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Alt 15.03.2017, 16:00   #1 (permalink)
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Oromis wird schon bald berühmt werden

Standard AMD FX 8300 und Athlon 860K unter DirectX 12

Athlon 860K und FX 8300 – Ein letzter Blick zurück

- Einstieg
- Die Prozessoren
- Die Testsysteme
- Leistung in DX11 und DX12
- Fazit

Achtung: In späteren Leistungstests wird manchmal ein i7 5820K hinzugezogen. Dieser befindet sich dort aus rein akademischen Gründen, er steht aufgrund seines extrem hohen Preises in keinerlei Konkurrenz zu den anderen verwendeten Prozessoren.


Einstieg
In diesem Test soll der Einfluss der modernen DX12-API auf die Spieleperformance mit AMD-Prozessoren überprüft werden. Dabei steht die Modularchitektur im Fokus, der Nachfolger Ryzen hingegen (noch) nicht.

Mantle
2013 wurde erstmals AMDs „Mantle“ vorgestellt. Die in Kooperation mit DICE entwickelte Grafikschnittstelle ermöglichte eine verhältnismäßig hardwarenahe Programmierung und damit eine starke Reduzierung des hohen CPU-Overheads von den damals modernen Konkurrenzschnittstellen DirectX 11 und OpenGL 4. Gleichzeitig wurde die Aufteilung der Gesamtlast auf mehrere Prozessorkerne vereinfacht.
Auf Seiten der Grafikprozessoren konnte erstmals der gesamte Befehlssatz von GCN-Grafikkarten angesprochen werden, allem voran stand später vor allem die Verwendung der ACEs (Asynchronous Compute Engine) zur effizienteren Abarbeitung von Berechnungen große Vorteile.

Auf das ausschließlich auf AMD-Grafikkarten funktionierende Mantle antworteten Microsoft (DirectX) und die Khronos Group (OpenGL) mit DirectX12 (2015) und Vulkan (2016). Beide Schnittstellen versprachen ähnliche Vorteile wie Mantle, ohne aber den Nachteil an einen einzelnen Grafikkartenhersteller gebunden zu sein. Die „Low Level APIs“ sind damit endgültig im Spielemarkt angekommen.

Noch bevor Mantle und DirectX 12 für die Öffentlichkeit frei gegeben wurden verkündete Raja Koduri, Leiter von AMDs Grafikkartenabteilung, dass sich Entwickler auf diese anstatt Mantle konzentrieren sollten. Zeitgleich wurde spekuliert, dass Vulkan zu Teilen auf Mantle aufbaut; einige Codeteile sogar identisch übernommen wurden.

Vulkan
Vulkan ist der Nachfolger des Industriestandards OpenGL. Die Grafikschnittstelle ist Plattformunabhängig, läuft also neben Windows auch auf Linux und Android. OpenGL wird weniger für Spiele, umso mehr allerdings für Programme eingesetzt - beispielsweise die 3D-Software Blender ist in OpenGL geschrieben.
Vulkan bringt hier dieselben Vorteile wie schon Mantle: Geringere CPU-Auslastung und eine bessere Nutzung bei Mehrkernprozesoren.

Aktuell wird Vulkan von den Grafikarchitekturen Kepler, Maxwell, Pascal und GCN 1 bis GCN 4 unterstützt.

Die beiden prominentesten Spiele mit Vulkan dürften wohl zweifelsohne Dota 2 und Doom sein. Aktuell gibt es 12 Titel die Vulkan bereits unterstützen oder für die ein entsprechendes Update angekündigt wurde.

DirectX 12
DirectX 12 ersetzt das mit Windows 8.1 eingeführte DirectX 11.2. DirectX 12 ist ausschließlich auf Windows 10 verfügbar und wird vornehmlich in Spielen eingesetzt.
Auch hier gehört eine bessere Performance zu den Vorteilen, zusätzlich gibt es die Featurelevel 12.0 und 12.1, die beide zusätzlich einige weitere Funktionen erfordern die die Grafik beeinflussen.

Die jeweiligen Ausbaustufen werden wie folgt unterstützt:

DirectX 12:
  • Kepler
  • Fermi
  • Maxwell 1. Gen

DirectX 12 Featurelevel 12.0:
  • GCN 1.1 (GCN2)
  • GCN 1.2 (GCN3)
  • GCN 1.3 (GCN4 „Polaris“)

DirectX 12 Featurelevel 12.1:
  • Pascal
  • Maxwell 2.0

Aktuell gibt es 20 Spiele die DirectX12 unterstützen, sechs davon setzen es sogar voraus.
Unter den DirectX12-Spielen befinden sich beispielsweise Titel wie Star Wars Battlefront, Battlefield 1, Rise of the Tomb Raider und Forza Horizon 3.


Die Testkandidaten
Im Test kommen zwei verschiedene AMD-Prozessoren zum Einsatz. Einerseits der FX 8300 auf Basis der Piledriver-Architektur, andererseits der Athlon 860K der auf Steamroller setzt.

FX 8300
  • Sockel: AM3+
  • Kerne: 8 (4 Module)
  • Basistakt: 3.30 Ghz
  • Turbomodus: 4.2 Ghz
  • TDP: 95W
  • Fertigungsprozess: 32nm Globalfoundries
  • L2 Cache: 4x2MB
  • L3 Cache: 8MB
  • Speichercontroller: 1866 Mhz

Athlon 860K
  • Sockel: FM+
  • Kerne: 4 (2 Module)
  • Basistakt: 3.70 Ghz
  • Turbomodus: 4.00 Ghz
  • TDP: 95W
  • Fertigungsprozess: 28nm Globalfoundries
  • L2 Cache: 2x2MB
  • L3 Cache: Nicht vorhanden
  • Speichercontroller: 2133 Mhz


Die Testsysteme
  • FX 8300
  • MSI 970A Gaming Pro Carbon
  • 2x8Gb G.Skill Ripjaws 1866Mhz
  • Cooler Master Hyper 212 LED
  • Sapphire R9 380 Nitro 4GB
  • OCZ Arc 100 240GB
  • Athlon 860K
  • ASRock FM2A78M-ITX+
  • 2x8Gb G.Skill Ripjaws 2133Mhz
  • Noctua NH-L9a mit Be Quiet Silent Wings 2 92mm
  • Sapphire R9 380 Nitro 4GB
  • OCZ Arc 100 240GB
  • i7 5820K
  • MSI X99S SLI Plus
  • 4x8Gb Crucial 2133Mhz
  • Noctua NH D14
  • Sapphire R9 380 Nitro 4GB
  • OCZ Arc 100 240GB


Leistung in DX11 und DX12
Für die Tests kommt auf allen Systemen Windows 10 mit dem Crimson ReLive 17.3.1 Hotfix als Grafiktreiber zum Einsatz. Die Bildraten der Spiele werden, sofern vorhanden, über die Spielinternen FPS-Zähler ermittelt. Gibt es einen solchen nicht kommt der MSI Afterburner (Rivatuner Statistics Server) zum Einsatz.

An dieser Stelle sei noch ein mal erwähnt, dass der i7 5820K aus rein akademischen Gründen in diesem Test zum Einsatz kommt. Er kostet mehr als doppelt so viel wie die beiden anderen Prozessoren zusammen und steht somit nicht im Geringsten in Konkurrenz mit diesen.



Getestet werden drei Spiele: Total War: Warhammer, Rise of the Tomb Raider und Deus Ex: Mankind Divided. Als Grafikeinstellungen wird jeweils das niedrigste Preset verwendet. Die Auflösung in Deus Ex und ROTTR ist 800x600, in Warhammer ist sie 1024x768. Hintergrund für diese extrem niedrigen Grafikeinstellungen ist die Art des Tests: Um die Leistungsfähigkeit von Prozessoren möglichst gut wiederzugeben, muss eine Limitierung durch die Grafikkarte möglichst ausgeschlossen werden. Bei den maximalen Grafikeinstellungen sind die Bilder pro Sekunde bei den meisten Spielen durch die Grafikkarte begrenzt.

Total War: Warhammer
Das im Mai 2016 vorgestellte Strategiespiel „Total War: Warhammer“ wurde von Sega entwickelt und ist sowohl für Windows als auch für Linux erhältlich. Der Gaming-Evolved-Titel unterstützt die Grafikschnittstellen DirectX 11, 12 und OpenGL.

Beim Wechsel von DirectX 11 auf DirectX 12 zeigt sich ein interessantes Bild: Während der FX 8300 um 10FPS auf 60FPS Durchschnittswert zulegt bleibt der Athlon 860K um 2FPS auf der gleichen Position. Der i7 5820K verliert sogar Leistung: Gut 30% weniger Bilder werden ausgegeben.
Zusätzlich fällt auf, dass der FX 8300 bei genau 60 Bildern pro Sekunde hängen bleibt: Unter DirectX 12 bleibt die Bildausgabe fast durchgehend bei 60FPS und geht nur gelegentlich kurz auf 59 herunter. Warum der Prozessor nicht über die 60 hinaus geht ist unklar: Vsync oder vergleichbare Framelimiter waren für den Test selbstverständlich deaktiviert, und der i7 der mit exakt der gleichen SSDs getestet wurde prallte nicht an dieser Blockade ab.
Dennoch ist festzuhalten, dass der FX 8300 durch die Aktivierung von DirectX 12 gut (20%) an Leistung zulegt, der Athlon hingegen in etwa auf seiner Position verharrt (Messungenauigkeit).

Vermutlich ist der positive Effekt in DirectX12 also auf die bessere Nutzung mehrerer Kerne anstatt der effizienteren Nutzung der einzelnen Kerne zurückzuführen. Für den starken FPS-Verlust des i7 5820K mit seinen 12 Threads ist kein Grund erkennbar, vermutlich gibt es hier Engine-Probleme.

ROTTR
Das im Januar 2016 für den PC veröffentlichte Rise of the Tomb Raider wurde von Crystal Dynamics entwickelt und unterstützt DirectX 11 sowie DirectX 12. Das Spiel ist ein Teil von Nvidias „The Way It's meant to be played“-Kampagne, setzt aber im Kontrast dazu die auf AMDs TressFX 3.0 basierende PureHair-Technologie zur Darstellung von realistischen Haaren.

Aktiviert man DirectX12 gewinnen alle drei getesteten Prozessoren an Leistung. Der Athlon 860K um 5%, der FX 8300 um 7%. Diese Werte sind noch recht knapp an der Messungenauigkeit, dafür bekommt man aber einen anderen Vorteil: Stabilere Frametimes, oder auf Deutsch: Die Prozessoren brechen in anspruchsvollen weniger ein. Die minimal dargestellten Bilder pro Sekunde sind unter DirectX 12 beim FX 8300 72% und beim Athlon 860K sogar ganze 78% höher als unter DirectX 11. Hier lohnt sich das umstellen also auf jeden Fall, um bei besonders anspruchsvollen Szenen starke Ruckler zu umgehen.

Deus Ex
Das letzte getestete Spiel ist Deus Ex: Mankind Divided. Das von Eidos Montreal entwickelte Spiel setzt auf die Dawn-Engine und kam im August 2016 auf den Markt. Unterstützt werden, wie schon bei Total War, DirectX 11, 12 und Vulkan. Der Titel ist des von AMDs Gaming-Evolved Programm.

Der Wechsel von DirectX 11 auf 12 bringt im Spiel teilweise Zuwächse: Der Athlon 860K und der i7 5820K legen beide leicht (~6%) zu, der FX 8300 verliert hingegen deutlich FPS. Interessant ist an dieser Stelle, dass der Prozessor dabei nicht an die Auslastungsgrenze stößt: Unter DirectX 12 wurde der Prozessor nur mit etwa 65% ausgelastet; weniger als unter DirectX 11. Hier scheint also erneut ein Engine-Problem vorzuliegen.


Fazit
DirectX 12 aktivieren oder nicht, diese Frage sollte der Test für Nutzer von AMD Prozessoren auf Basis der Pildriver- und Steamroller-Architektur beantworten.
Zumindest ein Anhaltspunkt kann hiermit gegeben werden: DirectX 12 kann die Leistung auf den getesteten AMD-Prozessoren zum Teil stark steigern. Gerade in Rise of the Tomb Raider werden die minimalen dargstellten Bilder pro Sekunde durch DirectX 12 auf ein deutlich höheres und damit für das Auge angenehmes Niveau angehoben. Auch in Total War: Warhammer gibt es spürbare Gewinne, wenn auch nur für den FX 8300.

Auffällig im Test ist nur Deus Ex: Manking Divided. Während der Athlon 860K hier leicht an Geschwindigkeit zulegt verliert der FX 8300 an Leistung – während gleichzeitig die Prozessorauslastung mit sinkt. Hier scheint es also noch Probleme bei der Implementierung der neuen DirectX-Version zu geben, und vor der Aktivierung sollte auf ein entsprechendes Update gewartet werden.

Alles in Allem ist der Wechsel auf DirectX 12 für Nutzer der angesprochenen Prozessoren auf jeden Fall einen – und auch einen zweiten – Gedanken Wert. Je nach Spiel können drastische Verbesserungen erzielt werden; um zu überprüfen ob das auch auf das jeweilig angedachte Spiel zutrifft sollten hingegen weitere Tests zu Rate gezogen werden.

Hinweis: Ebenfalls in diesem Forum hat der Nutzer JaRaFi ähnliche Tests durchgeführt. Darin wird auch die Performance in Doom – also mit der Grafikschnittstelle Vulkan – untersucht.

Freundin? Ich? Heißt Vega.

Geändert von Oromis (15.03.2017 um 16:37 Uhr)
Oromis ist offline   Mit Zitat antworten
3 Benutzer bedanken sich für den Beitrag:
JaRaFi (16.03.2017), poiu (15.03.2017), Raffnix (20.03.2017)
Alt 15.03.2017, 17:43   #2 (permalink)
Extrem Tweaker
 
Benutzerbild von poiu
 

Registriert seit: 19.10.2013
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poiu ist ein sehr geschätzer Menschpoiu ist ein sehr geschätzer Menschpoiu ist ein sehr geschätzer Menschpoiu ist ein sehr geschätzer Mensch

Standard AW: AMD FX 8300 und Athlon 860K unter DirectX 12

Schöner Test Danke
poiu ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
8300, 860k, amd, athlon, directx


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