulované světy, každý z nich má dva deformovatelná a dva pevné objekty (soft bodies a rigid bodies), která vzájemně kolidují. O výpočty se stará procesor, nikoliv GPU a na každé jádro CPU se spouští jedno vlákno. Pro výpočty fyziky se využívá Bullet Open Source Physics.

Srovnání verzí, licence, ceny

3DMark můžete pořídit ve třech edicích:

  • 3DMark Basic Edition (zdarma)
  • 3DMark Advanced Edition (24,99 dolarů)
  • 3DMark Professional Edition (995 dolarů)

Basic Edition nabízí jen základní možnost testování – spuštění testu se standardním nastavením, obdobně jako u minulých verzí se výsledky zobrazují až v internetovém prohlížeči po zaslání na web Futuremarku.

Při proklepání všech položek v aplikaci zjistíte, že je většina z nich nepřístupná nebo jen ukázková.

3DMark screenshots 3DMark screenshots 3DMark screenshots 3DMark screenshots 3DMark screenshots

Advanced Edition nabízí oproti základní verzi možnost pouštět jednotlivé testy individuálně, spustit Fire Strike s nastavením Extreme, možnost měnit nastavení testů, spouštět testy ve smyčce (pro testování stability) nebo procházet výsledky v interaktivních grafech.

Pokud byste chtěli kupovat rozšířenou edici pořídit, první týden máte možnost pořídit jej s 25% slevou na Steamu, pokud vlastníte 3DMark 11 Advanced Edition, dostanete na 3DMark při nákupu přes obchod Futuremarku rovněž slevu 25 %.

3DMark Advanced Edition můžete také dostat zdarma k vybraným základním deskám a grafickým kartám MSI a vybraným produktm Galaxy (ty označené mají mít uvnitř balení kupón).

Professional Edition… že by někdo z nás uvažoval o nákupu benchmarku verzi Professional za bezmála tisíc dolarů si nějak představit neumím. Každopádně jejím zakoupením získáte možnost komerčního využití (podrobnosti o licencování jsou na webu Futuremarku). Oproti oběma základním edicím nabízí navíc možnost automatizace testování přes příkazový řádek, nástroj pro porovnání kvality snímků, dále možnost prohlížení výsledků bez nutnosti nahrávat je na web Futuremarku, export výsledků do XML a prioritní uživatelskou podporu.

U verze Professional už je přístupné vše.

3DMark screenshots 3DMark screenshots 3DMark screenshots

I výsledky lze prohlížet offline přímo v aplikaci.

3DMark screenshots

Grafy napravo jsou dokonce interaktivní, kromě zobrazení změřených údajů je lze i zvětšovat a posouvat. Užitečné je to ale spíš v prohlížeči detailních výsledků, kde je graf mnohem větší.

3DMark screenshots 3DMark screenshots

Na ukázku vám nabízím ještě pár výsledků z počítačů, na kterých jsme test spustili. V prvním případě jde o naši testovací sestavu na grafické karty osazenou přetaktovaným modelelm GeForce GTX 660 Ti Windforce 2X od Gigabyte.

3DMark screenshots 3DMark screenshots 3DMark screenshots

Dále tu máme torzo testovací sestavy pro pravidelné recenze procesorů. Hlavní roli hraje grafická karta Gigabyte GeForce GTX 680 OC a CPU Intel Core i7-3770K. Jak vidíte, od plynulosti má předvolba Extreme ještě hodně daleko:

  
 

A nakonec pouze Fire Strike v nastavení Extreme na kombinaci Intel Core i7-870 @ 3,9 GHz a Radeonu HD 6950 od Sapphire (ref. takty):

  
  

O výsledky se s námi a dalšími uživateli podělte v už připravených vláknech:

Informační stránka a rozcestník odkazů pro stažení je na stránkách Futuremarku: futuremark.com/support/downloads

Stahovat můžete také přes Steam, nebo rovnou na jednom z oficiálních mirrorů (pro případ, že budou stránky Futuremarku zase přetíženy):

3DMark bez čísla a přívlastků: co a jak vlastně nový benchmark testuje

Ohodnoťte tento článek!