PCIe 3.0 против PCIe 4.0: сравниваем производительность Radeon RX 6500 XT и GeForce RTX 3050

Оглавление

  • Немного о PCI Express (PCIe)
  • Видеокарты под вопросом
  • Конфигурация стенда и список игр для тестирования
  • Результаты тестов
  • Выводы

Еще года 3 назад абсолютно все видеокарты создавались в расчете на использование в слотах PCI Express x16, и никому в голову не приходило урезать их интерфейс, уменьшив количество линий. Однако недавно мы стали свидетелями выпуска видеокарт GeForce RTX 3050 и Radeon RX 6600 с интерфейсом PCIe x8, а Radeon RX 6500 XT вообще получил PCIe x4. Со времен анонса PCI Express все помнят, что пропускная способность у этого интерфейса огромная («ничего не будет: ни ISA, ни PCI, ни AGP — одно сплошное телевидение PCI Express»), да еще регулярно выходили все более быстрые версии PCIe. Но теперь, когда мы наблюдаем частичный регресс в этой области, встает вопрос: оправданы ли действия производителей видеокарт? Не повлияют ли подобные «обрезания» на скорость карточек? Этому вопросу мы и решили посвятить небольшое практическое исследование.

Немного о PCI Express (PCIe)

Интерфейс PCI Express (PCIe) используют для подключения видеокарт, твердотельных накопителей (SSD), звуковых и сетевых карт, а также других периферийных контроллеров, чипов и чипсетов. Этот интерфейс появился в 2003 году и с тех пор широко распространился, полностью вытеснив из современных компьютеров шину PCI. Принципиальным отличием PCI Express было то, что с помощью этого интерфейса устройства соединяются напрямую друг с другом (линиями, lane), тогда как в случае PCI все компоненты подключались к общей шине (и делили ее пропускную способность между собой). Последовательный способ передачи данных позволял сравнительно легко наращивать частоту передачи, что находило свое отражения в новых версиях стандарта: PCI Express 1.0 (2003 год), PCI Express 2.0 (2007 год) и PCI Express 3.0 (2010 год). С 2010-го по 2017-й новых версий не появлялось, и версия 3.0 долгое время оставалась последней и самой актуальной. При использовании 16 линий скорость передачи данных по интерфейсу PCI Express версии 3.0 достигала 15,8 ГБ/с.

PCIe 3.0 против PCIe 4.0: сравниваем производительность Radeon RX 6500 XT и GeForce RTX 3050

Интерфейс PCI Express версии 4.0 появился в 2017 году и при использовании 16 линий обеспечивал скорость 31,5 ГБ/с, а версия 5.0 со скоростью 63 ГБ/с была представлена уже через два года в 2019-м, однако впервые была реализована лишь в конце 2021 года в 12-м поколении процессоров Intel Core. На данный момент основной и самой распространенной версией можно считать 4.0, именно с поддержкой этой версии интерфейса до сих пор выпускается большинство новых видеокарт и твердотельных накопителей (SSD-дисков).

PCIe 3.0 против PCIe 4.0: сравниваем производительность Radeon RX 6500 XT и GeForce RTX 3050
Разъемы для слотов PCI Express с шириной в 1, 4, 8 и 16 линий

Видеокарты под вопросом

Radeon RX 6500 XT

PCIe 3.0 против PCIe 4.0: сравниваем производительность Radeon RX 6500 XT и GeForce RTX 3050

Видеоускоритель Radeon RX 6500 XT основан на графическом процессоре Navi 24, производимом по 6-нанометровому технологическому процессу. Число сигнальных линий PCIe у него — 4. Если ваша материнская плата старше трех лет, то ее слоты поддерживают только PCIe версии 3.0, и в таком случае всего 4 линии (с суммарной пропускной способностью 4 ГБ/с) могут теоретически стать реальным ограничением, замедляя скорость обмена данными между видеокартой и оперативной памятью. Объем локальной памяти у Radeon RX 6500 XT составляет 4 ГБ, моделей с бо́льшим объемом не существует, хотя подобная модификация была даже у карточки прошлого поколения Radeon RX 5500 XT.

Логика в таком ограничении есть: это видеоускоритель начального уровня, на нем все равно не получится играть с максимальным качеством графики (что в интересующем нас аспекте означает — с огромными текстурами). Однако все игры разные в плане требовательности к объему памяти, требования к производительности у пользователей тоже разные, и нередко можно оказаться в ситуации, когда 4 ГБ локальной видеопамяти будет катастрофически мало, нужно минимум 6, а лучше 8 — и это мы говорим про младшие и средние видеокарты, а не топовые. А как только локальной памяти не хватает, становится актуальна скорость передачи данных, определяемая тем самым (урезанным в данном случае) интерфейсом PCIe. Безусловно, AMD, создавая эту модель ускорителя, ориентировалась на PCIe версии 4.0: карта ее поддерживает, современные платформы — тоже. Но ведь кто-то может захотеть проапгрейдить новой видеокартой старый компьютер — а там уже только PCIe 3.0 (и хорошо если не PCIe 2.0). Идея такого апгрейда в любом случае выглядит сомнительно, но ведь в наше сложное время игрокам часто приходится смотреть именно на недорогие решения, подобные Radeon RX 6500 XT, потому что есть надежда, что уж хоть их-то майнеры не раскупят (эффективность в майнинге у них низкая). Не будет ли старый графический интерфейс дополнительно ограничивать и без того не слишком высокую производительность Radeon RX 6500 XT? Давайте посмотрим.

GeForce RTX 3050

PCIe 3.0 против PCIe 4.0: сравниваем производительность Radeon RX 6500 XT и GeForce RTX 3050

GeForce RTX 3050 основан на урезанной версии GPU GA106. Скоро могут появиться аналогичные карты с GPU GA107, но оба содержат одинаковое количество CUDA-ядер (2560). Видеопамяти же в этом новом решении — 8 ГБ, хотя карта лишь едва дороже, чем Radeon RX 6500 XT. Кроме того, интерфейс у GeForce RTX 3050 тоже урезан, но лишь до PCIe x8. Сочетание этих факторов может стать важным преимуществом решения Nvidia.

Конфигурация стенда и список игр для тестирования

Конфигурация тестового стенда

  • Компьютер на базе процессора AMD Ryzen 9 5950X (Socket AM4):
    • Платформа:
      • процессор AMD Ryzen 9 5950X (разгон до 4,6 ГГц по всем ядрам);
      • ЖСО Cougar Helor 240;
      • системная плата Asus ROG Crosshair Dark Hero на чипсете AMD X570 (переключение PCIe 3.0/4.0 через BIOS setup);
      • оперативная память TeamGroup T-Force Xtreem ARGB (TF10D48G4000HC18JBK) 32 ГБ (4×8) DDR4 (4000 МГц);
      • SSD Intel 760p NVMe 1 ТБ PCI-E;
      • жесткий диск Seagate Barracuda 7200.14 3 ТБ SATA3;
      • блок питания Seasonic Prime 1300 W Platinum (1300 Вт);
      • корпус Thermaltake Level20 XT;
      • Видеокарта Gigabyte Radeon RX 6500 XT Gaming ;
      • Видеокарта Palit Geforce RTX 3050 Dual ;
    • операционная система Windows 10 Pro 64-битная; DirectX 12 (v.21H2);
    • телевизор LG 55Nano956 (55″ 8K HDR, HDMI 2.1);
    • драйверы AMD версии 22.2.2;
    • драйверы Nvidia версии 511.79;
    • VSync отключен.

Протестированные игры

  • Cyberpunk 2077 (Софтклаб/CD Projekt RED)
  • God of War (Sony IE/Sony IE)
  • Assassin’s Creed Valhalla (Ubisoft/Ubisoft)
  • Marvel’s Guardians of the Galaxy (Eldos/Square Enix)
  • The Medium (Bloober/Bloober)
  • Far Cry 6 (Ubisoft/Ubisoft)
  • Battlefield 2042 (DICE/EA)

Результаты тестов

God of War

God of War, 1920×1200

  PCIe 4.0 PCIe 3.0
RTX 3050 (8 ГБ), низкие 101 98
RTX 3050 (8 ГБ), средние 84 82
RTX 3050 (8 ГБ), ультра 41 41
     
RX 6500 XT (4 ГБ), низкие 79 75
RX 6500 XT (4 ГБ), средние 64 62
RX 6500 XT (4 ГБ), ультра 26 19
Падение производительности при переходе с PCIe 4.0 на PCIе 3.0 Низкое качество Среднее качество Ультра-качество
Nvidia GeForce RTX 3050 (8 ГБ) 3% 2% 0%
AMD Radeon RX 6500 XT (4 ГБ) 5% 3% 27%

Assassin’s Creed Valhalla

Assassin’s Creed Valhalla, 1920×1200

  PCIe 4.0 PCIe 3.0
RTX 3050 (8 ГБ), низкие 87 85
RTX 3050 (8 ГБ), средние 73 73
RTX 3050 (8 ГБ), ультра 52 52
     
RX 6500 XT (4 ГБ), низкие 131 120
RX 6500 XT (4 ГБ), средние 113 96
RX 6500 XT (4 ГБ), ультра 52 50
Падение производительности при переходе с PCIe 4.0 на PCIе 3.0 Низкое качество Среднее качество Ультра-качество
Nvidia GeForce RTX 3050 (8 ГБ) 2% 0% 0%
AMD Radeon RX 6500 XT (4 ГБ) 8% 15% 2%

Marvel’s Guardians of the Galaxy

Marvel’s Guardians of the Galaxy, 1920×1200

  PCIe 4.0 PCIe 3.0
RTX 3050 (8 ГБ), низкие 102 100
RTX 3050 (8 ГБ), средние 100 99
RTX 3050 (8 ГБ), ультра 94 92
     
RX 6500 XT (4 ГБ), низкие 62 60
RX 6500 XT (4 ГБ), средние 48 41
RX 6500 XT (4 ГБ), ультра 38 34
Падение производительности при переходе с PCIe 4.0 на PCIе 3.0 Низкое качество Среднее качество Ультра-качество
Nvidia GeForce RTX 3050 (8 ГБ) 2% 1% 2%
AMD Radeon RX 6500 XT (4 ГБ) 2% 14% 10%

The Medium

The Medium, 1920×1200

  PCIe 4.0 PCIe 3.0
RTX 3050 (8 ГБ), низкие 109 108
RTX 3050 (8 ГБ), средние 66 65
RTX 3050 (8 ГБ), ультра 58 55
     
RX 6500 XT (4 ГБ), низкие 83 82
RX 6500 XT (4 ГБ), средние 50 49
RX 6500 XT (4 ГБ), ультра 47 43
Падение производительности при переходе с PCIe 4.0 на PCIе 3.0 Низкое качество Среднее качество Ультра-качество
Nvidia GeForce RTX 3050 (8 ГБ) 1% 1% 4%
AMD Radeon RX 6500 XT (4 ГБ) 2% 2% 3%

Far Cry 6

Far Cry 6, 1920×1200

  PCIe 4.0 PCIe 3.0
RTX 3050 (8 ГБ), низкие 108 104
RTX 3050 (8 ГБ), средние 93 91
RTX 3050 (8 ГБ), ультра 71 69
     
RX 6500 XT (4 ГБ), низкие 72 51
RX 6500 XT (4 ГБ), средние 70 42
RX 6500 XT (4 ГБ), ультра 7 7
Падение производительности при переходе с PCIe 4.0 на PCIе 3.0 Низкое качество Среднее качество Ультра-качество
Nvidia GeForce RTX 3050 (8 ГБ) 4% 2% 3%
AMD Radeon RX 6500 XT (4 ГБ) 29% 40% 0%

Battlefield 2042

Battlefield 2042, 1920×1200

  PCIe 4.0 PCIe 3.0
RTX 3050 (8 ГБ), низкие 121 119
RTX 3050 (8 ГБ), средние 108 106
RTX 3050 (8 ГБ), ультра 89 85
     
RX 6500 XT (4 ГБ), низкие 118 114
RX 6500 XT (4 ГБ), средние 101 81
RX 6500 XT (4 ГБ), ультра 27 18
Падение производительности при переходе с PCIe 4.0 на PCIе 3.0 Низкое качество Среднее качество Ультра-качество
Nvidia GeForce RTX 3050 (8 ГБ) 2% 2% 5%
AMD Radeon RX 6500 XT (4 ГБ) 3% 20% 33%

Cyberpunk 2077

Cyberpunk 2077, 1920×1200

  PCIe 4.0 PCIe 3.0
RTX 3050 (8 ГБ), низкие 68 64
RTX 3050 (8 ГБ), средние 61 59
RTX 3050 (8 ГБ), ультра 52 51
     
RX 6500 XT (4 ГБ), низкие 62 59
RX 6500 XT (4 ГБ), средние 48 43
RX 6500 XT (4 ГБ), ультра 39 35
Падение производительности при переходе с PCIe 4.0 на PCIе 3.0 Низкое качество Среднее качество Ультра-качество
Nvidia GeForce RTX 3050 (8 ГБ) 6% 3% 1%
AMD Radeon RX 6500 XT (4 ГБ) 5% 10% 10%

Выводы

Результаты тестирования показали, что 4 линии интерфейса PCIе у видеокарты AMD Radeon RX 6500 XT действительно могут являться узким местом в системах с PCIe 3.0. Ограничение производительности зависит от того, как много видеопамяти использует игра: если потребление превысит 4 ГБ локальной видеопамяти и видеокарте потребуется «залезать» в оперативную память, то из-за PCIe 3.0 x4 падение FPS может доходить до 40%, хотя может составлять и единицы процентов.

А вот у другой бюджетной видеокарты ситуация гораздо лучше: и памяти у GeForce RTX 3050 вдвое больше, и интерфейс вдвое более широкий, так что падение производительности в выбранных играх составляло единицы процентов.

Понятно, что видеокарты с урезанным интерфейсом лучше использовать на современных материнских платах, которые обеспечивают поддержку PCIe 4.0. Однако если такой возможности нет и новую бюджетную видеокарту хочется купить именно в старый компьютер, то однозначно стоит смотреть в сторону ускорителей на базе GeForce RTX 3050.

Благодарим компанию TeamGroup
и лично Ethnie Lin
за предоставленную оперативную память для тестового стенда

Для тестового стенда:
процессор AMD Ryzen 9 5950X предоставлен компанией AMD,
материнская плата ROG Crosshair Dark Hero предоставлена компанией Asus,
блок питания Seasonic Prime 1300 W Platinum предоставлен компанией Seasonic

Источник: ixbt.com



Добавить комментарий