Intel HD3000, 메모리 성능에 따른 성능 차이.

AMD APU의 GPU 성능이 메모리 대역폭의 영향을 크게 받는다는건 널리 알려진 얘기입니다.
메모리 대역폭에 따라 성능 저하가 발생한다고 한 때는 엄청나게 까였지요.
그럼 인텔 내장은 얼마나 메모리 대역폭에서 자유로운가 확인해봐야겠다고 생각한지가 오래인데 이제서야
테스트해보네요.
아이비브릿지 지나서 좀 있으면 하스웰 나오는 마당에 이제서야 샌디브릿지 내장 그래픽을 테스트하는건
뒷북이지만 궁금하니까 해봐야지요.

- 테스트 시스템
CPU - Intel Sandy Bridge i5-2500K 3.3GHz
M/B - ASRock Z68 Extreme3 Gen3
RAM - Samsung DDR3 PC3-12800 4GB x2
VGA - Intel HD3000
OS - Windows 7 Ultimate K SP1 64bit
Driver - Intel HD Graphic driver 15.28.12.64.2932

i5-2500K의 HD3000은 850MHz~1100MHz의 기본클럭을 갖고 있고, 터보부스트 기능 덕에 최대 1350MHz까지 클럭이 상승한다고 알려져있습니다만, 테스트시에 단 한 번도 1100MHz를 넘은 적이 없습니다.
인텔의 XTU(Extreme Tuning Utility)를 사용하면 가능할지도 모르겠는데, 이건 인텔 메인보드에서만 쓸 수 있습니다.
뭔가 다른 설정이 필요한건지, 원래 그런건지 모르겠습니다.

테스트 툴은 3DMark Vantage
이왕이면 3DMark 11 이 좋긴한데 HD3000이 DirectX 10.1 지원이라서요.
(이번에 나온 3DMark는 아직까지 불안정한듯.)


- 테스트 메모리 클럭
DDR3-1333 싱글채널
DDR3-1600 싱글채널
DDR3-1866 싱글채널
DDR3-2133 싱글채널
DDR3-1066 듀얼채널
DDR3-1333 듀얼채널
DDR3-1600 듀얼채널
DDR3-1866 듀얼채널
DDR3-2133 듀얼채널

램타이밍은 확인 안 해봤는데 오토로 했으니 가장 일반적인 값이겠지요.


- 기본 클럭(1.1GHz) 테스트 결과

최대클럭 1.1GHz

DDR3-1066 x2 (17.1GB/s)

DDR3-1333 x1 (10.7GB/s)

DDR3-1333 x2 (21.3GB/s)

DDR3-1600 x1 (12.8GB/s)

DDR3-1600 x2 (25.6GB/s)

DDR3-1866 x1 (14.9GB/s)

DDR3-1866 x2 (29.9GB/s)

DDR3-2133 x1 (17.1GB/s)

DDR3-2133 x2 (34.1GB/s)


- 테스트 결과 정리
i5-2500K의 공식적인 메모리 지원은 DDR3-1333 x2 (21.3GB/s) 입니다.
그런데 요즘에 누가 DDR3-1333 쓰나요.
기본이 DDR3-1600 이지요. (노트북 제외)
어쨌든 기본은 DDR3-1333 x2 이니 이걸 기준으로 비교해보겠습니다.

DDR3-1600 x2 (25.6GB/s) 이상부터는 점수 상승이 없습니다.
DDR3-1066 x2 (17.1GB/s) = DDR3-2133 x1 (17.1GB/s) 까지는 큰 차이가 없지만 그 밑으로는 성능 저하가 있습니다.
현실적으로 DDR3-2133 메모리를 사용하는 경우는 별로 없으니 싱글채널에서 성능 저하가 발생한다고 볼 수 있습니다.

DDR3-1866 x1 (14.9GB/s) 이하에서 성능 저하가 있지만 크지는 않습니다.
일부 노트북에서 DDR3-1333 싱글채널을 쓰는 경우가 있었는데, DDR3-1333 x1 (10.7GB/s)에서 10% 정도의 성능 저하가 일어나는걸 확인할 수 있습니다. (최신 노트북은 이런 경우가 거의 없는걸로 압니다.)

AMD 트리니티가 3DMark 11 에서 DDR3-1333 x2 와 DDR3-2133 x2 사이에서 20%의 성능 차이가 나는데
비하면 성능 저하가 적은 편입니다.
성능저하가 많아야 10% 정도인건 근본적으로 HD3000 성능이 낮기때문이겠지요.


- 오버클럭(1.7GHz) 테스트 결과
그래서 성능이 높아지면 얼마나 차이가 나는지 오버클럭을 해봤습니다.
기본 클럭이 1.1GHz 인데 오버클럭해보니까 1.7GHz까지 올라가서 좀 놀랐네요.
벤치마크하는데 너무 오래걸려서 CPU 테스트는 안 했습니다.

최대 클럭 1.7GHz

DDR3-1066 x2 (17.1GB/s)

DDR3-1333 x2 (21.3GB/s)

DDR3-1600 x2 (25.6GB/s)

DDR3-1866 x2 (29.9GB/s)

DDR3-2133 x2 (34.1GB/s)


- 오버클럭 테스트 결과 정리
싱글채널은 뺐습니다.
GPU 오버클럭할 정도되는 시스템이면 최소한 듀얼채널은 되겠지요.

1.1GHz 때와 다르게 메모리 대역폭이 증가하면 성능이 계속 증가합니다.

DDR3-1333 x2 를 기준으로 성능하락이 많아야 5%, 성능상승이 많아야 5%

메모리 대역폭이 동일한 조건에서 GPU 클럭이 1.1GHz에서 1.7GHz로 상승할 때 얼마나 성능이 증가하는지를 나타낸겁니다.
GPU 클럭은 똑같이 54.5% 증가했지만, 성능향상은 메모리 대역폭에 따라 제각각입니다.
메모리 대역폭이 높을수록 성능 상승이 크고, DDR3-1066 x2 에서는 클럭 상승치보다 성능 상승이 낮습니다.
똑같이 GPU 성능이 증가해도 메모리 대역폭이 높을수록 더 높은 성능 향상을 볼 수 있습니다.
공식 지원값인 DDR3-1333 x2 에서 GPU클럭 상승과 비슷한 비율의 성능 향상을 보입니다.


- 결론
HD3000의 성능을 뽑는데 클럭에 관계없이 듀얼채널이면 충분하다.
AMD APU에 비해 메모리 대역폭의 영향을 덜 받는건 GPU 성능이 낮은 탓.
오버클럭을 해도 DDR3-1333 x2 에서 성능상 큰 손해가 없는데, 인텔의 공식적인 메모리 지원 사양은 적절한 것으로 보인다.

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3DMark Vantage 결과를 보면 텍셀성능은 코어클럭에 비례하고, 픽셀성능은 메모리 대역폭에 비례합니다.
이론적으로는 둘 다 코어클럭에 비례해야합니다.
픽셀 성능이 메모리 클럭에 비례한다고 보기는 어렵습니다.
HD6970과 HD7970은 ROP수와 메모리 클럭이 모두 같은데 Vantage의 픽셀 성능 결과는 HD7970 쪽이 50% 이상 높게 나옵니다.
메모리 대역폭 부족으로 픽셀성능병목이 발생한다고 해석하는게 타당하겠지요.
HD7970의 성능향상은 ROP의 실행 효율을 끌어올린 결과이고요.
(GPU 스펙에 있어서 ROP가 메모리 인터페이스와 세트로 구성되는걸 생각해보면 필연적인 결론.)

HD3000의 텍셀성능을 보면 3.7~3.8 Texels/cycle 정도 나오는데 텍스처 유닛이 4개라고 보는게 맞겠지요?