内存对APU性能影响测试

                                                     内存对APU性能影响测试
显存频率对APU集显性能的影响
　　桌面版Llano APU发布已经一个月了，其最大优势莫过于内建了高性能图形核心，目前最高规格的A8-3850处理器拥有Radeon HD6550D DX11图形核心，性能已经达到主流独立显卡的水准。因此，Llano十分适合用来组建入门/主流级平台和HTPC。
　　AMD曾经表示，中低端独立显卡已经完全没有存在的必要了。确实，600MHz的核心频率，400个流处理器，支持DX11，这样的规格确实是达到了中端显卡的标准，但是，APU中的显卡和独立显卡仍然是有区别的。最主要的区别就是：APU中的“显卡”仅提供了图形核心，仍然需要共享系统内存，而独立显卡则自带显存。

　　和Brazos相比，Llano的内存控制器提升为双通道，并且支持最高DDR3-1866MHz，内存带宽、频率都有所提升，这对于APU图形性能的表现有着直接的影响，高频率内存终于有了用武之地。而独立显卡通常配备了GDDR5显存，他们的性能之间依然会存在差距。这次测试，让我们看看在不同内存频率下，APU图形性能的表现，以及与独立显卡间性能的差距。
没有显存是瓶颈！APU共享内存式设计
    GPU对显存带宽的渴求比CPU高，性能越强需求就越高，这也就是独显为什么需要256bit以上的显存位宽、采用GDDR5超高频率显存的根本原因。AMD要在APU当中整合主流级高性能显卡，那么就必须解决共享显存的问题。
    Llano APU内部整合了一个双通道DDR3内存控制器，单条DDR3内存是64bit双通道就是128bit，基本上可以满足主流独显的位宽要求了。这个128bit控制器也要消耗不少的晶体管，CPU和GPU合用的话可以最大化资源利用。
    整合式内存控制器可以将内存延迟降到最低，此前Intel和AMD都将内存控制器整合在了CPU内部，其优势是显而易见的。不过集成显卡的待遇就没有这么高了，以往的整合显卡都在北桥之中，需要往共享内存中读写数据的话，必须通过前端总线向CPU发出请求，然后再返还，数据带宽和延迟都不甚理想。
Llano APU内存控制器示意图
    APU就不存在这个问题了，CPU和GPU在内存控制器面前是平等的，都是直接相连，带宽可以最大化利用，延迟可以降到最低。不过共享内存控制器的话，就涉及到争抢带宽的问题了，实际分配到的带宽要比理论值低，尤其是在CPU和GPU负载都很高的情况下。
    但共享内存还有一个最大的好处，那就是APU最擅长的异构计算，当CPU和GPU做大规模并行计算的话，存取的数据都在内存当中，交换数据无需绕过漫长的总线，也无需在内存与显存之间徘徊。共享式内存可以消除CPU与GPU之间最大的瓶颈。
    针对笔记本平台的Llano APU，接口封装为Socket FS1，最高可以支持到双通道DDR3-1600，最大32GB容量，理论内存带宽25.6GB/s，可兼容1.5V标准电压内存条或者是1.35V低压内存条。
    针对台式机平台的Llano APU，接口封装为Socket FM1，最高可以支持到双通道DDR3-1866，最大64GB容量，理论内存带宽29.8GB/s。值得质疑的是，DDR3-1866的频率仅在插两条内存的情况下才能达到，如果插满4条内存的话，官方最高只能支持到DDR3-1600的频率。
测试方法：独显集显同频率对比
    这次的测试的平台依然是目前最高规格的A8-3850加速处理器，CPU主频为2.9GHz，GPU为HD6550D，默认频率600MHz，拥有400个流处理器。测试主要目的是对比不同显存规格的性能差别，因此，A8-3850的测试平台内存设置分别为2GBx2双通道1866MHz、1600MHz、1333MHz以及单通道1866MHz。
    除此之外，我们还加入了两块独立显卡，分别是HD5570的DDR3和GDDR5版，两者除了显存之外没有其他区别，核心架构与A8-3850内建的HD6550D相同，也是拥有400个流处理器，并且将两块独立显卡的核心频率也降至和HD6550D相同的600MHz，测试平台测采用了Athlon II X4处理器，频率降至2.9GHz，与A8-3850一样。两个平台除了显存的差异之外，其他方面的差异降低至最低。
DX10基准：3DMark Vantage
    3DMark Vantage所使用的全新引擎在DX10特效方面和《孤岛危机》不相上下，但3DMark不是游戏，它不用考虑场景运行流畅度的问题，因此Vantage在特效的使用方面比Crysis更加大胆，“滥用”各种消耗资源的特效导致Vantage对显卡的要求空前高涨，号称“显卡危机”的Crysis也不得不甘拜下风。
    测试采用Performance Mode，成绩如下：
    搭配1GB GDDR5显存的性能表现最好，GDDR3显存和DDR3内存的表现差异不大，内存频率的不同也有一点差距，而使用单通道模式内存表现就很大了。
DX11基准：3DMark 11
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游戏介绍：3DMark11是一款纯DX11 Benchmark，如果需要测试DX9C或者DX10性能，3DMark06和Vantage依然健在，3DMark将会出现三代并存的现象，因为目前的游戏也是如此。
    3DMark11在很多方面的设计理念，都与3DMark Vantage类似，比如Futuremark并不急于紧跟微软推出DX11 Benchmark，而是等待DX11游戏走向普及之后才发布，这样就避免了滥用并不实用的新技术新特效，从而出现不公平、权威性遭到质疑的情况。
画面设置：采用P模式进行测试，分辨率为1280x720。
    3DMark 11的测试中，不同显存规格对性能的影响更小一点。
DX11基准：Heaven 2.5
游戏介绍：Unigine Engine率先发布了首款DX11测试/演示程序——Heaven Benchmark，其中大量运用了DX11新增的技术和指令，是3DMark11面世之前最佳的性能测试和技术演示软件。
画面设置：2.5版本进一步强化了Tessellation技术的应用，细分精度更高，画面更上一层楼，但对显卡的要求也非常苛刻。所以我们选择了降低画质的方式，以便获得较为流畅的FPS。
测试方法：自身就是一款Benchmark。
    Heaven 2.5测试比较苛刻，即使在中等设置下除了1GB GDDR5版本的HD5570之外依然都是个位数的帧数。
DX9C游戏：星际争霸
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游戏介绍：万众期待的暴雪神作《星际争霸》，在10年之后终于迎来的3D版本，目前暴雪已经正式开放了《星际争霸2：自由之翼》的Beta测试。虽然该游戏并不支持时下流行的DX10、10.1甚至DX11，但暴雪凭借成熟的DX9C技术，也将画面做的非常完美，大量HDR及SSAO特效的应用导致要求也比较高。
测试方法：从战网上下载一个1V1单挑录像，通过录像回放模式播放一段激烈的战斗场面，通过Fraps记录平均FPS和最小FPS。
测试模式：分辨率1920x1080画面设置High。
    星际争霸2对显存要求比较高，无论是容量还是频率，这也是DX9游戏的普遍特征，因此独立显卡中的显存表现更具优势。
DX10.1游戏：孤岛惊魂
游戏介绍：自《孤岛惊魂》系列的版权被UBI购买之后，该公司蒙特利尔分部就已经开始着手开发新作，本作不但开发工作从Crytek转交给UBI，而且游戏的故事背景也与前作毫无关系，游戏的图形和物理引擎由UBI方面完全重新制作。
画面设置：借助于蒙特利尔工作室开发的全新引擎，游戏中将表现出即时的天气与空气效果，所有物体也都因为全新的物理引擎，而显得更加真实。你甚至可以在游戏中看到一处火焰逐渐蔓延，从而将整个草场烧光！而且首次对DX10.1提供支持，虽然我们很难看到。
测试方法：游戏自带Benchmark工具。
测试模式：分辨率1920x1080画面设置High。
    孤岛惊魂2中，使用高频内存的表现也已经很好，不过仍然与独显有差距。
DX10.1游戏：鹰击长空
游戏介绍：《鹰击长空》由Ubisoft旗下的Bucharest Studio工作室所研发制作而成，以汤姆克兰西最擅长的近现代国际冲突为背景，加上现代化的军事武器，和五角大厦不愿证实的开发中的先进武器，交织出最激烈的高科技攻防战。而《鹰击长空》也脱离前面几项作品的框架，将战争从地面拉拔到空中，享受广大无界限的战斗空间。
画面设置：《鹰击长空》直接内置了对DX10和DX10.1的支持，它会自动检测显卡最高能支持的级别。通过此前的测试来看DX10.1并不会让画质变得更高，但的确能够让游戏跑得更快。
测试方法：游戏自带Benchmark。
    HD5570 GDDR5 1GB的性能领先共享内存的HD6550D不少。
测试模式：分辨率1920x1080画面设置High。
DX11游戏：叛逆连队2
游戏介绍：《战地：叛逆连队2》（Battlefield: Bad Company 2），是EA DICE开发的一款第一人称射击游戏。开发商EA同步发售了Xbox 360、PS3、PC版。该游戏是EA DICE开发的第9款“战地”系列作品，也是《战地：叛逆连队》的直接续作，在继承前作特性的基础上，强化了多人联机载具对战和团队合作元素的设定。游戏使用加强版的寒霜引擎，加入了建筑物框架破坏和物体分块破坏的支持。
画面设置：《叛逆联队2》虽然是款DX11游戏，霜寒引擎也是备受期待的DX11引擎，曾被ATI用来做Tessellation的技术展示。不过最新版本的对DX11的支持非常有限，仅仅是采用新指令集渲染HBAO特效而已，游戏会自动侦测显卡的DX级别来选择渲染模式。
测试方法：游戏不带Benchmark，笔者选取了单人任务模式下的一段无需手动干涉的过场动画进行测试，其中包括大量激烈的轰炸爆破激战场面，完全可以反映真实的游戏性能。
测试模式：分辨率1920x1080，画面设定为Medium。
    这款游戏中，1GB GDDR3显存与使用DDR3内存的差距十分小。但是1GB GDDR5的性能领先就比较多。
DX11游戏：失落的星球2
游戏介绍：《Lost Planet2》是一款具有光荣传统的游戏大作，在DX10时代就以率先支持DX10技术而著称，在DX11时代已然延续了对技术快速提供支持的风格，率先利用了DX11及曲面细分效果，使得游戏画面再次获得提升。
《失落的星球2》的游戏舞台是前作故事发生后十几年之后经过温暖化改变的EDN-3rd，这里将新增丛林等新场景，主人公也并非前作那样为一人，而是以“雪贼”们不同的视点展开故事。
测试方法：游戏自带Benchmark
测试模式：分辨率1920x1080，画面设置为Medium。
    不同内存频率的差距很小，几乎可以忽略不计，而GDDR3的HD5570表现失常，反不如HD6550D的性能。
DX11游戏：异形大战铁血战士
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游戏介绍：《Aliens vs. Predator》同时登陆PC、X360和PS3，其中PC版因为支持DX11里的细分曲面(Tessellation)、高清环境光遮蔽(HDAO)、计算着色器后期处理、真实阴影等技术而备受关注，是AMD大力推行的游戏之一。
画面设置：AVP原始版本并不支持AA，但升级至1.1版本之后，MSAA选项出现在了DX11增强特效当中，当然还支持Tessellation、HDAO、DirectCompute等招牌。该游戏要求不算太高，所以笔者直接将特效调至最高进行测试。
测试方法：游戏自带Benchmark
测试模式：分辨率为1920x1080，画面设置为中。
    GDDR3与DDR3的差距依然很小，GDDR5的差距就比较大了。
成绩汇总：内存通道/频率对性能的影响
     在关于3D图形性能的测试中，我们可以明显看出不同显存规格之间的性能差异。不过，可以明显看出，不同内存频率对性能的影响很小，与GDDR3显存的差距也不大。但是GDDR5显存在大部分游戏中的性能会更好。而使用单通道内存则性能则会比较差。因此，使用Llano APU的用户一定要用双通道内存。下面来看看不同显存规格下的性能对比总结：
    双通道DDR3-1866MHz与DDR3-1333MHz的性能差距在10%以内。
    DDR3-1866MHz双/单通道内存对共享显存的GPU性能影响在30%以上。因此，APU用户如果用到内置显卡的话，双通道内存是必要的配置。否则性能会大大降低。而高频率的内存则量力而行了，毕竟高频内存的价格并不便宜，增加的投入带来的性能提升比较有限。
成绩汇总：GDDR5/DDR3独显PK APU集显
    接下来我们看看独立显卡与APU内置显卡的比较，包括GDDR5与GDDR3两个版本。
    使用双通道DDR3-1866MHz内存与1GB GDDR5显存的差距达到了接近30%。
    DDR3内存与GDDR3显存差距在5%左右，并不算大。再加上前面对不同内存频率的测试，我们可以看到，内存频率每提升266MHz，内置显卡的性能大概提升5%，以此粗略推算，要达到1000MHz GDDR5的显存效能，内存频率大概要3000MHz以上了。。。这显然是不现实的。
全文总结：没有显存性能损失较大
    可以看出，GDDR5与高频双通道DDR3内存的差距在30%左右，这个差距和双通道/单通道内存之间的差距一样大。而目前DDR3-1600MHz以上的内存价格还比较贵，而主流独立显卡的已经普遍配备了GDDR5显存。由此可见，Llano APU虽然融合了CPU和GPU，但是目前来看与独立显卡在系能上依然有差距。因此，即使是相同的GPU核心，拥有独立显存的显卡性能要更强。
    所以，APU集显虽然不错，但实际上和同等规格的独显差距还是很大的，显存/内存对显示性能的影响不容忽视。带有显存的独立显卡不但性能出色，而且不会占用系统内存，影响整体性能。当然独立显卡还是建议购买GDDR5显存的版本，频率要比DDR3版高将近一倍，性能也要强不少。
    鉴于目前APU尚未上市，因此中低端主流用户我们还是推荐购买Athlon II X4或者Core i3 2100搭配独立显卡的配置。目前配备GDDR5显存的独显价格也不贵，传统的CPU+GPU组合无论性能还是价格都比APU更好一些。
    而APU想要更佳性能的话，必须搭配1866MHz的高频内存条，这样的内存价格并不便宜，而且还要划分512MB容量给集显用，系统可用内存容量降低，怎么看都不太划算。所以除非Llano APU上市时降到一个合理的价位，否则真不如单独购买CPU+GPU来得灵活划算。