正交试验之影响显卡3D游戏性能的几因素

影响显卡3D游戏性能的几因素 梦溪笔谈 1问题的提出 配一台电脑用来干什么？不同的人都有不同的答案，工作、上网娱乐、听歌看碟、纯粹发烧超频等这些都是多数回答的内容，还有一个是大部分人都会说的——就是玩游戏！在繁忙的工作、学习生活中，在空余的时间玩玩游戏，是一个相当不错的减压方法。由于人们对游戏的需求也很大，而且不同的人喜欢的类型不同，于是衍生了不同类型的游戏，如RPG、战略RPG﹑第一人称射击、动作过关、赛车和体育运动游戏等。游戏的传承能力很强，因此产生了很多经典的世代游戏：《极品飞车》、《FIFA》、《NBA LIVE》、《英雄无敌》、《DOOM》、《QUAKE》等等，还有一些新生的力量，如《半条命》、《FAR CRY》，而新生的网络游戏则是《天堂》和《魔兽世界》。这些游戏基本代表了现在游戏的发展趋势：融入更多新技术，对电脑的性能要求更苛刻！在最新技术的支持下，现在的游戏绝大多数都是3D游戏，毫无疑问3D性能是对各位电脑的最大考验，直接影响游戏的运行速度！不同的游戏对不同的配件要求不尽相同，出现瓶颈，影响运行速度和游戏质量，这是游戏迷们玩游戏时最不爽的地方。影响游戏运行速度的因素有显卡﹑CPU﹑内存容量﹑硬盘容量与性能 ﹑网络质量等诸多因素，而显卡又是影响游戏的运行速度的主要因素。怎么才能判别显卡3D性能呢？ Futuremark的3DMark系列无论是在DIY玩家或显卡厂商心中，都已经烙下了深深的印记，用它得出来的成绩或分数，来对比系统3D效能的高低，又或者用它的循环测试功能来检测系统的稳定性情况。现在3DMark成绩的高低，已经完全具备左右用户购买哪款显卡的能力。而显卡主要受显卡容量﹑显卡位宽﹑显卡频率﹑核心频率四个因子的影响（排除制作工艺的差距），这四个因子的改变是否都起作用？哪些因子的作用强一些？因此，我希望能通过正交试验来得出以上问题的答案。 2实验设计 2.1实验目的 本试验的目的有三： （1） 找出影响显卡3D游戏性能的因素； （2） 描述这些因素的强弱程度； （3） 分析得出显卡3D游戏性能最优的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 2.2实验指标 3DMark06的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 测试包括两个HDR测试两个SM3.0图形测试。很明显FutureMark想表达的意思是，未来PC系统的游戏性能最关健的是显卡的HDR/SM3.0效能即显卡HDR/SM3.0显卡测试得分。 3DMark06分数计算公式： SM2.0测试得分 = 120 × 0.5 × (第一个SM2.0测试帧数 ＋ 第二个SM2.0测试帧数) HDR/SM3.0测试得分 = 100 × 0.5 × (第一个HDR/SM3.0测试帧数 ＋ 第二个HDR/SM3.0测试帧数) SM2.0显卡测试得分 = 0.75 × SM2.0测试得分 HDR/SM3.0显卡测试得分 = 0.5 × (SM2.0测试得分 ＋HDR/SM3.0测试得分) 2.3实验平台及测试说明 表1      实验平台     cpu ntel Core 2 Duo X6800（LGA775、2.93G、4096K SmartCache L2） 266 x 11 = 2930MHz（DDR2 800 4-4-4-12） 主板 nVIDIA nForce680i SLI 内存 KingBox (镁光小D9颗粒) DDR2-1066 512MB x 2 硬盘 日立7K250 SATA 250G 显卡 GeForce 8500GT 256M OC(460/800/SP:1200) GeForce 8800GS 384M(575/1700/SP:1438) GeForce 8800GT 256M(600/1800/SP:1500) GeForce 8800GT 512M(600/1800/SP:1500) Radeon HD 3850 512M OC(720/1800) Radeon HD 2600XT 256M(800/2200) Geforce 9400GT DDR2/512M(550/800) Radeon HD 3650 DDR3/256M (725/1440) Radeon HD 3650 DDR2/512M (725/1000) 系统软件 WindowsXP Professional SP2 英文版 + DirectX 9.0C 驱动程序 主板：nVIDIA nForce 9.53 评测软件 Futuremark 3DMark 2006 Ver:110     为了尽量避免由CPU本身带来的瓶颈，本实验采用了英特尔高档的双核心处理器Core2 Duo X6800. 2.4制作因素水平表 影响显卡3D游戏性能的主要因素有： A：显卡核心频率；B:显存频率；C:显存位宽；D:显存容量 各因素水平是根据目前市场上各类显卡的实际性能参数制定，其因素水平如表2所示。 表2  因子﹑水平数 因子 水平 A:显存容量 （M） B: 显卡核心 频率（MHZ） C:显存频率 （MHZ） D:位宽 （bit） 1 256 550 800 128 2 512 650 1400 256 3 1024 750 1800 384           由表2可知，实验可用3水平正交表（如表3所示）进行 表3  3水平正交表 2.5 实验 实验表的安排如表4所示： 表4  正交试验 试验号 A:显存容量（M） B: 核心频率 （MHZ） C:显存频率（MHZ） D位宽 （Bit） HDR/SM3.0 测试得分 1 1 1 1 1 920 2 1 2 2 2 4302 3 1 3 3 3 4929 4 2 1 2 3 4539 5 2 2 3 1 1674 6 2 3 1 2 1959 7 3 1 3 2 4973 8 3 2 1 3 2168 9 3 3 2 1 1940             2.6实验数据的分析处理 (1)实验数据根据极差法进行如下处理： 首先分析A因素在各水平对实验指标的影响。 实验结果的均值 ： 将第一列1水平所对应的第1、2、3号试验数据相加再求平均值得： 将第一列2水平所对应的第4、5、6号试验数据相加再求平均值得： 2724 将第一列3水平所对应的第7、8、9号试验数据相加再求平均值得： 3027 用同样的方法分析因素B。B因素排在第2列，所以要从第2列来分析。把包含 水平的第1、4、7号试验数据相加求平均值得 ，把包含 水平的第2、5、8号试验数据相加求平均值得 ，把包含 水平的第3、6、9号试验数据相加求平均值得 。 同理，分析因素C，D. 在计算完的各列的 之后，还要把每一列的 中的最大值和最小值之差算出来结果如下： 因素A  ； 因素B  ； 因素C  ; 因素D  其他的数据结果见下表： 表5 直观分析计算表   因素A 因素B 因素C 因素D 3383.667 3477.333 1682.333 1511.333 2724 2714.667 3593.667 3744.667 3027 2942.667 3858.667 3878.667 Rj 659.667 762.666 2176.34 2367.333           根据极差R这一栏的数据可知第4列较大，第3列次之，第2列再次之，第1列最小。这反映了D的水平变动时，指标波动最大，因素A变动时，指标变动最小。由此可以根据极差的大小顺序排出因素的主次顺序： (2)由此可画出因素与效应关系图 表6 均值 主效应图 从图上可以直观看出，当各因素选取的水平变动时，指标的波动情况。显然因素D的波动最大，因素A的图形波动最小。 (3)实验结论 在正交试验里，极差Rj的大小说明各因素的水平改变时对试验结果的影响是不同的。极差越大，说明这个因素的水平改变对试验结果的影响也越大，极差最大的那列因素，就是主要因素。上面的数据结果表明，RD> RC >RB>RA，则主次因素依次是D，C，B,A。 根据因素与效应关系图可见，最好的是 的组合，当然随着显卡制作工艺的越来越先进，A,B,C,D的值都将越来越大，而显卡的3D游戏性能也将越来越出色。 3 存在问题和进一步完善的意见。 由于在选定各因素的水平时，只参考了现今各主流显卡的参数值，而实际厂商在制作过程中并非会按照上面的参数进行组合，故实验时的显卡并非是按照表中参数所组合的那样，而只是选取了与之参数相近的显卡来代替，因此所测得的实际数据与理论数据难免有所偏颇。只有严格按照正交试验表中的因素水平数所选定的显卡来进行测试，才能得到更精确的结果。 参考文献  　 [1]  上海市科学技术交流站组.正交试验设计法[M].上海人民出版社，1975. [2]  《正交试验法》编写组.正交试验法[M].国防工业出版社，1976. [3]  费业泰.误差理论与数据处理[D].北京:机械工业出版社, 2005.1. [4]  百度文库，利用MiniTAB进行正交试验设计，2010.12. [5]  百度文库，Orthogonal experiment design 正交试验，2011,1.