مقایسه راندمان ویندوز ۱۰ با ویندوز ۱۱ در بازی‌ها

حتما می‌دانید که مدتی پیش شرکت مایکروسافت رسما عرضه‌ی ویندوز 11 را اعلام کرد و قابلیت‌های آن را برای کاربران برشمرد. ویندوز 11 قرار است علاوه بر امکانات‌ جدیدی که از یک سیستم عامل رایانه‌ای مدرن انتظار داریم، مزیت‌هایی هم در کارکردهای مختلف نسبت به ویندوز 10 داشته باشد. بخشی که مربوط به چندرسانه‌ای‌ها و بازی‌های کامپیوتری می‌شود همان قسمتی است که بررسی بهبود‌ها و تفاوت‌های آن برای ما در این مقاله مورد توجه قرار خواهد گرفت.

مدیر بازاریابی ویندوز، آرون وودمن از مایکروسافت در پستی در سایت شرکت در این خصوص گفته بود که ویندوز 11 بهترین ویندوز برای گیمینگ است و پتانسیل کامل سخت‌افزارِ سیستم شما را با فناوری‌هایی مانند DirectX12 Ultimate ،DirectStorage و Auto HDR در اختیار قرار می‌دهد.

ویندوز 11 همچنین از استور جدید ویندوز با طراحی جدید و برای دانلود و خرید اپلیکیشن‌های مختلف هم برخوردار است که قرار است تجربه‌ی کاربری بهتری را نسبت به استور قدیمی و بعضا غیر قابل تحمل ویندوز ارائه کند و مشکلات قبلی را برطرف کند. اما قابلیت‌های جدید و مزیت‌های ویندوز 11 برای بازی‌ها به طور کلی در موارد زیر برجسته شده است:

• پشتیبانی از واسط گرافیکی دایرکت ایکس 12 نسخه آلتیمیت برای بازی‌های جدید، بهره‌گیری از قابلیت ray tracing یا رهگیری پرتو و ارائه راندمان بهتر. این قابلیت در آینده در ویندوز 10 هم در دسترس قرار خواهد گرفت.
• قابلیت دایرکت استورِج برای دسترسی مستقیم زیرسیستم گرافیکی به بخشِ ذخیره‌ساز سخت‌افزار که فقط برای SSD‌-های دارای استاندارد NVMe در دسترس خواهد بود و استریم بافت‌های گرافیکی در بازی‌ها را به سطحِ جدیدی ارتقا خواهد داد. کاهش زمان بارگذاری بازی‌ها و استفاده از بافت‌های متعدد با کیفیت بالاتر، از مزایای استفاده از قابلیت DirectStorage خواهند بود. این فناوری قبلا در کنسول ایکس باکس استفاده شده و با نام Xbox Velocity Architecture شناخته می‌شود که حالا به قلمروی پی‌سی هم راه یافته است.
• Auto HDR به صورت خودکار قابلیت HDR (مخفف High Dynamic Range) را برای بازی‌هایی که به‌صورت داخلی از این قابلیت پشتیبانی نمی‌کنند فعال خواهد کرد. بازی‌ها برای بهره‌مندی از این قابلیت باید بر اساس دایرکت ایکس 11 یا بالاتر ساخته شده باشند. در نتیجه‌ی اضافه شدن‌ِ اطلاعات HDR به بازی، شاهد طیف وسیع‌تری از گستره‌ی داده‌های روشنایی و رنگ خواهیم بود که به تصاویر شفاف‌تر و زنده‌تر منتهی خواهد شد.

مایکروسافت می‌گوید بهینه‌سازی را از قلبِ ویندوز آغاز کرده و به همین علت هم برخی وظایف در ویندوز 11 اجرای بهتری دارند. مثلا مدیریت حافظه در ویندوز جدید بهتر کار می‌کند و اولویت‌بندی اپلیکیشن‌ها و پروسه‌های پردازشی مهم بهتر انجام می‌شود. حتی اگر توان اجرای پردازنده به وظیفه‌ی سنگینی اختصاص پیدا کند، باز هم برنامه‌‌ها خواهند توانست به سرعت بارگذاری و اجرا شوند. مدیریت حافظه‌ی بهتر به معنای سرعت بیشتر در بازیابی از حالت Sleep در ویندوز 11 نیز هست.

از نظر توان پردازشی خام نیز ویندوز 11 قرار است بهینه‌تر از ویندوز 10 عمل کند. هدف از این کار هم کاهشِ بار پردازنده و پرهیز از گلوگاه شدن‌ آن تا جای ممکن عنوان شده است. ویندوز 11 جای کمتری را روی ذخیره‌ساز سیستم نیاز دارد و این امکان به کمک افزایش استفاده از فناوری‌های فشرده‌سازی میسر شده است.

با تمام این بهینه‌سازی‌ها آیا شاهد بهبود راندمان در کارهای روزمره و مخصوصا اجرای بازی‌‌ها خواهیم بود. اجازه دهید باهم اطلاعات بدست آمده از اجرای برخی بازی‌ها و بنچمارک‌های سیستمی بر روی ویندوز 10 و ویندوز 11 را بررسی کنیم.

• پردازنده: Intel Core i7 – 10700K OC to 5.0 GHz

• مادربرد/ حافظه: ASUS Z490-F STRIX/ GSKILL Trident RGB DDR4 3200Mhz 32GB

• کارت گرافیک: ASUS STRIX GeForce RTX 3080 10GB GDDR6X

• سیستم‌ عامل: ویندوز 10 با آخرین آپدیت‌ها (19043.1165-21H1) - ویندوز 11 نسخه 22000.194 (Final RTM Build)

• درایورها: NVIDIA GeForce 471.96 WHQL و AMD Radeon Software Adrenalin Edition 21.8.2

برای مقایسه‌ی دقیق‌تر و بدست آوردن نتایج در شرایط برابر ابتدا آخرین نسخه‌ی ویندوز 10 را روی سخت‌افزار مرجع زومجی نصب کردیم و با آخرین درایورها بروزرسانی کردیم. بازی‌های منتخب را نیز روی ویندوز نصب و بنچمارک‌های منتخب را به ازای هر یک ۳ بار روی سیستم اجرا کردیم تا بازه‌ی خطا در نتایج کمتر باشد. بعد از اتمام ثبت نتایج در ویندوز 10 همین‌کار را مجددا با آخرین نسخه‌ی پیش‌نمایش و بتای ویندوز 11 که نسخه‌ی پایدار و نزدیک به نهایی است تکرار کردیم تا نتایج در شرایطی برابر در هر دو سیستم عامل بدست آیند. نسخه‌ی بتای ویندوز 11 که بعدا در تاریخ ۴ اکتبر ۲۰۲۱ میلادی نیز به عنوان نسخه عمومی منتشر شد، تغییرات چندانی نسبت به نسخه‌ی نهایی یا RTM نخواهد داشت و فقط باگ‌های رابط کاربری در آن برطرف خواهد شد، ولی امکانات جدیدی به آن اضافه نخواهد شد. از این رو این نسخه برای بررسی و مقایسه‌ی راندمان با ویندوز 10 واجد شرایط است. همچنین برای یکسان بودن شرایط اجرا، از همان درایوری که روی ویندوز 10 نصب بوده روی ویندوز 11 نیز برای بنچمارک‌ها استفاده کرده‌ایم. تمام بنچمارک‌های بازی در رزولوشن 2K اجرا شده است.

این آزمون به‌تازگی به مجموعه تست‌های بسته‌ی نرم‌افزاری 3Dmarkاضافه شده و میزان مقیاس‌پذیری پردازنده‌ی مرکزی سیستم را در اجرای تعداد مشخصی از رشته‌های پردازشی از بیشترین تا کمترین مقدار برآورد می‌کند. این امتیاز با امتیاز سخت‌افزار مشابه و میانگین بدست آمده از آنها در پایگاه داده‌ی شرکت سازنده قابل مقایسه و اعتبارسنجی است. در نمودار گرافیکیِ حاصل شده مشاهده می‌کنید که نتایج بدست آمده در دو سیستم عامل بسیار به هم نزدیک هستند و اختلافِ نتایج ناچیز است.

تست گرافیکی Time Spyصحنه‌های گرافیکی بسیار سنگین و پرجزئیاتی را تحت دایرکت ایکس 12 اجرا می‌کند تا کارت گرافیکی را در این حالت به چالش بکشد. این آزمون شامل دو بخش، یکی با تمرکز بر روی گرافیک سنگین برای گلوگاه کردن کارت گرافیکی است و دیگری بر روی ارسال دستورات ترسیم با تعداد بالا روی CPU تمرکز دارد تا توانایی پردازنده برای تغذیه‌ی کارت گرافیک را به چالش بکشد.

همان‌گونه که در تصاویر می‌بینید Graphics score در ویندوز 11 با امتیاز ۱۷۹۵۱ تنها ۰.۶ درصد بیشتر از ویندوز 10 بدست آمده و CPU score هم ۰.۳ درصد کمتر شده است. درواقع این تفاوت‌ها را به راحتی می‌توان در بازه‌ی خطای سنجش در نظر گرفت و از آن صرف‌نظر کرد.

این آزمون برای شبیه‌سازیِ بازی‌های مبتنی بر دایرکت ایکس 11 در نظر گرفته شده و بنابراین روی کارت‌های گرافیکی بسیار قدیمی نیز اجرا می‌شود. همان‌گونه که انتظار داشتیم و طبق الگوی مشاهده شده در آزمون‌های قبلی، راندمان در ویندوز 10 و ویندوز 11 بسیار نزدیک بدست آمده و باز هم در محدوده‌ی خطای سنجش قابل ارزیابی است. هرچند که در اینجا هم مثلِ Time Spyامتیاز بخش گرافیکیِ بنچمارک در ویندوز 11 به میزان ناچیزی بیشتر از ویندوز 10 است، اما امتیاز بخش پردازنده اندکی کمتر است. ما هر کدام از این بنچمارک‌ها را سه بار روی هر ویندوز تکرار کردیم و بین آزمون‌ها هم ۱۰ دقیقه برای خنک شدن قطعات و حفظ شرایط برابر صبر کردیم. در حالتی که حرارت قطعات پس از آزمون‌های متوالی افزایش پیدا کند، فرکانس توربوی قطعه به سطح پایین‌تری کاهش خواهد یافت که باعث نتایج غیرمنتظره و کم‌شدن غیرواقعی امتیازات خواهد شد.

آزمون‌های دایرکت ایکس 11 و دایرکت ایکس 12 را مقایسه کردیم و حالا نوبت به آزمون اختصاصی ray tracing و تکنیک رهگیری پرتو می‌رسد. در این‌‌جا تنها یک امتیاز محاسبه می‌شود و آن هم در ویندوز 10 و ویندوز 11 تقریبا یکسان بدست آمده است. در واقع راندمان واحد‌های اختصاصی RT در هسته‌های گرافیکی تراشه‌ی آمپر آنچنان بالا نیست که منجر به پردازش‌های فوق تصور و اختلاف در نتایج بدست آمده، حتی به مقدار ناچیز در هر بار اجرا شود.

بازی F1 2021 از آخرین بهبود‌های موتور گرافیکی Ego ساخته‌ی شرکت کدمسترز به‌علاوه‌ی افزونه‌های ray tracingو DLSSاستفاده می‌کند و بنچمارک داخلی برای مقایسه و ارزیابی تنظیمات گرافیکی دارد. در این بازی بیشینه‌ی نرخ فریم ثبت شده در طول بنچمارک در ویندوز 10 برابر با ۸۰ فریم در ثانیه است، در حالی که در ویندوز 11 این عدد به ۷۵ فریم در ثانیه در ماکزیمم مقدارِ خود رسیده است. اما میانگینِ نرخ فریمِ اجرای بازی در هر دو ویندوز بسیار نزدیک است و به بیان دیگر تفاوت تنها یک فریم محاسبه شده است. از لحاظ frame time هم در ویندوز 11 هیچ مشکلی وجود نداشت و کیفیت اجرای بازی مانند ویندوز 10 بی‌نقص بود.

سری بازی‌های اسسین از این بازی به بعد به موتور گرافیکیِ DirectX 12 ارتقا یافت و مثل گذشته بار پردازشی زیادی به سیستم‌های گیمینگ تحمیل می‌کرد. در اینجا نحوه‌ی اجرای بازی روی ویندوز 11 به میزان بسیار اندکی بهتر از ویندوز 10 بود که می‌توان آن را یا به حساب بهینه بودن زیرسیستم گرافیکی ویندوز 11 و یا استفاده‌ی بهتر از توان پردازنده با زمان‌بندی بهترِ رشته‌های پردازشی گذاشت. در هر حال بنچمارک داخلی این سری بازی‌های یوبی‌سافت به دقتِ بازی‌های دیگر نیست و نمی‌توان روی ۲ فریم اختلاف بدست آمده در میانگین‌ نرخ فریم بین دو ویندوز حساب ویژه‌ای باز کرد و نتیجه‌ی قطعی گرفت.

اما بنچمارک داخلی بازی Shadow of the Tomb raiderپیشرفته‌تر از بنچمارک قبلی است و جزئیات بیشتری هم در اختیار کاربر قرار می‌دهد. در این بازی میانگین نرخ فریم بدست آمده در ویندوز 11 به میزان ۲ فریم کمتر از ویندوز 10 ارزیابی شده و بیشنه‌ی فریم هم کاهش داشته است. در این نرخ فریم تفاوت تنها ۳ درصد است که در بازی قابل تشخیص نیست، اما در بنچمارک قابل تکرار است.

بنچمارک داخلی عنوانِ معروف و باکیفیتِ Red Dead Redemption 2 هم معتبر و پردقت است و در این موتور گرافیکی ساخته‌ی راکستار هم توانسته‌ایم امتیازات بسیار نزدیکی در اجرا روی ویندوز 10 و ویندوز 11 بدست آوریم که قابل اغماض است.

در این بازی با موتور گرافیکیِ Decimaهم طبق روال آزمون‌های قبلی امتیازاتِ مشابهی بدست آمد و میزان توانِ CPU و GPU در هر دو سیستم عاملِ موردِ آزمایش، تقریبا یکسان ارزیابی شد. در این بنچمارک تمامیِ امتیازات کسب شده در ویندوز 11 از نظر آماری رقم بالاتری بود، اما در این مقیاس و با این اختلافِ کم نشان ‌دهنده‌ی برتری یا تجربه‌ی بهترِ اجرای بازی در ویندوز 11 نیست.

برای تکمیل شدنِ بنچمارک‌های خود از موتور گرافیکی بازی‌های سری فارکرای غافل نشدیم و Far Cry New Dawn را به عنوان آخرین بازی قبل از عرضه‌ی Far Cry 6 کاندیدِ بررسی کردیم. همان‌گونه که می‌بینید کیفیت اجرای بنچمارک داخلی بازی بین دو ویندوز تفاوتی ندارد و ارقام بدست آمده در کمینه، بیشینه و میانگینِ نرخ فریم بازی در هر دو ویندوز با تفاوتی ناچیز نوسان دارند.