Windows版3DMark追試レポート

　Futuremarkが5日に公開したベンチマークソフト「3DMark」のWindows版。すでに弊誌でもレポートしており、ベンチマークを実際に実行した読者も少なくないと思うが、いくつかのシステムで追試した結果をお伝えする。

　既にレポートしている通り、新しい3DMarkはエントリー向けのシステムも視野に入れており、“現行モデルでどのぐらい低スペックまで対応できるか”ということで、Atom Z2760を搭載し、グラフィックスにIntel Graphics Media Accelerator(PowerVR SGX 545相当)を採用した防水タブレット「ARROWS Tab Wi-Fi QH55/J」を用意した。

　さらに、Ultrabookなどで主流となっている低電圧版のCore i5とIntel HD Graphics 4000の性能についても検証するため、デルの「XPS 12」をテストに加えた。

　前回のテストで、ハイエンド向けの「Fire Strike」のシーンにおいて、Radeon HD 7870が予想以上に健闘した。以前3DMark11でRadeon HD 7870とGeForce GTX 680を比較した際、Extremeプリセットのスコアで前者は後者のおよそ64%前後の性能であったが、Fire Strikeでは84%まで縮まっている。これはさらなる上位のRadeon HD 7970に期待がかかりそうだったので、Radeon HD 7970 GHz Editionの中でも高価な部類となるASUSの「MATRIX-HD7970-P-3GD5」もお借りして、追試した。

MATRIX-HD7970-P-3GD5。R.O.G.ブランドの製品で、オーバークロックに特化した各種装備を備える。実売価格は6万円前後で、これ1枚でThinkPad X121eが2台購入できるほど高価である

　また、CPUとGPUのクロックを変更してテストを行ない、その動向を見てみたい。

Atom Z2760で実行できるのはIce Stormのみ

　というわけで前回の表に今回新たにテストしたものを加えたのが下表の結果である。

　今回テストしたプラットフォームの中でCPU/GPUともにもっとも低性能だと思われる富士通のARROWS Tab Wi-Fi QH55/Jだが、結果としてDirectX 10以上のテストに対応しておらず、DirectX 9相当のIce Stormしか実行できなかった。そのIce Stormだがスコアは2,438と、ThinkPad X121eの15,333と比較するとわずか約6分の1以下のスコアであった。

　もちろんTDPやPC自体のフォームファクタが大きく異るため単純な性能比較はできないし、Intel Graphics Media Acceleratorのドライバが未熟であることも関係していると思うが、ThinkPad X121eに搭載されるE-450内蔵のRadeon HD 6320の性能の高さやドライバの成熟さを改めて実感できた次第である。

　XPS 12は、ThinkPad X121eと比較するとおおよそ2～2.7倍、GeForce GT 650Mと比較するとおおよそ2分の1のスコアといったところで落ち着いている。E-450と同じTDP 17WクラスのCPU(E-450は18W)で、これだけの3D性能が実現できるのは立派だといえるだろう(ただし、価格も3倍以上の開きがある)。また、Atom系では実施できなかったCloud GateやFire Strikeのテストが実行できる点でも差が大きい。

　一方、MATRIX-HD7970-P-3GD5は、3つのシーン全てでGeForce GTX 680のオーバークロック版である「GTX680-DC2O-2GD5」を超えるスコアが得られた。MATRIX-HD7970-P-3GD5はRadeon HD 7970 GHz EditionのBoostクロックを1,100MHz、メモリクロックを6,600MHzに高めた非常に高性能なビデオカードではあるが、以前に1GHz駆動の「HD7970-DC2T-3GD5」を3DMark 11でテストした際は、1,100MHzまで高めたとしてもGTX680-DC2O-2GD5を超えるのは難しそうな印象だった。新しい3DMarkでは何らか手が加えられており、Radeon HD 7000シリーズでも性能が出せるようになったのかもしれない。

　Radeon HD 7970 GHz EditionはGeForce GTX 680よりも消費電力が高いし、トランジスタ数も多い。そういった観点からすれば、従来のベンチマークでは顕著だった「Radeon HD 7970 GHz EditionはGeForce GTX 680と比較すると効率が悪い」印象を、新しい3DMarkで払拭したとも言える。

【グラフ1】Ice Stormスコア

【グラフ2】Ice Stormフレームレート

【グラフ3】Cloud Gateスコア

【グラフ4】Cloud Gateフレームレート

【グラフ5】Fire Strikeスコア

【グラフ6】Fire Strikeフレームレート

CPUとGPUクロックを変えてテストしてみる

　次にCPUクロックとGPUクロックを変更してテストしてみた。

　CPUクロックはCore i7-3770Kを用いて、最初に掲載した全コアを4GHzにオーバークロックの結果に加えて、標準設定のクロック(Turbo BoostはONのまま、3.5GHz～3.9GHz)、全コア3GHz、全コア2.5GHzに設定した結果を掲載する。ビデオカードはMATRIX-HD7970-P-3GD5で統一してある。

　結果を見ると、もっとも軽いIce Storm以外はGraphics scoreに大きな変化はなく、Physics scoreでクロック相応の差が開き、それが最終的にスコアに反映されていることがわかる。つまり一般的にベンチマークでよく見られる傾向とほぼ同じく、軽い3DテストではCPUが足かせ、重い3DテストではGPUが足かせになるようである。

　なお、2.5GHzまで落とすと、Ice StormのPhysics testで、本来バブルの中にあるべきオブジェクトが外に出てしまい、バブルがそのまま画面下部に落ちていくという描画の異常も見られたが、スコアは順当なのでそのまま掲載してある。

【グラフ7】Ice StormのCPUクロックによるスコア差

【グラフ8】Cloud GateのCPUクロックによるスコア差

【グラフ9】Fire StrikeのCPUクロックによるスコア差

　一方GPUのクロックだが、当初GTX680-DC2O-2GD5のクロックをリファレンスまで落とそうとしたが、どのソフトを用いてもモニタリング上は落ちているものの、200MHz落としてもスコアに大きな変化が見られなかったので、今回はMATRIX-HD7970-P-3GD5のコアクロックのみをリファレンスクロック(1GHz)に落とした結果のみを掲載した。

　結果を見ると、MATRIX-HD7970-P-3GD5はコアクロックを1GHzに落としても、GTX680-DC2O-2GD5のスコアを超えている。今回は時間の都合でメモリクロックを引き下げなかったが、おそらく引き下げてもリファレンスのGeForce GTX 680よりも高速だろう。

　GPUクロックを下げた本来の目的を見ると、コアを1,100MHz→1,000MHzと約10%引き下げると、Ice Stormのスコアは約1.1%、Cloud Gateのスコアは約3.6%、Fire Strikeのスコアは約7.8%低下する。先述の通りIce StormではGPUよりもCPUが足かせなわけだが、これが実証できた結果とも言える。一方シェーダー処理が多いCloud GateやFire StrikeではGPUの性能が足かせとなっているので、クロック比ほどではないものの一定の性能低下が見られたわけである。

【グラフ10】Ice StormのGPUクロックによるスコア差

【グラフ11】Cloud GateのGPUクロックによるスコア差

【グラフ12】Fire StrikeのGPUクロックによるスコア差

3DMarkのスコア算出方法

　最後に、資料によって判明した3DMarkスコアの算出方法をお伝えする。

　各テストでGraphics score、Physics score、そしてFire StrikeのみCombined scoreの3種類の個別スコアが用意され、それを元に3DMark scoreが算出されるが、

・Graphics score=係数230×2/(1/Graphics test1のフレームレート+1/Graphics test2のフレームレート)
・Physics score=係数315×Physics testのフレームレート
・Combined score=係数215×Combined testのフレームレート
・Ice Storm/Cloud Gate 3DMark score=1/(7/9/Graphics score+2/9/Physics score)
・Fire Strike 3DMark score=1/(0.75/Graphics score+0.15/Physics score+0.10/Combined score)

※いずれも小数点以下切り捨て

といったようになっている。つまりIce StormとCloud GateのシーンにおいてGraphicsの比重が9分の7でPhysicsの比重が9分の2、Fire StrikeのシーンにおいてGraphicsの比重が0.75、Physicsの比重が0.15、Combinedの比重が0.1ずつとなっている。グラフィックスが全体スコアに及ぼす比率は大きいが、CPU速度も重要な要素となるため、突出したグラフィックススコアだけで全体のスコアを引き上げることは難しそうである。

　あくまでも仮想の例だが、MATRIX-HD7970-P-3GD5を4 GPUでCrossFire Xシステムを構築し、Graphics test1と2で5,000fpsを達成し、Graphics scoreで115万を達成したとしても、CPUが要となるPhysics testで300fpsしか達成できないと、3DMark scoreは330,263止まりである。GPUが4倍になっても、見かけ上の性能は2倍弱程度である。つまり、良い3DMark scoreを目指すためには、バランスのとれたシステム構築が必要であるということだ。