Cinebench 20, raytracing en energie Nieuwe benchmarks op een rij

In de afgelopen maanden zijn er diverse nieuwe benchmarks verschenen die vooral voor al dan niet toekomstige eigenaren van RTX-videokaarten interessant zijn. Ook als je de kat uit de boom kijkt en je nog niet aan raytracingkaarten hebt gewaagd, zijn de benchmarks van games die deze relatief jonge techniek ondersteunen, interessant. Nvidia is namelijk van plan raytracing ook naar kaarten te brengen die daarvoor geen specifieke hardware aan boord hebben.

We hebben raytracing, en de anti-aliasingtechniek dlss die daarmee hand in hand gaat bij Nvidia, getest op de diverse games die dat momenteel ondersteunen: Battlefield V, Metro Exodus en Shadow of the Tomb Raider. We hebben ook Futuremarks nieuwste uitbreiding Port Royal voor raytracing getest. De kaarten die we hebben getest, zijn de Founder's Editions van de RTX-serie. Van AMD zijn vooralsnog geen kaarten beschikbaar die de techniek ondersteunen.

Naast de raytracingtests voor videokaarten hebben we ook een oude belofte ingelost. Sinds enige tijd waren de meetinstrumenten om het opgenomen vermogen van processors te meten stuk. We hebben inmiddels nieuwe en betere meters gekocht en hebben alle courante processors in ons magazijn met deze nieuwe meters getest. Voortaan kunnen we dus weer opgenomen vermogens in onze processorreviews opnemen en als voorproefje hebben we een overzicht voor je gemaakt.

Over processors gesproken: dé standaardbenchmark voor processors, Cinebench, is sinds kort in versie 20 beschikbaar. We zaten al sinds 2013 op R15, maar hebben nu eindelijk een vernieuwde benchmark, die vooral voor processors met veel cores betere resultaten oplevert. Ook daarvan hebben we een lijst met alle resultaten tot dusver samengesteld en deze benchmark zullen we, naast Cinebench R15, in toekomstige reviews hanteren.

Raytracing met RTX-kaarten

Inmiddels is er een handjevol benchmarks voor raytracing beschikbaar. Battlefield V ondersteunt de techniek al enige tijd en ook voor Shadow of the Tomb Raider is sinds kort een patch uit om raytracing mogelijk te maken op RTX-kaarten. Verder heeft Futuremark in zijn 3DMark-suite een raytracingbenchmark in de vorm van Port Royale opgenomen en ook Metro Exodus heeft inmiddels ondersteuning voor de belichtingstechniek. We hebben die benchmarks dan ook op onze vier RTX-kaarten, de RTX 2060, 2070, 2080 en 2080 Ti, gedraaid en bekijken de resultaten.

Port Royal

We beginnen met de nieuwste uitbreiding op 3DMark: Port Royal. De benchmark maakt gebruik van Microsofts DirectX-raytracingimplementatie om schaduwen en reflecties te genereren binnen een scène van 2560 bij 1440 pixels. 3DMark hanteert voor de score een vermenigvuldigingsfactor van 216 maal de framerate. In de resultaten geven we zowel de score als de bijbehorende framerate.

Met het huidige aanbod aan RTX-kaarten produceer je geen speelbare framerates met Port Royal, maar als we enkel naar de scores kijken, zien we steeds een sprong van ongeveer 25 procent van de 2060 naar de 2070 en 2080. De 2080 Ti maakt een grotere sprong van 35 procent. Gezien het aantal RT-cores in de kaarten is dat niet helemaal logisch, aangezien die oplopen van 30 in de 2060 naar 36 in de 2070, 46 in de 2080 en maar liefst 68 in de 2080 Ti. De RTX 2070 scoort in Port Royal dus ruim 26 procent beter, met maar 20 procent extra RT-cores.

Daaruit zou je kunnen concluderen dat de 2060-kaart bovenmatig wordt afgeremd door het geringe aantal RT-cores. Kijken we naar het verschil tussen de 2070 en 2080, dan heeft de RTX 2080 bijna 28 procent meer RT-cores aan boord, wat aardig overeenkomt met de prestatiewinst van ruim 25 procent. Meer RT-cores lijkt, tenminste in Port Royal, relatief minder op te leveren. De 2080 Ti scoort immers maar 25 procent beter dan de gewone 2080, maar beschikt wel over bijna 48 procent meer RT-cores. We kijken hoe dat bij echte games zit.

Battlefield V

Battlefield V was de eerste game die Nvidia's raytracing ondersteunde, maar in onze benchmarks blijkt die implementatie nog niet honderd procent foutloos. Met de 2080 Ti in het testsysteem konden we weliswaar raytracing inschakelen, maar de benchmark werd steevast zonder RT gedraaid. We hebben dan ook enkel de resultaten van de RTX 2080, 2070 en 2060.

We willen vooral de invloed van raytracing op de prestaties bekijken, dus hebben we voor Battlefield V drie rt-niveaus vergeleken met de prestaties zonder raytracing ingeschakeld. De raytracingniveaus van Battlefield V zijn Low, Medium, High en Ultra, en we hebben de eerste drie getest. Om databasetechnische redenen noemen we die in de grafiek echter Medium, High en Ultra. Op 1080p haal je ook met de RTX 2060 nog prima speelbare framerates en dat geldt uiteraard ook voor de 2070 en 2080.

Het valt op dat er tussen de Medium en High-instellingen van raytracing in BF V nauwelijks verschil in prestaties is waar te nemen. De hoogste kwaliteit raytracing legt nog zwaarder beslag op de gpu; je bent een derde van je framerate kwijt met raytracing. Ook op lagere niveaus haal je nog flink lagere framerates. De cijfers voor de RTX 2060 en RTX 2070 zijn procentueel vrijwel gelijk, maar met de RTX 2080 zakken de scores relatief nog verder in. Waar je zonder raytracing nog op een 144Hz-scherm kunt spelen, haal je met raytracing dik veertig procent minder fps.

We hebben van acht scènes screenshots gemaakt met de verschillende raytracingniveaus. Zo kun je zelf beoordelen welke effecten de techniek heeft en of je dat de extra belasting waard vindt. Om raytracing helemaal uit te schakelen, moet het spel opnieuw worden gestart, wat het onmogelijk maakt om een identiek screenshot vast te leggen.

Je kunt met de slider de RTX-niveau's Low en Ultra met elkaar vergelijken of op de foto's klikken voor een grotere versie en alle RTX-instellingen met elkaar vergelijken.

Bij Metro Exodus is het iets makkelijker om iets over de kwaliteit te zeggen, maar bij Battlefield moeten we toegeven dat we het erg moeilijk vinden om iets zinnigs over de screenshots te zeggen. De hogere raytracingniveaus leveren over het algemeen iets helderdere plaatjes op, maar trek vooral je eigen conclusies.

Metro Exodus

Metro Exodus ondersteunt sinds medio februari ook raytracing, maar biedt, anders dan Battlefield V, de optie om dlss aan of uit te zetten. Dat biedt een mooie gelegenheid om niet alleen de impact van raytracing, maar ook die van dlss versus reguliere anti-aliasing te meten. We splitsen de metingen in High en Ultra RTX; beide instellingen hebben we met dlss aan en uit gebenchmarkt.

Ook Metro had problemen met sommige kaarten in combinatie met raytracing en dlss, reden dat niet alle RTX-kaarten in elke grafiek voorkomen. Dat gezegd hebbende, zien we dat de RTX 2060 met raytracing en dlss ingeschakeld maar een paar procent lager scoort dan zonder beide RTX-technieken, maar als je dlss niet laat helpen, zakken de scores wel behoorlijk in.

De RTX 2070 op 1080p zakt ook een procent of vijf in fps als je raytracing en dlss inschakelt en zit op het niveau van een 2060 als je dlss uitschakelt met raytracing ingeschakeld. Op beide 4k-resoluties scoort de 2070 geen zinnige framerates meer; daarvoor moet je naar de 2080 overstappen. Dan nog kun je niet meer dan 4k-Medium spelen, want ook de 2080 komt met raytracing en dlss ingeschakeld niet hoger dan 46fps: bijna dertig procent lager dan de 64fps zonder beide technieken. Op 4k-Ultra haal je bij de RTX 2080 opvallend genoeg een iets hogere framerate met raytracing en dlss ingeschakeld, maar met nauwelijks 40fps is dat voor de meeste gamers te weinig.

De RTX 2080 Ti haalt op 4k-Medium nog redelijke scores, en met raytracing en dlss ingeschakeld blijft er nog een verdienstelijke 60fps over. Dat zakt in tot 40fps als je dlss uitschakelt, wat een aardige lans breekt voor dlss. Op 4k-Ultra komt ook de RTX 2080 Ti niet tot soepel speelbare framerates, hoewel ook nu de scores met raytracing en dlss ingeschakeld iets hoger zijn dan zonder.

We kunnen de kwaliteit van het raytracen nog verder omhoog draaien naar Ultra, en we beginnen weer met de RTX 2060 en 2070 op 1080p. Die eerste zakt iets verder, van 55 naar 49fps met dlss ingeschakeld en 40fps met dlss uitgeschakeld. Met raytracing op de hoge stand was dat nog respectievelijk 52 en 45fps. De RTX 2070 zakt van 64 naar 58 en 49fps, tegen 61 en 55fps. Met dlss ingeschakeld kun je dus net zo goed de raytracingkwaliteit opschroeven tot het maximum, want erg veel snelheid scheelt dat niet.

Als we kijken naar 4k-resoluties, te beginnen met Medium-settings, dan zakken we met de RTX 2070 van een nauwelijks speelbare 44fps naar een niet speelbare 33fps of zelfs 21fps met dlss uitgeschakeld. Voor de 4k-Ultra-settings blijft er minder dan 30fps over, hoewel het verschil tussen raytracing in- en uitgeschakeld opnieuw zeer gering is. Met andere woorden, waarom zou je het niet aanzetten?

Kijken we naar de kaarten als de 2080 en 2080 Ti met meer rt-cores, dan beginnen we in Metro op 4k-Medium al met nauwelijks speelbare framerates van net boven de 60fps, maar met raytracing en dlss aan incasseert de RTX 2080 een enorme prestatiehit van 64 naar 41fps en de RTX 2080 Ti zakt van 68 naar 54fps, een iets minder dodelijke klap, maar nog altijd een vijfde minder. Kijken we naar 4k-Ultra, dan zakt de 2080 Ti nauwelijks als je raytracing en dlss inschakelt, en de gewone 2080 zakt iets meer, maar weer niet schokkend.

Dlss uitschakelen en vertrouwen op de traditionele anti-aliasingtechnieken is in alle gevallen af te raden, maar raytracing kun je gerust aanzetten. Met niet te gek veel details krijg je er bij sommige kaarten zelfs prestatiewinst bij, zoals je aan de 4k-Medium-prestaties van de 2080 en 2080 Ti kunt zien.

Screenshots raytracingniveaus

Bij Metro Exodus kunnen we raytracing wel on-the-fly aan- en uitzetten, dus kunnen we de twee geteste niveaus High en Ultra direct vergelijken met screenshots met raytracing uitgeschakeld.

Je kunt met de slider RTX-niveau's vergelijken of op de foto's klikken voor een grotere versie.

Bij de eerste screenshots vallen de verschillen wel mee. Het water ziet er zonder raytracing ook prima uit, maar met raytracing zijn de reflecties in dat water, bijvoorbeeld van de truck, wat realistischer. Ook je wapen en de tank zijn iets beter belicht en de streep zonlicht ziet er eveneens wat beter uit.

Afgezien van de lichtval op de muur rond het gat is het verschil in het tweede screenshot niet groot, maar in de derde reeks zijn er flinke verschillen, bijvoorbeeld met de schaduwen op je wapen, de belichting van de kade en de reflecties in het water.

Ook in het vierde screenshot zijn grote verschillen in belichting en lichtval te zien, waarbij de 'geraytracete' versies veel realistischer ogen. Vanuit tactisch oogpunt zijn de donkere schaduwgebieden echter misschien minder handig…

Shadow of the Tomb Raider

Ook Shadow of the Tomb Raider kreeg onlangs een update om raytracing in te schakelen en net als in Metro kun je ook in Shadow dlss in- en uitschakelen. Tomb Raider kent net als Battlefield V drie niveaus van raytracing en we bekijken die weer met ons kwartet kaarten. Op 1080p Ultra draaiden de 2080 en 2080 Ti niet zonder problemen, maar op 4k hebben we eindelijk een resultaat met alle vier de kaarten bij elkaar.

De RTX 2060 zakt van 90fps zonder raytracing ingeschakeld naar achtereenvolgens 79, 59 en 57fps, met respectievelijk raytracing op Medium, High en Ultra. Tussen High en Ultra zit dus weinig verschil, maar de stappen van raytracing inschakelen op Medium en vooral de stap van Medium naar High geven flinke prestatieverliezen. De prestatieverschillen tussen de scores met dlss in- en uitgeschakeld zijn niet zo groot als bij andere games.

Als we naar de RTX 2070 kijken, is er nog maar nauwelijks verschil tussen raytracing uitgeschakeld en de laagste stand daarvan. We zakken van 99 naar 95fps, een verschil van maar vier procent. Als we raytracing opschroeven naar High, zakken we wel behoorlijk in framerate, tot 71fps, ofwel bijna dertig procent minder dan zonder. Met raytracing op de hoogste stand zakken we nog wat verder in framerates, maar dat is net als bij de RTX 2060 maar een klein verschil.

Over de prestaties van de RTX 2060 en 2070 zullen we wat korter zijn bij deze 4k-Medium-instelling. Die zakken voor de RTZ 2070 van een bijna acceptabele 52 naar 37fps op de hoogste stand, hoewel er geen prestatiehit is als je raytracing aanzet op de laagste stand. Dat is bij de 2060 wel anders; die zakt van een al erg lage 44 naar 35fps met Medium-raytracing ingeschakeld en als je naar High- of Ultra-raytracingmodus schakelt, hou je minder dan dertig frames per seconde over.

De RTX 2080 zet dan zonder raytracing op 4k-Medium een redelijk nette 65fps neer, maar met raytracing ingeschakeld op High en Ultra dipt dat onder de 50fps. De Medium-settings draaiden niet op ons systeem. Het uitschakelen van dlss in combinatie met raytracing doet de framerates bij de RTX 2080, anders dan bij de goedkopere kaarten, wel flink inzakken.

Bij de 2080 Ti zien we met raytracing ingeschakeld een iets hogere score voor Shadow dan zonder, maar dan moet je wel op het laagste niveau blijven. Als je raytracing naar High of Ultra schakelt, hou je nog maar ongeveer 60fps over. Ook voor deze kaart geldt dat je dlss maar beter kunt inschakelen als je nog framerates wil overhouden, want met gewone aa zakken de prestaties flink in.

Screenshots raytracingniveaus

In Tomb Raider kunnen we ook weer schakelen tussen diverse raytracingniveaus en de techniek kan ook on-the-fly uitgeschakeld worden. We hebben weer drie screenshots van verschillende scènes gemaakt met raytracing uit, op het laagste, midden- en hoogste niveau. Daarnaast hebben we screenshots met dlss in- en uitgeschakeld, zodat je het verschil in klassieke anti-aliasing en anti-aliasing door een neuraal net kunt bekijken.

Je kunt met de slider RTX-niveau's vergelijken of op de foto's klikken voor een grotere versie.

In Tomb Raider zien we een interessant fenomeen als we raytracing op High of Ultra zetten. In de eerste reeks screenshots heeft het gebladerte nog schaduw met reguliere belichting en Medium-raytracing, maar op de hogere niveaus zijn die schaduwen weg. Datzelfde schaduwgedrag zien we in de tweede reeks screenshots. In de laatste serie is het effect minder uitgesproken, maar de schaduwen van het gebladerte die over de schaduw het hek vallen, zijn ook daar behoorlijk minder.

Dlss-vergelijking

Je kunt met de slider dlss vergelijken of op de foto's klikken voor een grotere versie

Als we de screenshots met dlss versus geen dlss vergelijken, valt de enorme hoeveelheid vervaging op. De afbeeldingen met dlss hebben elk randje verloren, waardoor alles een beetje te zacht en bijna onscherp oogt. Uiteraard kan dat nog verbeteren als het trainingsmodel van het neurale net nog beter wordt, maar vooralsnog is het een nogal overdreven effect.

Opgenomen vermogen processors

De energieloggers die we sinds begin 2018 in gebruik hadden, hebben eind vorig jaar min of meer de geest gegeven; we vertrouwden de gemeten vermogens niet meer. We hebben daarom diverse nieuwe meters besteld en deze uitgebreid getest. Uiteindelijk hebben we gekozen voor een DT3010-spanningsmeter, die spanning en stroom kan meten met een resolutie van 50mV en 50mA, en twee keer per seconde data logt. Daarmee kunnen we niet alleen spanning en stroom, maar ook vermogen en verbruik meten en loggen. De meter kan maximaal 300V en belangrijker, 100A meten. Bij een spanning van 12V kan een processor dus 1200W trekken voordat deze meter de geest geeft, dus voorlopig zitten we goed verwachten we.

We meten met de DT3010 het vermogen dat aan de processor wordt geleverd door de 12pins-peg-connector af te tappen. Zo isoleren we het vermogen dat aan de processor wordt geleverd en meten we dus enkel wat de cpu verbruikt, zonder de rest van het platform te hoeven meenemen. Ongeacht of we dus een eenvoudig of een uitgebreid moederbord, of twee of vier geheugenmodules gebruiken, kunnen we de vermogens van de processors met elkaar vergelijken.

We meten het idle-verbruik in watt door gedurende vijf minuten enkel de desktop te tonen en het gemiddelde opgenomen vermogen over die vijf minuten te berekenen.

Voor loads kijken we allereerst naar Cinebench R15, waarbij we het piekvermogen noteren dat we tijdens de multithreadedtest meten. Daarnaast berekenen we het gemiddelde vermogen tijdens een enkele multithreaded Cinebench-run en we berekenen, in combinatie met de tijd die de benchmark duurt, hoeveel wattuur het de processor vergt om de test af te ronden. Dat laatste geeft ons een prestatie-energie-indicatie. Ook voor onze 4k-rendertest in Premiere meten we het gemiddelde opgenomen vermogen tijdens de benchmark, naast het gemiddelde opgenomen vermogen gedurende de render.

Idle zijn Intels processors voor de lga1151-socket het zuinigst, gevolgd door AMD's Zen-processors. Daarbij zijn de Threadrippers opvallend genoeg zuiniger dan de gewone Ryzen-processors, maar het verschil in de eerste en tweede generatie is wel mooi te zien. Intels hedt-processors zijn allesbehalve zuinig, wat waarschijnlijk aan de monolithische opbouw te danken is. Als we naar de verbruikscijfers idle kijken, relevant als je je computer de hele dag laat aanstaan, verstoken de meeste processors ruim minder dan een wattuur, hoewel de lga2066-processors aanzienlijk minder zuinig zijn.

In Cinebench vragen de processors met meer dan tien cores meer dan tweehonderd watt piekvermogen tijdens de test, maar ze zijn uiteraard wel een stuk sneller klaar met de render. Dat zien we terug in het vermogen in wattuur dat elke test vergt, hoewel Intel met zijn hedt-processors nog altijd meer vraagt dan AMD met de Threadrippers. We hebben dat al eerder gezegd bij de introductie van Ryzen, maar het blijft opvallend dat de power-performanceverhouding bij AMD beter is dan bij Intel.

In Premiere lijken de twee nieuwere mainstream-Threadrippers 2950X en 2920X niet geweldig te scoren; ze vragen meer vermogen dan de WX-modellen en bijna net zoveel als Intels 9980XE. Ze zijn echter een stuk sneller klaar met de test dan de WX-modellen en maar iets langzamer dan de 9980XE. Toch zijn het de zuinige Zen-varianten die de beste prestaties per watt leveren.

Cinebench 20

Maxxon heeft eindelijk, na bijna zes jaar, een nieuwe versie van Cinebench uitgebracht. De R15-release die we nog altijd gebruiken, en voor de vergelijkbaarheid van oude resultaten nog enige tijd naast de nieuwe versie blijven gebruiken, stamt uit september 2013. In processorland is in de tussentijd het nodige veranderd. In september 2013 bracht Intel zijn Ivy Bridge-generatie uit en was het aantal cores voor desktops, zelfs high-end desktops, beperkt tot 4 en 6 hyperthreadingcores. AMD zat rond die tijd met Piledriver-processors eveneens op 4 cores.

Inmiddels zijn we dus bijna zes jaar verder en is het processorlandschap behoorlijk veranderd. Mainstreamprocessors zitten op 8 fysieke cores en het hedt-platform van Intel is gegroeid naar 18 cores, terwijl AMD er in zijn grootste processors zelfs 32 propt. De oude Cinebench R15 schaalde niet lekker mee met dergelijke krachtige processors en dus heeft Maxxon een nieuwe versie, die volgens eigen zeggen acht keer keer zo zwaar is en bovendien meer geheugen vergt.

We hebben deze R20-versie van Cinebench losgelaten op vrijwel alle processors die we in ons magazijn hebben en de resultaten in onderstaande grafiek verwerkt. Uiteraard hebben we daarbij gecontroleerd of dat consistente resultaten oplevert. Met voldoende koeling bleek dat geen probleem; laptops en processors met ontoereikende koeling kunnen echter wel throttlen.

We hebben de maximale turbofrequenties van de processors en het aantal threads in de data opgenomen. Voor de singlethreadedresultaten kun je van die hoogste frequentie uitgaan, maar voor de multithreadedtest klokken de cores uiteraard een stuk trager.

De singlethreadedscores schalen, zoals we van Cinebench gewend zijn, netjes met de kloksnelheid, met een enkele afwijkende volgorde, meestal waar het een afwijkende of oudere architectuur betreft. Ook zien we dat de moderne Intel-processors iets hogere scores bij gelijke klok realiseren dan die van AMD, maar een groot verschil zit er niet tussen.

Bij de multithreadedresultaten zien we iets betere schaling. Zo scoort de Threadripper 2990WX bijna 22 procent hoger dan de 2970WX, waar dat bij Cinebench R15 iets minder dan 18 procent was.

Kijken we naar de scores per smt- of hyperthreadingcore van respectievelijk AMD en Intel, dan kunnen we nog een aantal interessante observaties doen. We hebben de all-coreturbo's van de processors en het aantal cores en threads vergeleken met de scores. Daaruit volgt een score per smt- of ht-core per gigahertz. Die komt voor de Threadripper smt-cores op ongeveer 112 punten per gigahertz en voor de AM4-processors op gemiddeld 125 punten per gigahertz. Veel AMD-processors zonder smt hebben we niet in ons lijstje, maar de Zen-cores in de 2200G zonder smt scoren ongeveer 93 punten per gigahertz.

Bij Intel komen we op 130 punten per gigahertz voor de hedt-processors en de overige op Skylake-gebaseerde processors met hyperthreading. Intel heeft echter ook flink wat aanbod zonder hyperthreading en die scoren om en nabij de 100 punten per gigahertz.

Voor zover we die hebben, hebben we ook de Cinebench R15-resultaten op bovenstaande processors ter vergelijking opgenomen.

Opgenomen vermogen

We vroegen ons ten slotte af of processors, vooral de high core count-modellen, ook zwaarder worden belast. Zoals je op de vorige pagina kunt lezen, gebruiken we namelijk Cinebench R15 in onze metingen voor opgenomen vermogen. We hebben daarom gecontroleerd of een AMD- en een Intel-processor, de 2990WX en 9980XE, significant meer energie verstoken met Cinebench R20 dan met R15.

Het tegendeel lijkt eerder waar, hoewel het verschil miniem is. Zowel de 2990WX als de 9980XE verstookt namelijk een watt minder met Cinebench R20 dan met R15. De benchmark is wel veel zwaarder, want de 2990WX doet over de multithreaded test 33 seconden in R20 en maar 9 seconden in R15. Voor de 9980XE is de tijd toegenomen van van 15 naar 40 seconden.