Wojna światów! 1999 vs 2009

Zastanawiałeś się kiedyś, drogi czytelniku jak bardzo zmieniły się nasze komputery w przeciągu ostatnich dziesięciu lat? Pamiętasz może, w jakie tytuły zagrywałeś się wtedy po nocach, wychwalając ich fotorealistyczną grafikę? Mam nadzieję, że ten artykuł wskrzesi Twoja pamięć i pozwoli wyobrazić sobie co by się stało, gdybyśmy sprzęt z końca 2009 roku przenieśli do czasów schyłku milenium, do roku 1999. Jaką miałby wydajność? A jaką moc obliczeniową przedstawiają teraz, mocarze tamtego pamiętnego okresu? Co w dzisiejszych czasach znaczy siła Pentium III i pierwszego GeForca?

Oczywiście, rozważania te są czysto teoretyczne i opierają się na prostych wyliczeniach matematycznych, które niekoniecznie są odzwierciedleniem rzeczywistości. Wydaje mi się jednak, że wiele osób zaciekawi to, jak duży przyrost wydajności przeżyliśmy razem przez te 10 ostatnich lat.

Jako ciekawostkę opisałem także dwa gatunki gier, które najłatwiej ze sobą porównać. Jak zmieniła się w nich grafika a jak inne rozwiązania wpływające na gameplay? Zapraszam do zapoznania się z moja własną wizją wojny światów roku 1999 ze światem roku 2009!

Procesor

Intel Pentium III 500MHz vs. Intel Core i7 960 3,06GHz

Teoretyczne porównanie zegara wskazywałoby na prawie dwudziestopięciekrotny wzrost wydajności. Ale przez te 10 lat działo się dużo więcej, wprowadzono mniejsze procesy produkcyjne, nowe funkcje obsługiwane przez procesor, zwiększające jego wydajność, która w mniejszym stopniu opiera się na zegarze niż w roku 1999. Oczywiście największą zmianą jest większa liczba rdzeni (1 w P3 i 4 w i7), Pentium III posiadał 16KB pamięci poziomu L1 i 512KB L2 przy 4x256KB cache L2 i 8MB L3 w najnowszym procesorze Intela. Ciekawe jest także porównanie poborów mocy ponieważ starsze dziecko Intela zadowalało się około 20-30W energii podczas gdy Core i7-960 potrzebuje 130W. Nie jest to duża różnica biorąc pod uwagę różnicę mocy obliczeniowej a wynika m.in. ze zmniejszenia procesu produkcyjnego. Pentium 3 (na rdzeniu Katmai) produkowany był w procesie 0.25*m a i7 w 0.045*m czyli w ponad pięciokrotnie niższym!

A teraz czas na teoretyczne porównanie wydajności. Załóżmy najpierw, że powstała płyta główna, która pasuje do tych dwóch procesorów. Wtedy, wyniki wydajności na tej samej platformie powinny wyglądać następująco:

3DMark'06: CPU Suite    
Core i7 960 3,06GHz – 5404 pkt*
Pentium 3 500MHz – 102 pkt

Nowy procesor jest 53 razy szybszy co oznacza (teoretycznie), że połączenie 53 procesorów P3 mogłoby dorównać jednemu i7!! Obliczeń dokonałem biorąc pod uwagę wyniki pośrednich modeli, dokładnie i7 vs. Celeron 440, potem C440 vs. P4 2.0GHz i na koniec P4 2.0GHz vs. P3 500MHz. Wynik ciekawy biorąc pod uwagę „jedynie” 25-krotny wzrost szybkości zegara.

Karta grafiki

GeForce 256  vs. nVidia GTX 260

Po teoretycznej mocy obliczeniowej procesorów przychodzi czas na porównanie dwóch kart grafiki, które są prawdziwymi gwiazdami swoich czasów. Jak GTX 260 poradziłby sobie w grze Quake3 Arena, ile kl/s mógłby teoretycznie uzyskać? A jak szybki byłby GeForce 256 w Crysysie, gdyby ten się na nim uruchomił? Oczywiście do testów porównawczych (teoretycznych) użyjemy także zaprezentowanych wcześniej procesorów w tandemach P3 + GeForce 256 i i7 960 + GTX 260. Najpierw jednak mały wstęp z testowanych specyfikacji. Król roku 1999 posiadał (jako pierwszy) sprzętową obsługę T&L, częstotliwość taktowania rdzenia na poziomie 120 MHz a pamięci 166 MHz. Był wyposażony w 32 MB SDRAM i 128 bitowy interfejs pamięci. Zbudowany na bazie 23mln tranzystorów obsługiwał biblioteki DirectX 7.0, posiadał 4 jednostki przetwarzania pikseli, każdy z 1 jednostką przetwarzania tekstur (tzw. potoki) i wykonywany był w procesie technologicznym 220nm. Jak na jego tle wypada GTX 260 z roku 2009? Taktowanie rdzenia na poziomie 625 MHz (wzrost ponad pięciokrotny), pamięci 2200 MHz (wzrost trzynastokrotny dzięki pamięcią typu DDR3 z 448bit interfejsem). Posiada 1400mln tranzystorów (o 60 razy więcej!), obsługuje DX 10 i 216 jednostek przetwarzania shaderów. Zbudowany został w 64nm procesie technologicznym. Jak widać, wzrosty nie są trzycyfrowe, a jak z teoretycznym wzrostem wydajności?

Zaczniemy od popularnego 3dMarka 2003, który ukarze nam teoretyczną różnicę w mocy i od niej wyliczymy liczbę poszczególnych klatek na sekundę. Wyniki przedstawią się następująco:
 

• 3dmark'03 deflaut settings
  GTX 260 – 71150 pkt*
  GeForce 256 – 70 pkt

Czyli teoretycznie mamy do czynienia z konstrukcją wydajniejszą o 1016 razy! Jeżeli przyjmiemy, że połączenie 1016 kart GeForce 256 dorówna jednej GTX 260, to w grze Quake 3 Arena powinniśmy mieć następujące benchmarki: 

• Quake 3 Arena 1.11 High Quality - 800x600
  GeForce 256 – 60 kl/s*
  GTX 260 – 60960 kl/s

A w grze Crysis mniej więcej takie:

• Crysis 1680x1050 High, XP, DX9
  GTX 260 – 45 kl/s*
  Geforce 256 – 0.044 kl/s

Co oznacza, że GeForce 256 potrzebowałby aż 22,5 sekundy aby wygenerować jedną klatkę w najbardziej mocożernej grze świata! Oczywiście, wyniki tu przedstawione są czysto teoretyczne, jednak dobrze oddają skalę zmian, która dokonała się na przestrzeni dziesięciu ostatnich lat.

Gra FPS

    
Quake 3 Arena vs. Modern Warfare 2

Wspominaliśmy wcześniej o Quake 3 Arena jako głównym FPSie roku 1999. Teraz, po 10 latach zachwycamy się nową odsłoną Call of Duty: Modern Warfare 2 i to tym dwóm tytułom przyjrzymy się teraz. Oczywiście, najszybciej wychwycicie różnice w grafice, która od razu rzuca się w oczy na statycznych obrazkach. A co łączy oba te tytuły? Oczywiście dynamika rozgrywki, która przez 10 lat nie zmieniła się prawie w ogóle w tych dwóch tytułach. Oczywiście gry FPS roku 2009 są ciekawsze fabularnie, lepiej wyglądają i mają więcej ciekawych rozwiązań technicznych (np. nowe tryby MP), jednak jeżeli chodzi o szybkość i intensywność doznań są na bardzo podobnym poziomie.

Gra samochodowa

 NFS IV: Road Challenge vs. NFS Shift

Przez dekadę zmieniło się także nasze pojęcie o fotorealistycznej grafice w samochodówkach. Najciekawiej wygląda to w porównaniu gier serii Need for Speed, której czwarta odsłona była przez wielu uważana za bardzo piękną i prawie idealnie odtwarzającą rzeczywistość. Przez 10 lat zmieniło się jednak bardzo dużo, szczególnie jeżeli chodzi o realizm starowania samochodami (nie mówiąc już o grafice) i mnogość dostępnych ustawień realizmu. Szczególnie polecam sprawdzenie dwóch screenów z wnętrza BMW, dobrałem je tak aby pasowały do siebie proporcjami.

Ciekawostka

Na koniec porównanie serwisu benchmark.pl z tamtego okresu. Niestety znalazłem tylko stronę z 2000 roku, jednak po liczniku trzeba przyznać, że były to początki istnienia serwisu.
Redakcja ma w swoich archiwach stronę z 1998 roku ;) - link został zaktualizowany - redakcja.

   
* Wyniki realne na których oparte są dalsze wyliczenia.