Intel vs AMD: Pelisuorituskyky eri näyttöresoluutioilla

io-techin prosessoritesteissä on aina mukana 3D-pelitestit ja mukaan on pyritty valitsemaan sellaisia pelejä, joissa on nähtävissä prosessorin vaikutus suorituskykyyn mahdollisimman hyvin, eikä näytönohjain olisi pullonkaulana. Korkeammilla 1440p- ja 4k-näyttöresoluutioilla prosessorin merkitys vähenee huomattavasti ja suorituskyvystä tulee entistä enemmän tai lähes täysin näytönohjainriippuvainen.

Yleensä tuotejulkaisuihin liittyvien kiireellisten aikataulujen ja itsestään selvänä pidettyjen asioiden johdosta emme ole esittäneet artikkeleissa tuloksia Full HD -resoluutiota korkeammilla tarkkuuksilla ja sellaisilla peleillä, jotka eivät juurikaan hyödy prosessorin suorituskyvystä, kunhan se on riittävän hyvä. Tämän seurauksena artikkeleidemme pelitestien tuloksia tutkimalla lukijalle on saattanut jäädä virheellinen mielikuva prosessoreiden todellisesta pelisuorituskyvystä sillä esillä on ollut ainoastaan sellaista ääripäätä edustavat tulokset, joissa prosessorin merkitys pelin suorituskykyyn on ollut varsin suuri.

Jossain ulkomaalaisilla sivustoilla käytetään vieläkin alhaisempaa, kuten 1280×720-resoluutiota, jotta näytönohjaimen merkitys suorituskykyyn saataisiin eliminoitua kokonaan. Pyrimme io-techin testeissä kuitenkin ensisijaisesti todellisiin käyttöskenaarioihin, joten olemme tästä syystä käyttäneet alhaisimmillaan Full HD -resoluutiota.

Tässä artikkelissa ajamme suorituskykymittaukset Intelin ja AMD:n suorituskykyimmillä työpöytäprosessoreilla eli 8-ytimisillä Core i9-9900K:lla ja Ryzen 7 2700X:llä, kolmella pelillä ja kolmella yleisimmällä resoluutiolla. Testaamme, minkälaiset erot syntyvät kun peli on hyvin näytönohjain- tai prosessoririippuvainen ja miten suurempi näyttöresoluutio vaikuttaa suorituskykyyn.

Päivitys: Alunperin testeissä oli mukana myös edulliset noin 160-170 euron hintaiset Core i3-8350K- ja Ryzen 5 1600X -prosessorit, mutta havaitsimme Battlefield 1- ja The Witcher 3 -tuloksissa ongelmia. Tästä syystä julkaisemme lähitulevaisuudessa artikkeliin jatko-osan, jossa on mukana enemmän prosessoreita, pelejä ja GeForce RTX 2080 Ti -näytönohjain.

Testikokoonpano

Testiprosessoreita molemmista leireistä edustaa yhtiön suorituskykyisin ja kallein työpöytäprosessori eli Inteliltä Core i9-9900K ja AMD:lta Ryzen 7 2700X. Molemmat prosessorit ovat 8-ytimisiä ja varustettu SMT- eli Simultaneous Multi-Threading -ominaisuudella eli ne kykenevät suorittamaan samanaikaisesti 16 säiettä. Core i9-9900K:n hintataso Suomessa on tällä hetkellä edullisimmillaan alkaen 550 eurosta, mutta heikon saatavuuden takia hyllytavarasta joutuu maksamaan lähes 700 euroa. Ryzen 7 2700X on hinnoiteltu alkaen 330 euroa eli 9900K on vähintään 220 euroa eli 67 % kalliimpi.

Näytönohjaimena testeissä oli käytössä suorituskykyinen GeForce GTX 1080 Ti ja testit ajettiin 1920×1080-, 2560×1440- ja 3840×2160-resoluutioilla.

Hintataso Suomessa 21.11.2018

• Ryzen 7 2700X: alkaen 330 €
• Core i9-9900K: alkaen 550 €

Muiden komponenttien osalta avonaisessa testikokoonpanossa oli käytössä 64-bittinen Windows 10 Pro-käyttöjärjestelmä ja testiohjelmat oli asennettuna 250 gigatavun SSD-asemalle. Virransyötöstä vastasi Seasonicin 650-wattinen SS-650KM-virtalähde.

LGA 1151 -alusta:

• Intel Core i9-9900K (8/16 ydintä/säiettä)
• Asus ROG Strix Z390-E (Z390-piirisarja)
• 2 x 8 Gt G.Skill Flare X @ DDR4-3200 (14-14-14-34)

AM4-alusta:

• AMD Ryzen 7 2700X (8/16 ydintä/säiettä)
• Asus ROG Crosshair VII Extreme (X470-piirisarja)
• 2 x 8 Gt G.Skill Flare X @ DDR4-3200 (14-14-14-34)

Muut komponentit:

• Asus ROG Strix GeForce GTX 1080 Ti OC
• Corsair Force GT 250 Gt / Intel 250 Gt SSD
• Seasonic SS-650KM (650 W)
• Microsoft Windows 10 Pro 64-bit

Pelisuorituskyvyn testimetodi

io-techin prosessori- ja näytönohjaintesteissä 3D-suorituskykyä mitataan pelaamalla peliä 60 sekunnin ajan ja OCAT-sovelluksen avulla mitataan keskimääräinen ruudunpäivitysnopeus ja 99. persentiili.

99. persentiili (99th percentile) ilmoittaa muuttujan arvon, jota parempia ovat 99 % arvoista. Yksinkertaistetussa esimerkissä on 100 mitattua arvoa, jotka asetetaan paremmuusjärjestykseen. 99. persentiili jättää huomioimatta huonoimman eli 100. arvon ja ilmoittaa 99. parhaimman arvon. Käytännössä 60 sekunnin aikana renderöidään tuhansia ruutuja.

Kyseessä ei ole siis perinteinen ruudunpäivitystesteissä esitetty minimiarvo, joka voi olla vain yksittäinen muita hitaammin renderöity ruutu ja poikkeustapaus, vaan minimi, kun 1 % huonoimpia ruutuja on jätetty huomioimatta. Esimerkiksi 60 FPS:n keskimääräisellä ruudunpäivitysnopeudella renderöidään 3600 ruutua ja 99. persentiili jättää huomioimatta 1 % huonoimmista ruuduista eli 36 ruutua.

Shadow of the Tomb Raider

Syyskuussa julkaistu Shadow of the Tomb Raider on Eidos Montréalin ja Crystal Dynamicsin kehittämä AAA-luokan toimintaseikkailu. Peli on kehitetty osana NVIDIAn The Way It’s Meant to be Played -ohjelmaa ja se tukee DirectX 12 -rajapinnan ohella viimeisimpiä grafiikkaominaisuuksia, kuten pian julkaistavan päivityksen myötä rautakiihdytettyä säteeenseurantaa. Yleisesti ottaen Shadow of  the Tomb Raider on graafisesti hyvin raskas peli näytönohjaimille.

Tomb Raiderissa kaikilla resoluutioilla suorituskyky oli Core i9-9900K:lla ja Ryzen 7 2700X:llä käytännössä identtinen. Full HD -resoluutiolla Core i9-9900K:n 99. persentiili oli noin 12 % parempi.

Battlefield 1

Vuonna 2016 julkaistu Battlefield 1 on EA:n ja Dicen kehittämä ensimmäisen persoonan ammuntapeli. AAA-luokan peli sijoittuu ensimmäiseen maailmansotaan ja pelisarja on tunnettu näyttävistä grafiikoista, erilaisista ajoneuvoista ja tuhoutuvista rakennuksista ja rakennelmista. Peli tukee DirectX 12 -rajapintaa, mutta pelattavuus on yleisesti todettu olevan parempi vanhemmalla DirectX 11 -rajapinnalla. Battlefield 1 pyörii näyttävistä grafiikoista huolimatta yllättävän hyvin keskitasonkin näytönohjaimilla ja osaa hyödyntää yli neljää prosessoriydintä.

Battlefield 1:ssä syntyi Full HD- ja 1440p-resoluutioilla selvä ero keskimääräisessä ruudunpäivitysnopeudessa Core i9-9900K:n ja Ryzen 7 2700X:n kesken. Full HD -resoluutiolla 9900K oli 30 FPS:ää eli noin 18 % ja 1440p-resoluutiolla 11 FPS:ää eli noin 8 % suorituskykyisempi kuin Ryzen 7 2700X. 4k-resoluutiolla ero kaventui 4 FPS:ään eli noin 5 %:iin.  Vastaavat erot nähtiin 99. persentiilissä 9900K:n hyväksi.

The Witcher 3

The Witcher 3 on CD Projekt Redin kehittämä ja vuonna 2015 julkaistu toimintaroolipeli, joka on kerännyt erittäin positiiviset arvostelut ja pelaajien suosion. Pelin kehitysbudjetti ei ollut vastaava kuin suurimmissa pelituotannoissa, mutta kyseessä on silti kokonaisuutena ehdottomasti AAA-luokan peli. The Witcher 3 on sen verran vanha peli, ettei siinä ole DirectX 12 tukea, mutta grafiikat edustavat aikakautensa parhaimmistoa. Pelimoottori on erittäin riippuvainen prosessorin, muistien ja alustan suorituskyvystä, mutta samalla se on erityisesti 4k-resoluutiolla myös graafisesti hyvin vaativa.

The Witcher 3:ssa nähtiin isoimmat erot Full HD- ja 1440p-resoluutioilla. Core i9-9900K oli Full HD -resoluutiolla 36 FPS:ää eli jopa noin 30 % ja 1440p-resoluutiolla 11 FPS:ää eli noin 9 % suorituskykyisempi kuin Ryzen 7 2700X. 4k-resoluutiolla ero supistui keskimääräisen ruudunpäivitysnopeuden osalta 1,6 FPS:ään eli käytännössä olemattomaksi 2 %:iin, mutta 9900K:lla oli edelleen 99. persentiili noin 12 % parempi.

Loppuyhteenveto

Testasimme Intelin ja AMD:n suorituskykyisimpien työpöytäprosessoreiden suorituskykyä kolmella pelillä ja kolmella eri resoluutiolla. Yksi peleistä eli Shadow of the Tomb Raider oli täysin näytönohjainriippuvainen ja kaksi peleistä eli Battlefield 1 ja The Witcher 3 skaalautui alhaisemmilla resoluutoilla hyvin prosessorin suorituskyvyn mukaan.

Shadow of the Tomb Raider edustaa todennäköisesti suurinta osaa nykyisistä ja uusista peleistä eli prosessorin suorituskyvyllä ei käytännössä ole kuin vähäinen merkitys keskimääräiseen ruudunpäivitysnopeuteen. Molemmat prosessorit suoritutuivat identtisesti keskimääräisen ruudunpäivitysnopeuden osalta, mutta Full HD -resoluutiolla 9900K:n 99. persentiili oli noin 12 % parempi.

Battlefield 1 ja The Witcher 3 ovat harvinaisempia pelejä, joissa prosessorin suorituskyky vaikuttaa alhaisemmilla resoluutioilla merkittävästi keskimääräiseen ruudunpäivitysnopeuteen. Siitä syystä kyseiset pelit ovat olleet käytössä io-techin prosessoriartikkeleissa hyvinä esimerkkeinä, minkälaisia eroja eri prosessoreilla on mahdollista saavuttaa, jos peli ja pelimoottori skaalautuvat prosessorisuorituskyvyn mukaan. Full HD- ja 1440p-resoluutoilla ruudunpäivitysnopeus skaalautui hyvin prosessorisuorituskyvyn mukaan, mutta 4k-resoluutiolla ero kaventui pariin prosenttiin. Sen sijaan 99. persentiili oli molemmissa peleissä kaikilla resoluutioilla parempi 9900K:lla.

Yhteenvetona voidaan todeta, että näytönohjainriippuvaisissa peleissä keskimääräisessä ruudunpäivitysnopeudessa ei todennäköisesti juurikaan nähdä eroja nykyprosessoreiden kesken, mutta minimiä esittävässä 99. persentiilissä saattaa syntyä selviä eroja. Edellä testatuissa kolmessa pelissä 9900K:lla 99. persentiili oli 4k-resoluutiolla oli 4-12 % parempi kuin Ryzen 7 2700X:llä, vaikka keskimääräiset ruudunpäivitysnopeudet olivat hyvin lähellä toisiaan. Prosessoririippuvaisissa peleissä, kuten The Witcher 3:ssa ja Battlefield 1:ssä, Full HD- ja 1440p-resoluutioilla nähtiin 8-30 % eroja prosessoreiden kesken niin keskimääräisessä ruudunpäivitysnopeudessa kuin 99. persentiilissä.

Testaamme io-techin testilaboratoriossa jatkuvasti uutuuspelejä ja poimimme niistä parhiten soveltuvimmat mukaan prosessori- ja näytönohjainartikkeleiden testipatteriin. Jatkossa lisäämme prosessoriartikkeleihin mukaan tulokset myös korkeammilla resoluutoilla ja näytönohjainriippuvaisella pelillä, jotta lukijoiden on helpompi hahmottaa prosessorin todellinen pelisuorituskyky.