Як залежить FPS від роздільності екрану: перевіряємо від HD 720p до 4K UHD

Судячи зі статистики нашого регіону, у більшості користувачів дисплеї з роздільною здатністю 1920x1080. Тому левову частку тестів відеокарт ми робимо саме в FHD. Рідше в QHD і 4K UHD. Останнє більше стосується топових акселераторів.

Але під нашими відео ви часто просите протестувати той чи інший відеоприскорювач в 900p або навіть 720p. Ми дуже любимо нашу аудиторію і прислухаємося до неї. Але, на жаль, при всьому бажанні на це просто не вистачає ні часу, ні вільних рук. І цим матеріалом ми спробуємо пролити світло на дану тему.

Нагадаємо, що роздільна сдетність монітору - це кількість пікселів по ширині і висоті екрану. І чим це значення вище, тим більше обсяг даних обробляється вашою відеокартою. Теоретично, знаючи площу відтворення, можемо прикинути підсумкову продуктивність при зміні роздільності. Наприклад, для FHD множимо 1920х1080, а для HD - 1280х720. Ділимо результати і отримуємо коефіцієнти зростання і зменшення продуктивності. У даному разі це 2,25 і 0,44 відповідно.

Але це тільки в теорії. Адже відеокарта не тільки розфарбовує точки, а й налагоджує текстури, прораховує тіні, різні фільтри і ефекти, а також робить реалістичне освітлення, відображення і багато іншого. У такому разі їй потрібно оперувати великими масивами даних. І тут важливу роль відіграє не тільки центральний процесор, але і пропускна здатність зовнішніх і внутрішніх шин, обсяг і швидкість відеопам'яті, оперативки і навіть накопичувачів. Тому ми вирішили все перевірити на практиці.

Для цього зібрали продуктивний стенд без явних вузьких місць. За основу взяли процесор Ryzen 7 3700X - 8-ядер 16-потоків на швидкості 3,6-4,4 ГГц повинно вистачити з запасом для будь-яких проектів.

За його охолодження відповідає 2-секційна СВО NZXT Kraken X53. Вона отримала алюмінієвий 240-мм радіатор, який збільшений у товщині до 30 мм проти звичних 27. Довжина сполучних шлангів складає 400 мм. Вони досить гнучкі і одягнені в тканинне обплетення, а на протилежному кінці знаходяться поворотні фітинги.

Відеокарта у нас одна з найшвидших ігрових рішень - ASUS ROG STRIX GeForce RTX 2080 Ti.

Материнська плата - мегафункціональная і надійна - MSI MEG X570 GODLIKE формату EАТХ.

Для чіпів Matisse компанія AMD рекомендує використовувати оперативну пам'ять із частотою 3600 МГц. У нашому разі це набір CORSAIR VENGEANCE RGB PRO 16GB DDR4-3600. 16 гігабайт повинно вистачити для будь-яких ігор і налаштувань.

Дискова підсистема представлена ​​парою найшвидших NVMe-накопичувачів. Операційка і частина ігор встановлені на терабайтний ADATA XPG SX8200 Pro. Він побудований на чіпах Micron TLC 3D NAND другого покоління, має тонкий чорний радіатор і інтерфейс PCI Express 3.0 х4.

Усе інше помістилося на двотерабайтний Seagate FireCuda 520 з інтерфейсом PCI Express 4.0 х4.

За якісне і безперебійне живлення відповідав SeaSonic PRIME TX-750 TITANIUM на потужність 750 Вт. Він має сертифікацію 80PLUS Titanium і перелік всіляких захистів, не кажучи вже про всіх необхідні конектори.

Згадані «залізяки» без проблем розмістилися в корпусі-трансформері RIOTORO GPX100 MORPHEUS. Він має повністю модульну конструкцію: усі панелі і лоток материнської плати можуть змінювати висоту. Залежно від сценарію можна отримати Midi Tower із вісьмома слотами розширення або Mini Tower з п'ятьма.

Якісну картинку забезпечив «безрамковий» 27-дюймовий Ultra HD-монітор AOC U2790PQU. Захоплення відео відбувався за допомогою зовнішній системи з AVerMedia Live Gamer Portable 2 Plus.

Перед самим тестом хочеться нагадати кілька важливих моментів! По-перше, використовувалися проекти з вбудованими бенчмарками продуктивності, що дає хорошу повторюваність результатів. По-друге, усі ігри запускалися на мінімальних і максимальних налаштуваннях графіки в п'яти роздільностях: 1280×720, 1600×900, 1920×1080, 2560×1440 і 3840×2160. І по-третє, усе проганяється по три рази і бралося середнє значення, щоб зменшити похибку вимірювання.

Переходимо до тестів. Почнемо з мінімалок. У Assassin's Creed Odyssey перехід з 1080p до 900p і 720p лише трохи збільшує середню швидкість. Але в останньому разі відчутно покращується статистика рідкісних подій. У 1440p і 2160p продуктивність падає на 20% і 30% відповідно.

У Borderlands 3 схожа картина: зменшення роздільності додає лише кілька кадрів до підсумкових результатів. Цікаво, що в QHD FPS знижується незначно. А ось в 4K UHD середня швидкість впала більше ніж на 40%.

У Gears 5 переїзд із FHD до більш низької роздільності дає плюс 3-6 FPS. У QHD кількість кадрів злегка зменшується, причому 1% Low більше. Забігаючи вперед: в цій грі ми отримали найменше падіння показників для 4K UHD серед всіх протестованих проектів.

У Metro Exodus зниження роздільності додає 1-2 кадри/с до середньої швидкості. Перехід в 1440p забирає якихось 3 FPS. У всіх разах статистика рідкісних подій не змінюється. А ось в 2160p падіння продуктивності становить вже значні 30%.

У Red Dead Redemption 2 зменшення роздільності піднімає показник 1% Low на 3-6 кадрів/с. За середньої швидкості різниця ще менш помітна. У QHD показники зменшуються на 14%. Перехід в 4K UHD знижує продуктивність більш ніж на 45%.

У The Division перехід з 1080p до 900p і 720p додає максимум 7-8 FPS. Різниця з 1440p практично непомітна. А ось в 2160p показники падають на 16-25%.

У World War Z зменшення роздільності дає буст в 2-13 FPS. У QHD отримуємо мінус 11 кадрів/с. У 4K UHD статистика впаде більш ніж на 25%.

У середньому на мінімалці по 7 ігор перехід з FHD до HD+ покращує статистику на 1-2%. Використовуючи HD-роздільність, можна розраховувати на додаткові 3-5% FPS. Перехід до QHD знижує продуктивність на 7%, як по середній швидкості, так і по рідкісним подіям. А ось в 4K UHD показники падають на 26-30%.

У теорії ми повинні були отримати лінійну зміну продуктивності. Але на ділі все не так красиво. Хоча з моніторингу ресурсів вистачає, але ми не виключаємо, що вперлися в якийсь із компонентів системи. А може десь і в обмеження ігрових рушіїв або API.

Так, у реальності ніхто з володарів потужної відеокарти не буде грати з мінімальними налаштуваннями графіки. Тому переходимо до максималки.

У Assassin's Creed Odyssey перехід в 900p не приносить жодних дивідендів. 720p додає зверху 7 FPS. Підвищення роздільності більш відчутно б'є по продуктивності. І якщо в 1440p швидкісні показники падають на 2-9 кадрів/с, то в 2160p різниця доходить до 35%.

У Borderlands 3 уже веселіше: знижуємо роздільність і отримуємо додаткові 7-30 кадрів за секунду. У QHD швидкість падає на 21-28 FPS. Перехід в 4K UHD забирає до 60% FPS.

У Gears 5 низькі роздільності приносять бонус до 8 кадрів/с, а надвисокі - «їдять» від 14 до 48 FPS.

У Metro Exodus зниження роздільності додає до середньої швидкості 6-11 FPS. Дуже рідкісні події залишаються без змін. У 1440p статистика впаде на 2-11 кадрів/с. У 2160p швидкісні показники знижуються максимум на 42%.

У Red Dead Redemption 2 при HD+ і HD-роздільності отримуємо зверху до 6-13 FPS. Перехід в 2K і 4K знижує продуктивність на 11-46%. Причому більше просідає показник 1% Low.

У The Division 2 зниження роздільності сприятливо позначається на швидкісних показниках. У 900p отримуємо додаткові 24 FPS, а в 720p - більше 30. Перехід в 1440p може призвести до втрати до 37 кадрів/с. У 2160p показники падають максимум на 60%.

У World War Z перехід до HD+ покращує середню швидкість лише на пару кадрів, зате до статистики рідкісних подій приростає 9 FPS. У HD отримуємо плюс 16-23 кадри/с. Використання QHD «з'їдає» 19-39 FPS. У 4K UHD розрив доходить до 56%.

Сумарно на максималці по 7 ігор: перехід з 1080p до 900p забезпечує бонус 5-10%, а в 720p середнє зростання продуктивності склав 9-17%. При використанні 1440p швидкісні показники падають на 13-19%. З 2160p статистика зменшується на 41-48%. Як бачите, розрив збільшився, але все так само нелінійно. 

Тепер спробуємо перевірити отримані результати на живих геймплеях з максимальним пресетом графіки.

Почнемо з Control без променів. У Full HD отримуємо в середньому 144 FPS і показник 1% Low на рівні 85 кадрів/с. Теоретично, якщо ми перейдемо в HD, то повинні отримати 134 і 95 FPS. На ділі маємо середню швидкість 171 кадрів/с, а рідкісні події в 115 FPS.

У Call of Duty Warzone отримуємо в середньому 172 FPS і показник 1% Low у діапазоні 128 кадрів/с. Користуючись розрахунками, для 2160p має бути 89 і 76 FPS. Що ж на практиці? Середня швидкість 78 кадрів/с, а рідкісні події 68.

Спробуємо Doom Eternal. У FHD отримуємо в середньому 187 FPS і 1% Low 146 кадрів/с. При переході в 4K UHD повинні отримати 97 і 105 FPS. У реальності середня швидкість 94 кадрів/с і рідкісні події 79.

Need for Speed: Heat видає в середньому 98 FPS і 1% Low 70 кадрів/с. Теоретично в 900p повинні отримати 108 і 74 FPS. На ділі швидкісні показники зросли лише на 1 кадр/с.

У Resident Evil 3 середня швидкість становить 257 FPS з осіданням до 145. Згідно з розрахунками, в 720p ми отримуємо 301 і 158 FPS відповідно. У реальності середня швидкість досягає 263 кадрів/с, а рідкісні події - 148. А що там в 1440p? За підрахунками буде 207 і 126 FPS, а на ділі 182 і 124 кадрів/сек.

Як бачите, підсумковий FPS далекий від теорії. Тому зробити тести в Excel не вийде. Наостанок подивимося, як йдуть справи з більш слабкими відеокартами.

Почнемо з PowerColor Red Dragon RX 5600 XT із 6 ГБ GDDR6-пам'яті. Вона пропонується з прискореним BIOS, який трішки збільшує частоти GPU, а ефективна швидкість пам'яті досягає 14 ГГц. Також вона має 6-фазну підсистему живлення GPU під управлінням цифрового контролера.

За охолодження внутрішніх компонентів відповідає фірмовий 2-вентиляторний кулер. Пасивна його частина представлена ​​алюмінієвим радіатором на п'яти 6-мм теплових трубках. На зворотному боці притулилася пластина жорсткості.

У Assassin's Creed Odyssey на максималках в FHD отримуємо 39-58 FPS. Зниження роздільності несуттєво піднімає підсумкову швидкість. У надвисоких роздільностях втрачаємо від 9 до 32 кадрів/с.

Borderlands 3 із середнім пресетом графіки в 1080p видає 100-121 FPS. У 900p отримуємо зверху 13-22, а в 720p - 17-41 кадрів/с. Підвищення роздільності забирає максимум 34 і 76 FPS.

Red Dead Redemption 2 на середніх налаштуваннях у Full HD отримуємо 40-62 FPS. Перехід у більш низькі роздільності накидає максимум 11 і 21 кадрів/с. Підвищення роздільності з'їдає 13-31 FPS.

У середньому перехід з FHD до HD+ покращує статистику на 11-14%. У HD можна розраховувати на додаткові 19-24% FPS. Перехід до QHD знижує продуктивність на 24-25%. А ось в 4K UHD показники падають на 50-56%.

Тепер спробуємо перевірити це на живих геймплеях з максимальним пресетом графіки.

У Shadow of the Tomb Raider отримуємо в середньому 85 FPS і показник 1% Low у діапазоні 73 кадрів/с. Вважаємо: перехід до HD повинен підняти швидкісні показники до 102 і 87 FPS. На ділі маємо 117 і 71 кадрів/с. Теоретично в QHD можемо отримати 64 і 55 FPS, але в реальності - 58 і 54 кадрів/сек.

Resident Evil 3 із профілем «Пріоритет графіка» видає 142 FPS у середньому і дуже рідкісні події 99 кадрів/с. Якщо порахувати, то перехід в 2160p обіцяє нам 62 і 50 кадрів/с. Але на практиці виходить 47 і 38 FPS.

Тепер поганяємо SAPPHIRE PULSE RX 5500 XT із 4 ГБ GDDR6-пам'яті. Вона має невеликий розгін GPU з 1717 до 1737 МГц. Кулер - добре знайомий двослотовий Dual-X. Він включає в себе алюмінієвий радіатор на трьох нікельованих теплових трубках і пару осьових вентиляторів. Зворотний бік друкованої плати прикритий пластиною жорсткості.

У Assassin's Creed Odyssey на максималках в Full HD отримуємо 24-35 FPS. Перехід у більш низькі роздільності додає максимум 11 кадрів/с. І якщо в 2K ще сяк-так можна пограти, то в 4K ми втрачаємо до 24 FPS і геймплей перетворюється в слайд-шоу.

У Gears 5 на ультра в 1080p маємо 40-56 кадрів/с. У 900p і 720p середня швидкість піднімається до 70 і 85 FPS, а осідання - до 52-59. Для 1440p отримуємо 28-39 кадрів/с. У 2160p статистика опускається нижче за плінтус.

І, нарешті, World War Z на максималках. У FHD спостерігаємо 62-84 FPS. Переходимо в більш низькі роздільності і отримуємо максимум 105 і 135 кадрів/с. У QHD маємо 42-52 FPS. А в 4K UHD - 21-25.

Підсумок за трьома іграми: перехід з 1080p до 900p забезпечує бонус в 20-22%. У 720p середнє зростання продуктивності склав 34-48%. У 1440p швидкісні показники падають на 29-31%. З 2160p статистика зменшується на 73%. Як бачите, чим слабкіша відеокарта, тим сильніше змінюється продуктивність від зміни роздільності.

Ну і перевірка на живих геймплеях.

Call of Duty Warzone на максималках у Full HD видає 60-74 FPS. Якщо порахувати, то в 4K UHD повинні отримати 16-20 кадрів/с. У реальності маємо 40-50 FPS.

Overwatch з епічним пресетом працює на швидкості 118-130 кадрів/с. Теоретично в 2160p ми будемо спостерігати 32-35 FPS. На ділі статистика тримається в діапазоні 39-43 кадрів/с.

Підсумок

У теорії зміна роздільності обіцяє нам лінійне зростання або падіння продуктивності. На ділі все далеко не так красиво і є свої нюанси. Якщо взяти топовий відеоприскорювач, наприклад, RTX 2080 Ti, то перехід із FHD до HD+ дає середній буст 5-10%. Однак розкид досить великий - від 1% до 18% по середній швидкості і від 0% до 9% по рідкісним подіям. З надвисокими роздільностями схожа картина: у середньому перехід c 1080p до 2160p загрожує падінням продуктивності на 41-48%. Але якщо подивитися на окремі проекти, то в одних середній FPS впаде на 35%, а в інших - відразу на 60%. Теж саме стосується показника 1% Low - від 19% і до 57%.

Якщо ж відеокарта помітно слабкіше, наприклад, Radeon RX 5500 XT, та ще й з 4 ГБ відеопам'яті, то перехід з 1080p до 900p видає бонус в 20-22%, а до 720p - 34-48%. При використанні 1440p швидкісні показники падають на 29-31%, а в 2160p зменшуються на 73%. Саме в таких межах слід оцінювати зміну продуктивності в залежності від роздільності екрану.

При цьому на кінцевий результат впливає не тільки відеокарта, а й інші компоненти системи. Моніторинг не завжди коректно може вказати на слабке місце. Наприклад, у нас багатоядерний процесор, а гра некоректно паралелиться і затикаючи в одному потоці може гальмувати все. Але моніторинг ніде не показує завантаження під сотку. А в тому ж API Vulkan нереально побачити повне використання GPU, спираючись на поточні кошти моніторингу.

Автор: Віктор Єфіменко 
Переклад: Лілія Масюк