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GeForce GTX 680の“SLI”性能を検証する

こんにちは。
次のニュースをお届けします。

イマドキのイタモノ:
 28ナノメートルプロセスルール世代のGPUが、シングルGPUのハイエンドモデルでそろった。最新世代のGPUは従来のGPUからパフォーマンスを高めるとともに、消費電力対性能も向上した(あるいはわずかな増加にとどまった)おかげで、複数のGPUを用いたマルチGPU環境の構築が導入しやすくなっている。では、導入のコストに見合う性能向上は期待できるだろうか。今回の評価は、その点に注目して検証する。



 マルチGPUには、AMDのCrossFireXとNVIDIAのSLIがある。マルチGPUを構成する上で、まず確認しておきたいのがマザーボードにおけるPCI Express x16対応拡張スロットのレイアウトだ。最低限、PCI Express x16対応拡張スロットが2基以上必要になるが、その場合、PCI Expressのレーン数は16レーン2組か、8レーン2組が基本になる。

 16レーン2組が利用できるのは、Intel X79 ExpressチップセットやAMD 990FXチップセットなどの、ハイエンド向けモデルになる。16レーンを8レーン2組に分割できるのは、Intel Z77 ExpressやIntel Z68 Express、AMD 990Xといったアッパーミドルクラスのチップセットだ。ただし、アッパーミドルクラスのチップセットを搭載するマザーボードでも、コストパフォーマンスを追求した製品になると、モデルによってはスロットの1基を16レーンで固定し、もう1基は4レーン固定ということもある。CrossFireXは、比較的制約が少なく、一方のスロットが4レーンでも構成可能な場合もある。とはいえ、接続バスには十分な帯域を用意しないとパフォーマンス的には不利になる。

 その上で、使っているマザーボードがサポートするマルチGPUを確認しておかなければならない。CrossFireXのサポートは、基本的にライセンス契約は関係しないが、SLIの場合は、そのマザーボードがNVIDIAの認証を得ている必要がある。対応状況はマザーボードメーカーの製品情報で確認できるほか、マザーボードのパッケージにあるCrossFireXやSLIのロゴでも確認可能だ。

 続いて、電源ユニットの出力環境もチェックしておきたい。Radeon HD 7970では、最大消費電力が250ワットとされており、また、GeForce GTX 680では195ワット、GeForce GTX 580では244ワットという。これがマルチGPU環境構築で使うとなると、GPUだけで500ワットを確保しなければならなくなる。CPUの消費電力が100~150ワット、そのほかのパーツが100ワット程度と見積もると、ピーク動作時の出力で合計750ワット程度となる。これに突入電流を考慮したり、電源の変換効率(多くの場合で50パーセント前後の負荷が最も効率が良く、0パーセント、もしくは、100パーセントに近づくにつれて効率が悪くなって熱に変わる)も考慮したりすると、最低でも850ワット、1000ワットクラスで安心できる。

 さらに、マザーボードのPCI Express x16対応拡張スロットの間隔や、グラフィックスカードに載せているクーラーユニットの厚み、そして、ファンのレイアウトにも注意したい。最近のマザーボードでは、2基あるPCI Express x16対応拡張スロットの間に、2スロット分の間隔を確保するのが一般的になっている。ただ、少ないながらも1スロット分のスペースしかないモデルもある。2枚差したグラフィックスカードが密着すると、空気の取り込みが足りず、冷却が追いつかなくなり、その結果、パフォーマンスを落とすことになりかねない。

 クーラーユニットの厚みに関しては、最近のグラフィックスカードでは2.5スロット分だったり3スロット分だったりするモデルがある点に注意したい。PCI Express x16対応拡張スロットの間隔が2スロット分空いていても、3スロット分の厚みがあるグラフィックスカードを差せば、密着してしまう。

 グラフィックスカードが載せているクーラーユニットに内蔵するファンのレイアウトでは、グラフィックスカードを密着して装着せざるを得ない場合、グラフィックスカードの上方から空気を吸い込むタイプのクーラーを載せている場合、空気の取り込みがスムーズにいかない。この場合、後方や側面から空気を取り入れる構造であれば、密着した状態でも外気の取り込みは十分にできる。

 一方、排気がグラフィックスカードの側面となる場合、その直上にPCケースのサイドパネルに吸気ファンがあったりすると、エアフローの干渉も考えられる。サイドファンを追加したのにGPU温度が高い、という場合にはこのケースを疑ってみるといいだろう。フロントパネルのファンなど、PCケース全体のエアフローも、通常の自作PCと比べてシビアなものとなるはずだ。

●マルチGPU構築にあたって注意したいポイント

1. PCI Express x16対応拡張スロットで利用できるレーン数と構成

2. マザーボードにおけるマルチGPUの対応状況

3. 消費電力に見合った電源選び

4. 拡張スロットの間隔と冷却

5. グラフィックスカード搭載クーラーユニットのエアフローの確認

6. PCケース内部におけるスムーズなエアフロー確保

 なお、実際にグラフィックスカードを差すまで問題にならないが、SLIを組む場合、使うグラフィックスカードのGPUが同じであるとともに、グラフィックスメモリの容量も同じであることが必要だ。一方、CrossFireXは性能の近いGPUであれば、異なるGPUでも組み合わせられる。動作クロックの違いは、より低いGPUに合わせることになる。とはいえ、リスクを回避する意味では、同じGPUを搭載した同じ型番の製品を選ぶのがいいだろう。

●動作不安なれどBF3が最高画質で平均88fps

 今回、性能評価で用意したマザーボードはASUSの「SABERTOOTH X79」だ。Core i7-3960X(3.3GHz、Turbo Boost Technology有効時で最大3.9GHz)を組み合わせている。また、Intel X79 Expressチップセットを採用しているので16レーン2組をフル帯域で利用できる。2基あるPCI Express 3.0 x16対応スロットの間隔も2スロット分確保できている。電源ユニットは、CoolerMasterの「UCP 1100W」を用い、電力の容量にも余裕を持たせている。PCケースファンはフロントパネルでグラフィックスカード延長上の高さに14センチ径ファンを設置した。

 グラフィックスカードは、Radeon HD 7970、GeForce GTX 680、GeForce GTX 580をそれぞれ2枚ずつ用意した。メーカーや型番は統一していないものの、動作クロックの違い程度であれば問題ない。

 まず、GeForce GTX 680は、Galaxy「GF-PGTX680/2GD5」とMSI「N680GTX Twin Frozr III OC」を用意した。GF-PGTX680/2GD5はリファレンスデザインのカードで、N680GTX Twin Frozr III OCは、オリジナルのクーラーユニットを搭載したオーバークロックモデルだ。

 Radeon HD 7970とGeForce GTX 580では、ASUS「HD7970-DC2T-3GD5」とGIGABYTE「GV-R797OC-3GD」、ASUS「ENGTX580 DCII/2DIS/1536MD5」とGIGABYTE「GV-N580UD-15I (rev. 2.0)」を用意した。ASUSの製品は、どちらも3スロットの厚みがあるクーラーユニットを搭載する一方、GIGABYTEの製品は、トリプルファンを内蔵した2スロット厚のクーラーユニットを搭載する。こうした点からエアフローを考慮して、PCI Express x16対応拡張スロットの#1にGIGABYTEのグラフィックスカードを、#2にASUSのグラフィックスカードを配置した。

 3DMark Vantageのスコアは、GeForce GTX 680 SLI > Radeon HD 7970 CFX > GeForce GTX 580の順になる。GeForce GTX 680のSLI環境で測定したスコアは、Performanceで唯一50000台半ばに達している。PhysXの要因を排除したGraphicsスコアでは、リードの幅が減るものの、それでも、3つのプリセットでともにRadeon HD 7970 CFXを上回る。

 3DMark 11は、意外な結果だ。Overallの3DMarksでは、PeformanceでGeForce GTX 680のSLIで効果が出ていないスコアになっている。そこで、Graphicsスコアに注目すると、ここでは高い値を出している。どれも1.9倍程度のスケーリングを出しており、比較したGPUではGeForce GTX 680のSLI環境が最も高いスコアだった。Performanceでは31165を記録し、唯一の30000台に乗せている。一方で、Radeon HD 7970のCrossFireXは26522(シングル比で1.93倍と、GeForce GTX 680の向上率とほぼ同じ)で、その差は約4500ほどある。

 テッセレーション性能を測るUnigine Heaven 3.0でも、解像度1920×1080ドット、TessellationがExtremeの設定(ほかは標準設定)でも130fpsを記録した。Radeon HD 7970 CFXの120fpsよりもさらに10fps高い値だ。一方、同じテッセレーションでもOpenGLベースのTessMark 0.3.0では、画面描画に異常がみられ、あまり振るわないスコアとなった。

 Battlefield 3はすべて「高画質」設定で測定しているが、とくに高解像度でのフレームレートが良好で、低い解像度では別の部分にボトルネックを抱える結果となっている印象だ。GeForce GTX 580 SLIと比べても解像度2560×1440ドット条件下でのリードが大きい。「最高画質」の改造度2560×1440ドットでも88fpsを記録している。Battlefield 3をフルHD超、最高画質で楽しみたいユーザーには、GeForce GTX 680 SLIが効果的だ。なお、Radeon HD 7970 CFXはスコアがバタつき、異常値が出る状況だった。ドライバの最適化がまだ足りていない印象を受ける。

 DirectX 10のJust Cause 2はRadeon HD 7970 CFXに次ぐスコアだが、これはすでにCPUなどがボトルネックとなっているためと考えられる。標準設定以上のさらに高画質な設定でなければ差が出ないだろう。ただし、シングルGPUとSLIとの間では明らかにマルチGPUの効果が現れている。

 消費電力は、アイドル時で119.1ワット、高負荷時で531.7ワットという結果となった。アイドル時で、シングルGPU環境と比べると7ワット程度の上昇に抑えられている。Radeon HD 7970 CFXにはかなわないものの、GeForce GTX 680の省電力性能が良好であることも確認できた。一方、高負荷時の消費電力は、シングルGPUプラス182.3ワットに達する。TDPが195ワットだから、ほぼ1本分増えた計算になる。それでも、GeForce GTX 580のSLI環境と比べて60ワット以上引き下げられており、Radeon HD 7970 CFXよりも25ワット以上低かった。

●最強のゲーム環境を手に入れたいユーザーに

 GeForce GTX 680の実売価格は、安いものでも5万5000円前後とまだまだ割高だ。これでSLI環境を構築すると10万円を超える出費を覚悟しなければならない。ただし、Radeon HD 7970も同様だ。一方、GeForce GTX 580によるSLI環境構築は、コスト的には狙い目だが、今回の検証で分かったように、パフォーマンスで大きく差がついている。消費電力も多く、電源ユニットの買い換えまで必要なら、GeForce GTX 680のSLI環境が満足できるだろう。

 消費電力において、GeForce GTX 680のSLI環境は、Radeon HD 7970のCFXより最大消費電力で低かったことに注目したい。オーバークロック設定やパーツ構成にもよるが、2-wayまでなら電源ユニットの容量も850ワットクラスでカバーできるレベルだ。ただし、温度管理に関しては依然として要求が高い。特にGPU Boostが温度情報を参照して制御するため、十分に冷却することが必要だ。2-way SLI環境にしても、グラフィックスカードが密着するのではなく、1スロット以上の間隔を確保できることが望ましい。

[石川ひさよし,ITmedia]



http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20120501-00000073-zdn_pc-sci
※この記事の著作権は配信元に帰属します。

まだ続きがあるのでしょうか?



お読みいただきまして
ありがとうございました。

次のニュースでお目にかかりましょう。
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