Shadow of the Tomb Raider (TESTY) – Výkony grafických karet AMD i NVIDIA

Shadow of the Tomb Raider (TESTY) – OBSAH ČLÁNKU

1. Shadow of the Tomb Raider – představení
2. Jak budeme Shadow of the Tomb Raider testovat
3. Výkony grafických karet v Shadow of the Tomb Raider
4. Shadow of the Tomb Raider – plynulé hraní, nebo sekání?
5. Jak výkonný potřebujeme procesor?
6. Kolik grafické paměti vyžaduje Shadow of the Tomb Raider?
7. Kolik jader CPU v Shadow of the Tomb Raider využijete?
8. Závěrečné hodnocení grafických karet v Shadow of the Tomb Raider

Shadow of the Tomb Raider – představení

Za počítačovou hrou Shadow of the Tomb Raider stojí vývojáři ze studia Eidos Montreal a vydavatelé ze Square Enix. Podobně jako díl předcházející, Rise of the Tomb Raider, tak i Shadow of the Tomb Raider je postaven na herním engine Foundation engine. Tento engine využívá nejen služeb vykreslovacího rozhraní DirectX 11, ale také služeb modernějšího a výkonnějšího  DirectX 12. Vývojáři při samotném vývoji úzce spolupracovali se společností NVIDIA, a tak není divu, že v nastavení hry najdete takové položky jako například HBAO+. Ale to není vše.

Do počítačové hry Shadow of the Tomb Raider totiž časem přibude také implementace podpory ray tracingu, konkrétně ray tracingového stínování, které podporují nejnovější grafické karty GeForce RTX 20 společnosti NVIDIA. Na to si však ještě nějakou tu chvilku budeme muset počkat.

Oficiální požadavky na hardware pro PC verzi Shadow of the Tomb Raider

	Minimální HW požadavky	Doporučené HW požadavky
Operační systém	Windows 7 64-bit	Windows 10 64-bit
Procesor	Intel CPU Core i3-3220 nebo Ryzen 3	Intel Core i7 4770K, 3.40 GHz nebo AMD Ryzen 5 1600, 3.20 GHz
Grafická karta	NVIDIA GTX 660/GTX 1050 or AMD Radeon HD 7770	NVIDIA GTX 1060 6GB or AMD Radeon RX 480 8GB
3D API	DirectX 11	DirectX 12
Operační paměť	8 GB	16 GB
Pevný disk	40 GB	40 GB

Jak budeme Shadow of the Tomb Raider testovat

Hlavním úkolem dnešního článku je porovnání výkonů grafických karet v počítačové hře Shadow of the Tomb Raider. Protože výkony grafických karet v počítačových hrách jsou ovlivněny nejen výkonem samotného grafického čipu, ale také mnoha dalšími faktory, zejména pak výkonem procesoru či kapacitou grafické paměti, pokusíme se ve hře odhalit i tyto závislosti.

Pro testování grafických karet v počítačové hře Shadow of the Tomb Raider jsem tentokrát vývojáři nabízený vestavěný benchmark nevyužil. Místo toho jsem si vytvořil vlastní speciální testovací scénu v lokaci The Hidden City, která vytěžuje grafické karty mnohem realističtěji nežli onen připravený vestavěný benchmark. Tato testovací scéna trvá celkem 110 sekund a my v něm u grafických karet nebudeme měřit pouze průměrnou snímkovou frekvenci, ale u každé karty budeme zaznamenávat také jednotlivé časy snímků (Frame times), které velmi dobře popisují plynulost pohybu ve hře, dále pak také využití grafické paměti, využití GPU, CPU a další důležité veličiny.

Pro zaznamenávání dosažených časů snímků, z nichž se následně počítá také výsledná průměrná snímková frekvence, budeme využívat populární nástroj FRAPS, pro ostatní monitoring chování grafických karet i celého testovacího systému pak nástroj MSI Afterburner.

Počítačová hra Shadow of the Tomb Raider využívá celkem pěti přednastavených grafických profilů (Lowest, Low, Medium, High a Highest), které můžete využít v závislosti na výkonu vaší grafické karty. Hra Shadow of the Tomb Raider bohužel není vývojáři Eidos Montreal optimalizovaná tak dobře, abych v dnešních testech mohl využít stejné nastavení pro grafické karty středního i vysokého výkonu.

Pro grafické karty vysokého výkonu (high-end) budu tedy dnes využívat nastavení nejvyšší (Highest), pro grafické karty středního výkonu pak nastavení o jeden stupeň nižší (High).

S jakými grafickými kartami jsme Shadow of the Tomb Raider testovali

Víme-li tedy jak a co budeme testovat, pojďme si na závěr této kapitoly ještě představit grafické karty, které se zúčastní dnešních testů.

Grafické karty vysokého výkonu (high-end)
Gigabyte GTX 1080 Ti Gaming OC 11G	MSI GTX 1080 Armor 8G OC	Inno3D iChill GTX 1070 Ti X3	Asus Strix GTX 1070 O8G Gaming
Sapphire Nitro+ RX Vega64 8G HBM2	Asus Strix RX Vega56 O8G Gaming

Grafické karty středního výkonu (mainstream)
Gigabyte GTX 1060 Windforce OC 6G	Gainward GTX 1060 3GB	Asus Cerberus GTX 1050 Ti O4G	MSI GTX 1050 Gaming X 2G
Asus Strix RX 580 O8G Gaming	Sapphire Pulse RX 570 4GD5	Gigabyte RX 560 Gaming OC 4G

Jak můžete vidět, do dnešních testů byly zařazeny grafické karty tak, aby v nich byl přítomen vždy jeden zástupce konkrétního grafického čipu od společnosti AMD i NVIDIA.

Výkony grafických karet v Shadow of the Tomb Raider

Tím nejdůležitějším ukazatelem výkonu grafických karet je pro nás průměrná snímková frekvence. Čím vyšších hodnot snímkové frekvence karta v testech dosáhla, tím lépe, a její výkon můžeme pokládat za vyšší.

Následující grafy ukazují, jak si v testech počítačové hry Shadow of the Tomb Raider vedly jednotlivé grafické karty v různých rozlišeních. V rozlišení 3 840 × 2 160p (4K UHD) však byly testovány pouze grafické karty ze segmentu vysokého výkonu. Méně výkonné grafické karty totiž ani nejsou na toto vysoké rozlišení svým výkonem stavěné. Jen připomínám, že pro grafické karty vysokého výkonu (high-end) jsem využil nastavení nejvyšší (Highest), pro grafické karty středního výkonu pak nastavení o jeden stupeň nižší (High).

Počítačová hra Shadow of the Tomb Raider je vlastně akční střílečkou z pohledu třetí osoby, která ke kvalitnímu hraní vyžaduje poměrně vysokou snímkovou frekvenci. Budeme-li skromní, minimální snímková frekvence by se v této hře neměla dostat pod 45 FPS. Ideální snímková frekvence pro kvalitní hraní by však měla být samozřejmě mnohem vyšší, nebo tedy minimálně taková, aby alespoň nijak významněji nepadala pod hranici 60 FPS.

Jak už jsme si řekli, počítačová hra Shadow of the Tomb Raider využívá moderního 3D rozhraní DirectX 12, nebo se můžete přepnout do postaršího DirectX 11, které tato hra podporuje také. O tom, že hrám využívajícím výhradně DirectX 11 v dnešní době již asi odzvonilo, vypovídá následující video. V něm jsme proti sobě postavili grafickou kartu GeForce GTX 1080 Ti, která využívala služeb DirectX 11, a úplně stejnou grafickou kartu, která však využívala DirectX 12.

Jak můžete vidět, v rozlišení 1 920 × 1 080p zastaralé rozhraní DirectX 11 absolutně nestíhá grafickou kartu „krmit“ daty. Grafická karta proto není dostatečně vytížena a snímková frekvence klesá. Grafická karta využívající DirectX 12 takovými problémy netrpí, a to je také důvod, proč budeme v dnešních testech všechny grafické karty porovnávat výhradně v DirectX 12.

Grafické karty vysokého výkonu (High-end)

Shadow of the Tomb Raider je graficky náročnou hrou, kterou si ve 3 840 × 2 160p (4K UHD) a nastavení Highest nezahrajete dobře s žádnou grafickou kartou. V rozlišení 2 560 × 1 440p (WQHD) pak situace není o moc lepší, nicméně vlastníci GeForce GTX 1080 Ti mohou zajásat, protože ti jediní toto rozlišení zvládnou dobře. Pokud bych zamhouřil jedno oko, hra je v tomto rozlišení hratelná také pro vlastníky GeForce GTX 1080 a Radeon RX Vega64. Majitelé ostatních grafických karet pak budou muset zvolit rozlišení 1 920 × 1 080p, které jim jako jediné v počítačové hře Shadow of the Tomb Raider poskytne dostatečnou snímkovou frekvenci.

Grafické karty středního výkonu (Mainstream)

Ani v o něco nižším nastavení High to nemají grafické karty středního výkonu v této hře o moc jednodušší a na rozlišení 2 560 × 1 440p (WQHD) u těchto grafických karet rovnou zapomeňte. V rozlišení 1 920 × 1 080p (Full HD) pak vládne Radeon RX 580 těsně následovaný GeForce GTX 1060 6GB. Na dalších místech se pak umístily grafické karty Radeon RX 570 a GeForce GTX 1060 3GB. Jak se dalo očekávat, zdaleka nejhůř si pak Shadow of the Tomb Raider zahrajete na grafických kartách GeForce GTX 1050/Ti a Radeon RX 560. U těchto karet je však snímková frekvence již tak nízko, že bych rovnou doporučil přejít na grafické nastavení ještě nižší (Medium/Low/Lowest).

Shadow of the Tomb Raider – plynulé hraní, nebo sekání?

Průměrná snímková frekvence grafických karet je sice spolehlivým ukazatelem jejich výkonu, nic nám ale nepoví o celkové plynulosti renderingu, který je rozhodujícím faktorem zdání plynulého pohybu na monitoru počítače. Velmi často se totiž stává, že jednotlivé snímky nejsou grafickou kartou na monitor vykreslovány v pravidelných intervalech a sem tam dojde k nějakému zdržení. Toto občasné zdržení se pak ve hře projeví tak, že se při jinak plynulém pohybu obraz na monitoru na okamžik jakoby zasekne (stutter). Stuttering je tedy nepříjemnou vadou plynulosti pohybu ve hrách, která může být způsobena nejen enginem samotné počítačové hry, ale například také celým systémem nebo nevyladěnými ovladači grafických karet.

Jak tedy stuttering či jinou vadu plynulosti renderingu ve hrách odhalit? Jednou z možností jsou vypočtené hodnoty ukazatelů 99. percentile (1% Low FPS) a 99,9. percentile (0,1% Low FPS), které v případě velkých odstupů (rozdílů) od hodnoty průměrné snímkové frekvence naznačují problémy s plynulostí vykreslování snímků, a tedy i nebezpečí trhavého pohybu ve hře. Při posuzování míry stutteringu ve hře pomocí percentilu je však dobré mít na paměti, že tato metoda posouzení častokrát není stoprocentně spolehlivá, někdy nám totiž percentily „lžou“, a je proto dobré stuttering posuzovat i podle dalších ukazatelů.
Další a zcela bezpečnou možností, jak tento nepříjemný stuttering ve hře odhalit, je graf, do nějž jsou vyneseny časy potřebné na vykreslení všech snímků grafickou kartou. V těchto grafech pak odhalíte prakticky jakoukoliv časovou anomálii v renderingu. Pojďme se na to podívat.

Z grafů časů jednotlivých snímků je patrné, že jsou tyto snímky distribuovány v poměrně pravidelných intervalech, bez nějakého výraznějšího stutteringu. Ano, sem tam se sice nějaká ta abnormalita objeví, ale myslím, že to není nic tak závažného, aby vám to dojem plynulého pohybu ve hře Shadow of the Tomb Raider nějak výrazně pokazilo.

Jak výkonný potřebujeme procesor?

Asi nejčastějším důvodem nižší snímkové frekvence ve hrách bývá nedostatečně výkonný procesor. Jak to ale poznat? Ačkoliv se to někomu z vás bude zdát podivné, nedostatečný výkon CPU poznáme podle ukazatele vytížení GPU. Hodnota tohoto ukazatele nám totiž během testů ukazuje, jestli a jak je počítačová hra závislá na výkonu procesoru. Aby grafická karta pracovala na plný výkon, musí ji procesor (CPU + RAM) stíhat „krmit“ potřebnými daty, která GPU nutně potřebuje pro vlastní rendering snímku. Pokud je procesor příliš slabý a potřebná data nedodá včas, grafická karta přeruší rendering a musí na ně počkat. Vytížení grafické karty tak klesá a stejně tak jde dolů i snímková frekvence ve hře. Tato situace velmi často nastává u výkonných grafických karet při hraní v nízkých rozlišeních 1 920 × 1 080p. Pojďme se tedy podívat, jaká situace panuje v Shadow of the Tomb Raider. Do následujících grafů jsem zanesl pouze grafické karty GeForce GTX 1080 Ti a Radeon RX Vega64. Pro zajímavost jsem do grafu přidal také výsledky s GeForce GTX 1080 Ti pod DirectX 11.

Vytížení GeForce GTX 1080 Ti i Radeonu RX Vega64 při využití rozhraní DirectX 12 ukazuje, že obě tyto výkonné grafické karty byly po celou dobu testu vytíženy prakticky na maximum. To je dobře a tak to má být.

Pokud však u grafické karty GeForce GTX 1080 Ti ve hře přepnete na vykreslování přes DirectX 11, vytížení grafické karty se okamžitě propadá, a to klidně i na 50 %. Pokud se podíváte na druhý graf, který zobrazuje snímkovou frekvenci, zjistíte, že díky tomuto přepnutí na DirectX 11 u grafické karty GeForce 1080 Ti a rozlišení 1 920 × 1 080p (Full HD) okamžitě ztrácíte 25 % výkonu!!!

Kolik grafické paměti vyžaduje Shadow of the Tomb Raider?

Jednou z dalších věcí, která ovlivňuje výkon grafických karet v počítačových hrách, jsou požadavky na kapacitu grafické paměti.
Aby grafická karta vykreslovala snímky co nejvyšší rychlostí, je nutné, aby byla data nezbytně potřebná pro rendering (Working set) umístěna v rychlé grafické paměti (VRAM) přímo u grafického čipu. Pokud je kapacita VRAM příliš malá na to, aby se do ní Working set vešel, musejí být tato data dodatečně a průběžně přenášena z operační paměti (RAM) pomocí pomalé sběrnice PCI Express. Samozřejmě, pokud tato situace nastane a GPU musí na data čekat, snímková frekvence jde dolů. Je tedy velmi důležité, aby kapacita grafické paměti byla i s malou rezervou pro požadavky dané hry dostatečně veliká. A jak je na tom Shadow of the Tomb Raider?

Do následujících grafů jsem zařadil jednak GeForce GTX 1060 se 6GB VRAM, která disponuje více než dostatečnou kapacitou VRAM, tedy mnohem vyšší, nežli doporučují vývojáři hry. Dále pak grafickou kartu GeForce GTX 1060 se 3 GB grafické paměti a nakonec také kartu GTX 1050, jejíž kapacita VRAM je na samé hraně požadavků hry.

První graf „Využití VRAM“ nám ukazuje, kolik MB dat si grafické karty během testů obsadily ve svých VRAM. Druhý graf „Vytížení PCI Express“ nám ukazuje intenzitu přenosů dat mezi GPU a RAM. Pokud je tato intenzita příliš vysoká, signalizuje to nízkou kapacitu VRAM a dodatečné dotahování dat z operační paměti.

Zatímco grafická karta GeForce GTX 1060 6GB si během testů obsadila cca 4 000 MB grafické paměti, u GTX 1060 se 3 GB VRAM to bylo jen 2 700 MB a u GTX 1050 s pouhými 2 GB VRAM už to mohlo být maximálně nějakých 1 850 MB.

Pokud se podíváme na graf vytížení sběrnice PCI Express, pak je z něj jasně vidět, že obě grafické karty s nejmenší kapacitou VRAM, tedy GeForce GTX 1060 3 GB a GeForce GTX 1050 2 GB, vytěžovaly sběrnici PCIE mnohem více nežli GeForce GTX 1060 se 6GB grafické paměti.

Je tedy celkem možné, že jak pro GeForce GTX 1060 3GB, tak zejména také pro GeForce GTX 1050 2GB je nízká kapacita jejich grafických pamětí v počítačové hře Shadow of the Tomb Raider částečně limitujícím faktorem, který může ovlivnivovat jejich výkon.

Kolik jader CPU ve Shadow of the Tomb Raider využijete?

Cílem těchto testů je zjistit, jak je engine počítačové hry Shadow of the Tomb Raider optimalizovaný pro využití více procesorových jader, tedy jestli a jak je schopen své úlohy provádět paralelně. V tomto testu jsem v BIOSu základní desky postupně vypínal vždy dvojici jader procesoru i HTT (Hyper-Threading Technology) na Intel CORE i7-8700K. S grafickou kartou GeForce GTX 1080 Ti jsem pak následně měřil výkon (snímkovou frekvenci) v rozlišení 1 920 × 1 080p, kde je, jak už víme, potřeba výkonu CPU nejvíce. Pokud bude v testech výkon škálovat společně s počtem aktivních procesorových jader, můžeme pak říci, že engine počítačové hry Shadow of the Tomb Raider je pro více jader optimalizován dobře, čehož pak samozřejmě mohou nejvíc využít vlastníci vícejádrových procesorů.

Počítačová hra Shadow of the Tomb Raider je pro více jader procesoru i HTT optimalizována dobře, i když nějaké rezervy tam zcela jistě jsou. Pokud se podíváme na výsledky měření, nejlépe si tuto hru zahrajete na čtyřjádrovém procesoru se zapnutým HTT nebo na jakémkoliv procesoru, který nabízí kombinaci jader/vláken vyšší než 4. Ideální jsou tedy procesory 4C/8T a 6C/6T nebo samozřejmě i procesory s vyšším počtem jader/vláken, ale z nich již počítačová hra Shadow of the Tomb Raider nijak netěží a vy se vyšší snímkové frekvence ve hře nedočkáte.

Závěrečné hodnocení výkonů grafických karet ve Shadow of the Tomb Raider

Počítačová hra Shadow of the Tomb Raider toho po grafické stránce nabízí opravdu hodně. Grafika působí velice hezky i poměrně realisticky, a to nás její rozšíření o efekty prováděné formou ray tracingu teprve čekají.

Shadow of the Tomb Raider je po grafické stránce velmi náročnou hrou a mít nějakou výkonnější grafickou kartu je prostě výhoda. Tato hra však není náročná pouze na grafickou kartu, ale také na výkon procesoru. Naštěstí ale díky implementaci moderního rozhraní DirectX 12 do jejího enginu si tuto hru zahrajete nejen s těmi úplně nejvýkonějšími procesory.

S čím si tedy Shadow of the Tomb Raider zahrajete nejlépe? Nebudeme-li brát v potaz nejnovější grafické karty GeForce RTX 20 společnosti NVIDIA, pak tím nejžhavějším favoritem je samozřejmě grafická karta GeForce GTX 1080 Ti, která vám nabídne solidní snímkovou frekvenci nejen v rozlišení 1 920 × 1 080p (Full HD), ale také v rozlišení 2 560 × 1 440p (WQHD).

Na pomyslném druhém a třetím místě se umístily grafické karty GeForce GTX1080 a Radeon RX Vega64, se kterými si tuto hru zahrajete v tom nejvyšším nastavení a rozlišení 1 920 × 1 080p (Full HD) velmi kvalitně. Na chvostu, avšak stále s velmi svižnou snímkovou frekvencí pak zůstaly grafické karty GeForce GTX 1070/Ti a Radeon RX Vega56. 

U grafických karet středního výkonu je to trochu jiné. Abyste si počítačovou hru Shadow of the Tomb Raider zahráli v nějaké dostatečné snímkové frekvenci, budete se muset u nastavení grafických detailů uskromnit.

Pokud si chcete tuto počítačovou hru zahrát v nastavení High, budete k tomu potřebovat grafickou kartu Radeon RX 580 nebo alespoň nějakou GeForce GTX 1060 se 6 GB grafické paměti.

Nebude-li vám vadit snímková frekvence lehce pod hranicí 60 FPS, ideální grafickou kartou potom je Radeon RX 570 a s velkými výhradami kvůli nízké kapacitě grafických pamětí také GeForce GTX 1060 3GB.

U ostatních grafických karet s nižším výkonem vám pak nezbyde nic jiného nežli grafické detaily v počítačové hře Shadow of the Tomb Raider snížit ještě více, a nebude-li stačit ani to, budete muset snížit také rozlišení.

Suma sumárum, počítačová hra Shadow of the Tomb Raider je velmi zábavná, avšak také na výkon grafických karet velmi náročná počítačová hra, která ještě navíc časem dostane podporu efektů realizovaných pomocí ray tracingu. Ale k tomu již budeme potřebovat grafické karty úplně nové, takové, které akceleraci ray tracingu přímo podporují. Ano, řeč je o nových grafických kartách GeForce RTX 20, ale o tom až zas někdy příště.