إن قياس أداء وحدة المعالجة المركزية في الألعاب ليس بالأمر السهل كما تعتقد.
لقد وصلت سلسلة Ryzen 7000X3D التي طال انتظارها، ويتفق الجميع على أن Ryzen 9 7950X3D هي أسرع وحدة معالجة مركزية للألعاب... ولكن بكم؟ هذا سؤال يصعب الإجابة عليه لأن المراجعات موجودة في كل مكان. وجدت بعض المنشورات أن الطراز 7950X3D كان بالكاد أسرع من معالج Intel Core i9-13900K، بينما وجد آخرون هوامش ربح أكبر تزيد عن 10%. لا يبدو الأمر وكأن المراجعين يختبرون ألعابًا مختلفة تمامًا، وفي المعايير غير المتعلقة بالألعاب مثل Cinebench R23، تكون النتائج متماثلة تقريبًا في جميع المجالات، سواء كانت تزيد أو تنقص نقطة مئوية.
هذه ليست المرة الأولى التي لا يتمكن فيها المراجعون من الاتفاق على مدى سرعة وحدات المعالجة المركزية (CPU) للألعاب. في الواقع، يحدث هذا تقريبًا لكل وحدة معالجة مركزية، سواء كانت مميزة 3D V-Cache أم لا. لا نرى حقًا هذه الهوامش الواسعة والمتنوعة للمراجعات على وحدات معالجة الرسومات أو محركات أقراص SSD أو حتى وحدات المعالجة المركزية في المعايير غير المتعلقة بالألعاب. إذن ما هو الاتفاق؟ يتعلق الأمر في النهاية بالسلوك الفريد لوحدات المعالجة المركزية في الألعاب ومنهجيات الاختبار المختلفة المستخدمة من المراجعة إلى المراجعة.
الحالة الغريبة لاختناق وحدة المعالجة المركزية
تحتوي وحدات معالجة الرسومات الحديثة على ما يتراوح بين مئات إلى عشرات الآلاف من النوى. تتميز هذه النوى بمرونة عالية ومثالية للتعامل مع أعباء العمل التي تتزايد صعوبتها. وهذا يعني أفضل وحدات معالجة الرسومات للألعاب يمكنه التعامل مع إعدادات الرسومات التي تؤدي إلى اختلاف جودة الصورة والإطارات في الثانية. يؤدي خفض إعدادات الرسومات مثل الدقة إلى تسهيل عملية عرض الإطارات، مما يعني أنه يمكن عرض المزيد من الإطارات في الثانية. من ناحية أخرى، إذا كان عرض الإطارات أكثر صعوبة، فسيتم إنتاج عدد أقل في الثانية.
يختلف دور وحدة المعالجة المركزية في الألعاب بشكل كبير عن دور وحدة معالجة الرسومات. منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبحت العديد من العمليات التي يتم إجراؤها في الأصل على وحدة المعالجة المركزية تتم الآن بواسطة وحدة معالجة الرسومات، مما يترك وحدة المعالجة المركزية مع القليل نسبيًا للقيام به. إن أهم مهمة لوحدة المعالجة المركزية هي إنجاز هذه المهام البسيطة في أسرع وقت ممكن.
ولكن هناك مشكلتان رئيسيتان. أولاً، لا يمكن توزيع هذه المهام بالتساوي على جميع النوى والخيوط، لذا فإن زيادة النوى لا تعني دائمًا أداءً أفضل. ثانيًا، لن تكون النوى الأكبر ذات القوة الحسابية الأكبر مفيدة نظرًا لأن أعباء العمل هذه أساسية جدًا. هذه العوامل تجعل سرعة الساعة وحجم ذاكرة التخزين المؤقت مهمًا بشكل غير متناسب للألعاب. تعمل ذاكرة التخزين المؤقت على تقليل الوقت المستغرق في انتظار البيانات، وهو عامل مهم في فقدان الأداء. ومن ناحية أخرى، فإن سرعة الساعة هي الطريقة الواقعية الوحيدة لتسريع أعباء العمل التي لا يمكنها الاستفادة من القدرة الخام للرقائق الحديثة.
يتم تحديد أداء ألعاب الكمبيوتر بشكل أساسي من خلال وحدة معالجة الرسومات ووحدة المعالجة المركزية (عادةً ما تكون وحدة التخزين وذاكرة الوصول العشوائي ثانوية العوامل)، ولكن ليس في نفس الوقت لأنه في أي لحظة، يكون أدائك إما محدودًا بواسطة وحدة معالجة الرسومات أو وحدة المعالجة المركزية. يؤدي ذلك بطبيعة الحال إلى سؤال كبير: متى يكون جهاز الكمبيوتر مقيدًا بوحدة المعالجة المركزية أو وحدة معالجة الرسومات؟ يقع هذا السؤال في الواقع في قلب أحد أكثر الأشياء إرباكًا فيما يتعلق بمعايير الألعاب لأن الفرق بين اختناقات وحدة معالجة الرسومات ووحدة المعالجة المركزية ليس بديهيًا للغاية.
عندما يكون جهاز الكمبيوتر الخاص بك محدودًا بوحدة معالجة الرسومات، ستعمل بطاقة الرسومات بنسبة استخدام 100% أو ما يقرب من ذلك، مما يعني استخدام أكبر عدد ممكن من الموارد وعادةً ما يصل إلى الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة. هذا يعني أنه يمكنك استبدال الإطارات بجودة بصرية والعكس صحيح. لكن بالنسبة لمعظم الألعاب، لا تؤثر إعدادات الرسومات هذه بشكل مباشر على وحدة المعالجة المركزية، وحتى في الألعاب ذات الإعدادات المرتبطة بوحدة المعالجة المركزية، لا يوجد عادةً سوى عدد قليل منها.
ليس من الضروري زيادة إعدادات الرسومات لإنشاء عنق الزجاجة لوحدة المعالجة المركزية في الألعاب. في الواقع، فإن زيادة إعدادات الرسومات تضمن عمليًا أنك لن ترى أي عنق الزجاجة في وحدة المعالجة المركزية. تذكر أن وحدة المعالجة المركزية محدودة جدًا في مقدار العمل الذي يمكنها القيام به، وعلى الرغم من وجود عدد قليل، إن وجد، الإعدادات التي يمكنك تعديلها لزيادة عبء العمل في الألعاب، ويمكنك زيادة معدل الإطارات عن طريق خفض الرسومات إعدادات.
منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبحت العديد من العمليات التي يتم إجراؤها في الأصل على وحدة المعالجة المركزية تتم الآن بواسطة وحدة معالجة الرسومات، مما يترك وحدة المعالجة المركزية مع القليل نسبيًا للقيام به.
يعد الوقوع في عنق الزجاجة في وحدة المعالجة المركزية أمرًا بسيطًا إذا قمت بزيادة معدل الإطارات إلى حيث يمكن لوحدة معالجة الرسومات عرض إطارات أكثر مما تستطيع وحدة المعالجة المركزية التعامل معه. هذا يعني في الأساس أن وحدة المعالجة المركزية لديها حد لعدد الإطارات التي يمكنها عرضها في أي لعبة معينة. هناك طريقتان واقعيتان فقط لإزالة عنق الزجاجة في وحدة المعالجة المركزية في الألعاب. يمكنك الحصول على ذاكرة وصول عشوائي أسرع بتردد وتوقيتات أعلى لتعزيز الأداء بشكل بسيط أو خفض معدل الإطارات - وهذا الخيار الثاني هو الذي يخلق مشاكل في قياس الأداء.
تخيل أن أحد المراجعين يختبر وحدتي CPU افتراضيتين، هما Gamma وZeta. في لعبة ذات ميزانية كبيرة ومكثفة بيانياً مثل القلب الذري, يمكن لجاما الحصول على ما يصل إلى 200 إطارًا في الثانية بينما يمكن لزيتا تحقيق 300 إطارًا في الثانية. اعتمادًا على كيفية اختبار المراجعين لوحدات المعالجة المركزية ومدى صعوبة دفع معدل الإطارات لأعلى، يمكنهم العثور على ذلك أن كلا وحدتي المعالجة المركزية متساويتان تقريبًا، أو أن زيتا يتمتع بميزة طفيفة، أو أن زيتا يتمتع بالسيطرة يقود. ولهذا السبب غالبًا ما يتوصل مراجعو وحدة المعالجة المركزية إلى استنتاجات مختلفة حول أداء وحدة المعالجة المركزية في الألعاب.
هنا يحب المعضلة الأساسية لمراجعة وحدات المعالجة المركزية في الألعاب. تحتاج إلى دفع معدل الإطارات إلى أعلى مستوى ممكن لكشف اختناقات وحدة المعالجة المركزية وبالتالي إظهار الحدود الحقيقية لكل وحدة معالجة مركزية، مما يؤدي غالبًا إلى معيار غير واقعي. وكما يمكنك أن تتخيل، فإن هذه الظاهرة تثير الجدل منذ سنوات.
معضلة قياس أداء وحدات المعالجة المركزية في الألعاب
يتخذ معظم المتحمسين أحد الموقفين عندما يتعلق الأمر بقياس أداء وحدة المعالجة المركزية. ويدعو الموقف الأول إلى اتباع نهج أكثر علمية يكشف عنق الزجاجة دون النظر إلى الإعدادات الواقعية، بينما يرى الثاني أنه يجب على المراجعين اختبار الإعدادات التي تعني المزيد للقراء الذين يرغبون في اتخاذ قرارات الشراء.
كل مدرسة فكرية لها نقاط القوة والضعف. إن أنصار الموقف العلمي (عادةً ما يكونون مراجعات ومشجعي الشركة التي تمتلك أسرع وحدة معالجة مركزية) هم بلا شك على حق من حيث أن هذا النهج يكشف عن الحدود الحقيقية لوحدة المعالجة المركزية في الألعاب. ومع ذلك، غالبًا ما يجادلون أيضًا بأن هذه الاختبارات تتنبأ بدقة بالأداء المستقبلي. عندما تقوم بترقية وحدة معالجة الرسومات الخاصة بك وتحصل فجأة على القدرة على معدلات إطارات أعلى، فمن الواضح أنك تريد وحدة معالجة مركزية أفضل.
لقد تم فضح هذه الحجة حول الأداء المستقبلي عدة مرات. على الرغم من أن وحدات المعالجة المركزية FX الخاصة بشركة AMD قد حققت نتائج سيئة في البداية في الألعاب مقارنة بعروض Intel، إلا أنه مع مرور الوقت، ظهرت شرائح مثل لقد اكتسب FX-8350 تقدمًا فعليًا وتفوق على نظيراته في Core i5 حيث بدأت الألعاب في استخدام المزيد من النوى و الخيوط. بالإضافة إلى ذلك، أود أن أزعم أن اللاعبين نادرًا ما يقومون بترقية بطاقات الرسومات للحصول على معدلات إطارات أعلى فقط. يريد اللاعبون معدلات إطارات أفضل و إعدادات جودة أفضل، بما في ذلك دقة أعلى. وهذا يقلل من فرص الكشف عن اختناق وحدة المعالجة المركزية بعد ترقية وحدة معالجة الرسومات.
تعتبر الحجة الداعمة للإعدادات "الواقعية" أكثر بديهية وأسهل في المتابعة، ولكن معظم الخطابات تدور حول مدى سوء دقة 1080 بكسل بالنسبة إلى اختبار وحدات المعالجة المركزية المتطورة. الأمر هو، هل يمكنك حتى اختبار وحدة المعالجة المركزية المتطورة بشكل صحيح مقابل وحدة متوسطة المدى أو أقل عند مستوى أعلى دقة؟ اذا كان لديك كور i9-13900K، فمن الأرجح أن تستهدف الحصول على معدلات إطارات أعلى فقط لأن جهاز الكمبيوتر الخاص بك يحتوي أيضًا على وحدة معالجة رسومات متطورة مثل آر تي إكس 4090، في حين أنه من غير المرجح أن يهدف المستخدم الذي لديه معالج Core i3-13100 إلى تجاوز 60 إطارًا في الثانية لأنه من المحتمل أن يكون لديه أيضًا وحدة معالجة رسومات منخفضة المستوى مثل RX 6500 XT. هل قمت باختبار الإعدادات الواقعية لـ 13900K أو لـ 13100؟
ومع ذلك، أعتقد أن هذا المعسكر الثاني يطرح بعض النقاط الصحيحة. لا أستطيع أن أقول على وجه اليقين ما يريده المستخدم العادي، ولكن كعضو في هذا المجتمع منذ فترة طويلة، أتخيل أن معظم الأشخاص يستهدفون في أي مكان ما بين 60 إلى 144 تعتبر معدلات FPS منذ 60 هرتز و144 هرتز معدلات تحديث شائعة جدًا، وغالبًا ما تأتي مع G-SYNC أو FreeSync، وتجاوز معدل التحديث يكسر تلك التقنيات. 144 إطارًا في الثانية ليس أعلى بكثير بالنسبة لوحدات المعالجة المركزية الحديثة، لذا فإن اختناقات وحدة المعالجة المركزية أقل احتمالًا، وبالتالي، فإن المعايير التي تظهر أن وحدات المعالجة المركزية تحصل على 300 إطارًا في الثانية ربما لا تكون مفيدة جدًا لمعظم المستخدمين.
يعود هذا النقاش إلى ست سنوات على الأقل، وقد واجهته لأول مرة عندما تم إطلاق الجيل الأول من سلسلة Ryzen في عام 2017. ظل المراجعون في الغالب ملتزمين بوجهة النظر العلمية أو غير مبالين عمومًا بأي من الجانبين في اختباراتهم. من ناحية أخرى، غالبًا ما ينزعج القراء عندما تخسر علامتهم التجارية المفضلة في المراجعات، لكنهم يثيرون بعض النقاط الجيدة. ومع ذلك، أعتقد أن هناك طريقًا وسطًا يمكن أن يلبي متطلبات الفلسفتين، أ طريقة قياس الأداء التي تستخدم إعدادات واقعية وتحقق النتائج ذات الصلة القراء.
لماذا يعد معدل الإطارات نفسه جزءًا أساسيًا من معيار وحدة المعالجة المركزية
لقد كنت دائمًا مفتونًا بمنهجية الاختبار وطرق إظهار النتائج للأشخاص التي تعني شيئًا ما في الواقع. هذه تجربة فكرية أكثر من كونها اقتراحًا جادًا، وهو شيء أستخدمه للمتعة، لكنني توصلت إلى منهجية اختبار وحدة المعالجة المركزية الخاصة بي.
لا يمكننا تجاهل الحد الأقصى المحتمل لمعدلات الإطارات التي توفرها وحدة معالجة الرسومات لأنها تحدد كيفية أداء وحدات المعالجة المركزية ومدى واقعية ذلك بالنسبة للمستخدمين. ما أقترحه هو قلب هذا المفهوم رأسًا على عقب واختيار الإعدادات لتحقيق معدل إطارات معين بدلاً من ضبط إعدادات مسبقة محددة أو ضبط كل شيء على الحد الأدنى.
وهنا المنهجية الأساسية. حدد وحدة المعالجة المركزية للتحكم التي سيتم مقارنة كل وحدة المعالجة المركزية الأخرى بها. نظرًا لأن وحدات المعالجة المركزية لها حدود للأداء، فيجب أن تكون شريحة التحكم هي أسرع وحدة معالجة مركزية تختبرها، مثل Core i9-13900K أو رايزن 9 7950X3D. بعد ذلك، ابدأ بإعدادات رسومات أعلى، وقم بتشغيل المعايير الخاصة بك، واستمر في تعديل الإعدادات حتى تحقق وحدة التحكم المركزية الخاصة بك معدل الإطارات المطلوب. على سبيل المثال، في عناوين الرياضات الإلكترونية مثل كاونتر سترايك: الهجوم العالمي, من المحتمل أن يكون معدل الإطارات المطلوب 240 إطارًا في الثانية على الأقل في المتوسط، إن لم يكن أعلى.
من المفترض أن تُظهر مراجعة وحدة المعالجة المركزية ما يستحق الشراء وما لا يستحق الشراء، وعلى الرغم من أن المراجعات هي نتاج ساعات عديدة من العمل الشاق، إلا أنه لا تقوم كل مراجعة بتحليل البيانات بشكل نقدي.
بمجرد العثور على الإعدادات التي تحقق معدل الإطارات المفضل لديك على وحدة التحكم المركزية، استخدم هذه الإعدادات عند اختبار الشرائح الأخرى. تتمثل الفكرة في إظهار مدى سرعة مقارنة وحدة المعالجة المركزية (CPU) للتحكم بوحدات المعالجة المركزية (CPU) الأبطأ نظريًا في اختبار علمي وواقعي. ما يريد الناس معرفته هو ما إذا كانت وحدة المعالجة المركزية المتطورة تستحق المال، وهذا النوع من المنهجية جيد جدًا في إظهار ذلك.
هناك مشكلة واحدة واضحة في هذا النوع من المقارنة المرجعية: إنها تستغرق وقتًا. تعديل إعدادات الرسومات وتشغيل المعايير حتى تحصل وحدة التحكم المركزية على معدل الإطارات الصحيح قد يعني استهلاك الوقت وعدم استخدام الإعدادات المسبقة تغيير الإعدادات الفردية على كل وحدة معالجة مركزية جديدة لكل منها لعبة. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب وحدات المعالجة المركزية والألعاب الجديدة معايرة إضافية، ربما إلى النقطة التي تحتاج فيها إلى جعل وحدة المعالجة المركزية مختلفة للتحكم. إن مجرد اختيار إعداد مسبق أو ضبط كل شيء على الحد الأدنى هو أمر أسهل بكثير.
هناك بدائل لهذه المنهجية أسهل بكثير في التنفيذ. يختبر العديد من المراجعين دقة متعددة لإظهار عنق الزجاجة المتغير لوحدة المعالجة المركزية، حيث أن دقة 1080 بكسل هي الأكثر اختناقًا لوحدة المعالجة المركزية و1440 بكسل أو 4K هي الأقل. نقطة التقنية و أناندتك في بعض الأحيان، قم باختبار وحدات معالجة رسومات متعددة لتحقيق نفس التأثير نظرًا لأن وحدات معالجة الرسومات الأسرع سيكون لها معدل إطارات محتمل أعلى قد يكشف عن اختناق وحدة المعالجة المركزية.
التحليل أكثر أهمية من المنهجية
إن منهجية الاختبار الجيدة والبيانات عالية الجودة ليست سوى نصف ما يجعل المراجعة شاملة. النصف الآخر هو التحليل، وهو عندما يقوم المراجع بإبلاغ القراء بما تعنيه النتائج. يمكن للعديد من المستخدمين اتخاذ قرار بشأن ما تعنيه البيانات، ولكن ليس كل من يمارس ألعاب الكمبيوتر متحمسًا لها.
إذا أظهرت المراجعة معيارًا حيث تصل وحدة المعالجة المركزية الواحدة إلى 500 إطارًا في الثانية و300 إطارًا آخر، فيجب أن يكون هناك بعض السياق حول ما يعنيه ذلك. إذا كان عنوانًا للرياضات الإلكترونية، فقد يكون هذا الاختلاف مهمًا لأي شخص يريد اللعب بشكل تنافسي ويحتاج إلى أعلى معدل إطارات. بالنسبة لمعظم الألعاب الأخرى، من غير المرجح أن يتم إدراك أو تقدير ميزة الأداء التي توفرها وحدة المعالجة المركزية الأسرع بشكل كامل. لقد رأيت بعض المراجعات تعرض معايير مع هذا النوع من النتائج في ألعاب قديمة جدًا وتزيد من سرعة وحدة المعالجة المركزية، بينما وجدت مراجعات أخرى هوامش أكثر تواضعًا في اختبارات أكثر واقعية.
في النهاية، من المفترض أن تُظهر مراجعة وحدة المعالجة المركزية ما يستحق الشراء وما لا يستحق الشراء، وعلى الرغم من أن المراجعات هي نتاج ساعات عديدة من العمل الشاق، إلا أنه لا تقوم كل مراجعة بتحليل البيانات بشكل نقدي. إنني أقدر المراجعين الذين خصصوا بعض الوقت لمناقشة اختناقات وحدة المعالجة المركزية وكيفية نموها أو تقلصها باستخدام وحدات معالجة الرسومات وإعدادات الرسومات المختلفة. من المؤكد أن بعض وحدات المعالجة المركزية أسرع من غيرها، وهي كذلك بالفعل أفضل للألعاب، ولكن ليس من الواضح أبدًا ما إذا كان ذلك يعني أنه أفضل لكل مستخدم على حدة.