VS　3DMark2000
HardWareT&L VS SoftWareT&L VS SSE

パイプラインの最適化によるパフォーマンスの違いを検証！

MadOnionより、3DMarkのDX7対応版 3DMark2000がリリースされました。
HardWareT&L対応でようやくGeForce本領発揮か！？
ブツはココ、19MB↓

１・HardWareT&L VS SoftWareT&L VS SSE パイプラインの最適化によるパフォーマンスの違いを検証！ 《別ページ》 ２・Coppermine VS Athlon @ HardWareT&L CoppermineとAthlon　接戦！ ３・GeForcePro VS GeForce VS TNT2 VS G400 @ SSE GeForce/GeForcePro速過ぎ！ ４・GeForcePro　VS　Geforce　@　最速設定 GeForceProH・T&Lで本領発揮６０００オーバー（＾＾；； ５・SDRAM　VS　DDR-SGRAM　@　同クロック GeForceProがGeForceと同じクロックだったら！？ ６・DDR＆NewAMD751S　VS　SDR＆DRAMD751 NewAMD751のSuper Bypassは3DMark2000を加速するか！？ また、H/T&LでDDRGeForceに以外な死角が！！ ７・GeForceリファレンスドライバ比較（継続更新） リファレンスドライバ、最新・未公開を含む9バージョンをテスト ８・Athlon＆GeForceDDR　AGP*１　VS　AGP*２ AGP倍率の違いによる3DMark2000のスコアを比較！

ここでは、色数（16bit/32bit）及び、GeForceのハードウエアT&L、PentiumIIIのSSEによるT&L、ｘ87によるT&Lの CPUオプティマイズの違いによるパフォーマンスを検証します。 Frame Buffering Modeで、シングル/ダブル/トリプルによるスコアの違いは無かったので、デフォルト（トリプル） での測定です。ちなみにシングルでは、フラッシュが激しくて観賞に耐えません。 《環境》 CPU マザー メモリ VideoCard 解像度/色数 VSync Coppermine　600E@800 ASUS　P3B-F（Bios1.004） 128MB（2-2-2） Creative　3DBlaster　GeForce145/200（リファレンスVer3.53） 1024ｘ768/16bit、32bit Off 《CPU Optimization (3D pipelines)》 下記オプションのうち、D3D　Software　T&L、D3D　HarｄWare　T&L、Intel(r)　PentiumIII(r) の３タイプを比較します。 D3D　Software　T&L ｘ86CPU　ｘ87FPU　Optimiz（全CPU） D3D　HarｄWare　T&L ｘ86CPU　ｘ87FPU　Optimiz　＆　HarｄWare T&L（全CPU） Intel(r)　PentiumIII(r) Intel　Pentium III　Optimiz（Pentium III　only） 3DNow! AMD　3DNow!　Optimiz（K6-2, K6-III or Athlon） AMD　Athlon(tm) AMD　Athlon　Optimiz（Athlon　only） Intel(r) Pentium III(r)/3DNow!/AMD Athlon(tm)が、HarｄWare T&Lを使うのか気になりますが、 ドキュメント上は明記されていませんので、ベンチ結果から推理したいと思います。 《3DMark Overall Score　＆　 CPU Speed》 Overall Scoreは、Game１とGame２の結果を示します。 CPU　SpeedもGame１と２を使って計測されているので、先ずはこの２つを比較して見ます。 （CPU　Speedは、16bitのみスコアが表示されるようです） 計算式 Overall Score (Game1LowFPS + Game1MediumFPS + Game1HighFPS + Game2LowFPS + Game2MediumFPS + Game2HighFPS) * 3 CPU　Speed 16bit640ｘ480にて(Game 1 FPS + Game 2 FPS) * 5 結果 3D marks/CPU 3D marks Overall Score CPU Speed 16bit Intel(r)　PentiumIII(r) 5040 349 16bit D3D　HarｄWare　T&L 4824 430 16bit D3D　Software　T&L 3734 252 32bit Intel(r)　PentiumIII(r) 3638 N/A 32bit D3D　HarｄWare　T&L 3337 N/A 32bit D3D　Software　T&L 2905 N/A この結果で面白いのはOverall ScoreでPentiumIII最適化が最も速いことです。 PentiumIII最適化でも、HarｄWare　T&Lを使っているのでしょうか？ しかし、不思議なことに、CPU　SpeedではHarｄWare　T&Lが最も速いのです。 PentiumIII最適化がHarｄWare　T&Lを使っているならCPU　Speedもトップになってよさそうですが、 そうではありません。 考えられることは２つです。 　�@PentiumIII最適化ではHarｄWare　T&Lも使うが、CPU　SpeedのみSSEを使う。 　�APentiumIII最適化ではSSEのみ使い、これがGeForceのHarｄWare　T&Lより速い。 しかし�Aは、他のベンチ結果などからも、考えにくい気がします。 ここでは「�@ではないか」ということにしておきます。 （CPUのクロックを落していけば傾向が特定できるカモ知れません） �@ではないかという考察は、どうやら誤りのようです。XJ-Sさんのご指摘により、HELPを見ると、 CPU　Speedは、周辺の影響を最小に抑えるために、640ｘ480の最小解像度でGame1,2を実行した 結果で算出されるとなっています。 つまり、この結果からは、大量データ＋T&LではSSEが速く、少量データ＋T&LではH・T&Lが速いと いうことが言えると思います。 《 Game 1 - Helicopter　＆　 Game 2 - Adventure》 ヘリコプターシュ−ティングと、Ｕｎｒｅａｌを思わせる３Ｄフィールドのベンチです。 各々、デティールHｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗの３通りのテストを行います。 Helicopterでは木の数、Adventureでは人の数等でポリゴン数を変えています。 Game 1 - Helicopter 　 データ Detail Level Objects Lights Triangles Vertices Textures Low 23 4 6 997 11 601 2.74 MB Medium 37 5 13 520 22 875 2.87 MB High 39 5 53 026 71 292 2.81 MB Game 2 - Adventure データ Detail Level Objects Lights Triangles Vertices Textures Low 22 4 9 392 16 356 3.14 MB Medium 33 7 17 084 24 023 3.31 MB High 44 8 29 941 36 983 3.41 MB 結果 FPS Game 1 - Helicopter Game 2 - Adventure 16bit Intel(r)　PentiumIII(r) 101.7/70.3/36.0 108.2/64.9/38.9 16bit D3D　HarｄWare　T&L 100.5/69.7/33.4 91.2/65.9/41.3 16bit D3D　Software　T&L 70.4/48.9/25.7 88.2/49.3/28.7 32bit Intel(r)　PentiumIII(r) 68.6/49.7/25.2 64.7/56.4/38.7 32bit D3D　HarｄWare　T&L 63.9/46.0/23.2 58.3/51.2/35.6 32bit D3D　Software　T&L 52.5/38.2/20.3 58.0/45.4/27.6 ほとんどのケースで、PentiumIII(r)　＞　HarｄWare　T&L　＞　Software　T&Lという順位が成り立ちます。 しかし、それに反した興味深い点もいくつかあります。 　�@32bitのGame 2 - AdventureのLowデティールで、Software　T&Lの58.0とHarｄWare　T&Lの58.3で差が無い。 　�A16bitのGame 2 - AdventureのMidとLowのスコアが、PentiumIII(r)とHarｄWare　T&Lで逆転している。 　�BGame 1 - HelicopterではPentiumIII(r)とHarｄWare　T&Lの差がほとんど無い。 もしかしたら、Game 1 - Helicopterは、ポリゴン数が多いがテクスチャデータ量が少ないためT&Lの性能が大きく影響し、 Game 2 - Adventureは逆にポリゴン数が少なく、テクスチャデータ量が多いので、転送能力が大きく影響するといった 特徴があるのかも知れません。 （多くの解像度でテストした結果があれば解明できるでしょう） 《 Fill Rate》 Single-Texturing/Multi-Texturingのスコアを比較します。 アルゴリズム Single-Texturing （１処理/４手続）） �@ layer 4 additive �A layer 3 additive �B layer 2 additive �C layer 1 copy Multi-Texturing （１処理/１手続） �@ layer 1 additive + additive + additive + copy 結果 MTexels/s Single-Texturing Multi-Texturing 16bit Intel(r)　PentiumIII(r) 349.0 572.4 16bit D3D　HarｄWare　T&L 349.0 572.3 16bit D3D　Software　T&L 349.0 572.4 32bit Intel(r)　PentiumIII(r) 167.4 344.0 32bit D3D　HarｄWare　T&L 167.4 344.0 32bit D3D　Software　T&L 167.4 344.0 結果は色数による違いのみで、誤差の無い非常に精度の高い結果です。 Single-Texturingでは32bitと16bitでちょうど２倍の結果ですが、Multi-Texturingでは1.66倍です。 これは16bitのMulti-Texturingが、GeForceのパフォーマンスの限界を示していと考えられそうです。 《 High Polygon Count》 ずばりT＆Lのテストです。これは、ジオメトリエンジンの性能に結果が直結するはずです。 High　Polygonのリングに、1 Light、４ Light、８ Lightの３パターンのLightingをテストします。 データ 30 toruses with 5000 triangles each = 150 000 - 1 directional light - 1 directional and 3 point lights - 1 directional and 7 point lights 結果 KTriangles/s 1 Light ４ Light ８ Light 16bit Intel(r)　PentiumIII(r) 7137 5755 4625 16bit D3D　HarｄWare　T&L 5384 3828 2068 16bit D3D　Software　T&L 5264 3869 2914 32bit Intel(r)　PentiumIII(r) 7078 5770 4614 32bit D3D　HarｄWare　T&L 4929 3618 2020 32bit D3D　Software　T&L 4897 3653 2787 これは、全く想定外の結果です。 HarｄWare　T&Lのメリットが皆無です。むしろ、Software　T&Lの方がパフォーマンスが優れています。 この結果については謎というほかありません。 PentiumIII(r)最適化は順当（？）にパフォーマンスを出しているようで、この差は動きを見ても歴然です。 コマ抜きスローモーションのようなHarｄWare　T&Lに対し、実スピードで動きます。 《 Texture Rendering Speed》 8MB、16MB、32MBの巨大テクスチャのトンネルをくぐり抜けるテストです。 64MBのテストにはAGPアパーチャサイズが128MB以上確保する必要があります。 データ The test runs through a tunnel, which is mapped with 256x256 textures: - 8 MB: 48 textures in 16 bit color, 24 in 32 bit color - 16 MB: 96 textures in 16 bit color, 48 in 32 bit color - 32 MB: 192 textures 16 bit color, 96 in 32 bit color - 64 MB: 384 textures 16 bit color, 192 in 32 bit color 結果 FPS 8MB Texture 16MB Texture 32MB Texture 16bit Intel(r)　PentiumIII(r) 291.0 282.5 228.9 16bit D3D　HarｄWare　T&L 282.0 265.7 200.5 16bit D3D　Software　T&L 288.8 280.1 208.4 32bit Intel(r)　PentiumIII(r) 149.0 145.6 129.9 32bit D3D　HarｄWare　T&L 149.5 144.1 123.5 32bit D3D　Software　T&L 149.8 145.8 131.4 この結果はFillRateの結果に近いものです。 16bitは32bitのきっちり２倍のフレームレートを出しており、CPUオプティマイズは無関係に思えます。 しかし、HarｄWare　T&Lでは、若干落ちていることは、要注目でしょう。 HarｄWare　T&Lが、巨大なデータの転送に、何らかのオーバーヘッドとなることを意味しています。 《Bump Mapping》 エンボス（凹凸）は、背景となるテクスチャにモノクロのテクスチャ（高さ情報）を重ねて表現します。 ここでは、3-pass、２-pass、１-passの３通りの方法をテストします。EnvironmentはN/Aでした。 Required Direct3D features 3-pass - Additive Alpha Blending - Multiplicative Alpha Blending ２-pass - Multitexturing (texture + additive) - Multiplicative Alpha １-pass - Multitexturing (texture + additive) - 2X Multiply - Gouraud Shading 結果 FPS 3-pass ２-pass １-pass 16bit Intel(r)　PentiumIII(r) 139.9 192.0 328.6 16bit D3D　HarｄWare　T&L 147.0 195.1 328.9 16bit D3D　Software　T&L 146.9 194.8 328.3 32bit Intel(r)　PentiumIII(r) 77.6 103.8 167.7 32bit D3D　HarｄWare　T&L 78.6 101.7 167.7 32bit D3D　Software　T&L 78.6 101.7 167.6 この結果もFillRateの結果に近いものです。 16bitは32bitのきっちり２倍のフレームレートを出しています。ほとんど誤差が無いので、限界値でしょう。 ただ、PentiumIII(r)オプティマイズでは、3-passと２-passでフラッシュのような表示異常が見られました。 PentiumIII(r)オプティマイズが、僅かながらスコアを落しているのも気になります。 ソフトかハードのどちらかに問題があるのは間違いないようです。 《総評》 CPU Optimization (3D pipelines)による違いは、興味深い結果を示しました。 HarｄWare　T&Lでは、大きなグラフィックデータを扱う場合に何らかのオーバーヘッドがあること、 Intel(r)　PentiumIII(r)が総じてHarｄWare　T&Lを凌ぐこと（SSEプラスHarｄWare　T&Lかも知れません） Intel(r)　PentiumIII(r)ではEmbosテストで不具合が発生することです。 不具合については、Coppermineならではなのか、SSEプラスHarｄWare　T&Lで起こるものなのか、 テストしてみてばわかることなので、追って確認します（＾＾；

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