Процесори, тесни места и игри: проблемът с бенчмаркинга на процесора

click fraud protection

Сравнението на процесора в игрите не е толкова просто, колкото си мислите.

Дългоочакваната серия Ryzen 7000X3D е тук и всички са съгласни, че Ryzen 9 7950X3D е най-бързият CPU за игри... но с колко? Това е труден въпрос за отговор, защото рецензиите са навсякъде. Някои публикации установиха, че 7950X3D едва ли е по-бърз от Core i9-13900K на Intel, докато други откриха по-големи маржове от над 10%. Не е като рецензентите да тестват напълно различни игри, а в негеймърски бенчмаркове като Cinebench R23, резултатите са почти еднакви навсякъде, плюс или минус процент.

Това не е първият път, когато рецензентите не могат да се споразумеят колко бързи са процесорите за игри. Всъщност това се случва на почти всеки процесор, независимо дали има фантазия 3D V-Cache или не. Наистина не виждаме тези широки, вариращи маржове за прегледи на GPU, SSD или дори CPU в бенчмаркове за неигри. И така, каква е сделката? В крайна сметка това се свежда до уникалното поведение на процесорите в игрите и различните методологии за тестване, използвани от рецензия до рецензия.

Любопитният случай на тясното място на процесора

Съвременните графични процесори имат от стотици до десетки хиляди ядра. Тези ядра са много гъвкави и са идеални за справяне с работни натоварвания, които се увеличават по трудност. Това означава, че най-добрите графични процесори за игри може да обработва графични настройки, които водят до различно визуално качество и кадри в секунда. Намаляването на графичните настройки като разделителната способност прави математиката за изобразяване на кадри по-лесна, което означава, че повече кадри могат да бъдат изобразени в секунда. От друга страна, ако кадрите са по-трудни за изобразяване, ще се правят по-малко в секунда.

Ролята на процесора в игрите е значително различна от тази на графичния процесор. От началото на 2000-те много процеси, изпълнявани първоначално на процесора, сега се извършват от графичния процесор, оставяйки на процесора сравнително малко работа. Най-важната задача на процесора е просто да изпълни тези минимални задачи възможно най-скоро.

Но има два основни проблема. Първо, тези задачи не могат да бъдат разпределени равномерно във всички ядра и нишки, така че повече ядра не винаги означават по-добра производителност. Второ, по-големите ядра с повече изчислителна мощност няма да са полезни, тъй като тези натоварвания са толкова основни. Тези фактори правят тактовата честота и размера на кеша непропорционално важни за игрите. Кешът намалява времето, прекарано в изчакване за данни, което е значителен фактор за загуба на производителност. От друга страна, тактовата честота е единственият реалистичен начин за ускоряване на работните натоварвания, които не могат да се възползват от грубата мощност на съвременните чипове.

Производителността на компютъра в игрите се определя главно от GPU и CPU (паметта и RAM обикновено са вторични фактори), но не по едно и също време, защото във всеки един момент вашата производителност е или ограничена от GPU, или процесора. Това естествено води до един голям въпрос: Кога компютърът е ограничен от CPU или GPU? Този въпрос всъщност стига до сърцевината на едно от най-объркващите неща за тестовете за игри, защото разликата между тесните места на GPU и CPU не е много интуитивна.

Когато вашият компютър е с ограничен GPU, графичната карта ще работи при или близо до 100% използване, което означава използване на възможно най-много ресурси и обикновено постигане на максималната консумация на енергия. Това означава, че можете да обменяте рамки за визуално качество и обратно. Но за повечето игри тези графични настройки не влияят директно на процесора и дори в игрите с настройки, свързани с процесора, обикновено има само няколко.

Увеличаването на графичните настройки не е необходимо, за да се създаде пречка на процесора в игрите. Всъщност увеличаването на графичните настройки на практика гарантира, че никога няма да видите тясно място на процесора. Не забравяйте, че процесорът е доста ограничен в количеството работа, което може да извърши, и въпреки че има малко, ако има такива, настройки, които можете да промените, за да увеличите натоварването в игрите, можете да увеличите честотата на кадрите, като намалите графиките настройки.

От началото на 2000-те много процеси, изпълнявани първоначално на процесора, сега се извършват от графичния процесор, оставяйки на процесора сравнително малко работа.

Сблъскването с пречка на процесора е лесно, ако увеличите честотата на кадрите до степен, при която графичният процесор може да изобрази повече кадри, отколкото процесорът може да изпълни. Това основно означава, че процесорът има ограничение за това колко кадри може да покаже във всяка дадена игра. Има само два реалистични начина за премахване на пречка на процесора в игрите. Можете да получите по-бърза RAM памет с по-висока честота и времена за малко повишаване на производителността или по-ниска честота на кадрите — и това е втората опция, която създава проблеми при сравнителния анализ.

Представете си, че рецензент тества два хипотетични процесора, Gamma и Zeta. В високобюджетна, графично интензивна игра като Атомно сърце, Gamma може да постигне до 200 FPS, докато Zeta може да постигне 300. В зависимост от това как рецензентите тестват процесорите и колко силно повишават честотата на кадрите, те биха могли да намерят че и двата процесора са приблизително равни, че Zeta има леко предимство или че Zeta има командващ водя. Ето защо рецензентите на CPU често стигат до различни заключения относно производителността на CPU в игрите.

Тук харесва основната дилема при прегледа на процесорите в игрите. Трябва да увеличите честотата на кадрите възможно най-високо, за да разкриете тесните места на процесора и по този начин да покажете истинските граници на всеки процесор, което често води до нереалистичен бенчмарк. Както можете да си представите, този феномен предизвиква спорове от години.

Дилемата на сравнителния анализ на процесорите в игрите

Повечето ентусиасти заемат една от двете позиции, когато става въпрос за сравнителен анализ на процесора. Първата позиция се застъпва за по-научен подход, който разкрива пречките без оглед на реалистичните настройки, докато вторият твърди, че рецензентите трябва да тестват при настройки, които означават повече за читателите, които искат да вземат решения за покупка.

Всяка школа на мисълта има своите силни и слаби страни. Привържениците на научната позиция (обикновено рецензии и фенове на компанията с най-бързия процесор) несъмнено са прави, че този подход разкрива истинските граници на процесора в игрите. Те обаче често твърдят, че тези тестове точно предсказват бъдещото представяне. Когато надстроите графичния си процесор и внезапно имате капацитет за по-висока честота на кадрите, вие очевидно искате по-добър процесор.

Този аргумент за бъдещото представяне е развенчан многократно. Докато процесорите FX на AMD първоначално стартираха с лоши резултати в игрите в сравнение с предложенията на Intel, с течение на времето чипове като FX-8350 всъщност спечели позиции и дори изпревари своите колеги Core i5, тъй като игрите започнаха да използват повече ядра и нишки. Освен това бих казал, че геймърите рядко надграждат графичните карти само за по-високи кадри. Геймърите искат по-добри кадри и по-добри настройки за качество, включително по-високи разделителни способности. Това намалява шансовете за излагане на пречка на процесора след надграждане на GPU.

Аргументът за „реалистични“ настройки е по-интуитивен и по-лесен за следване, но по-голямата част от реториката е точно за това колко лошо е 1080p за тестване на процесори от висок клас. Работата е там, можете ли дори правилно да тествате процесор от висок клас срещу такъв, който е от среден клас или по-нисък при по-висок резолюция? Ако имате Core i9-13900K, просто е по-вероятно да се стремите към по-висока честота на кадрите само защото компютърът ви също има графичен процесор от висок клас като RTX 4090, докато потребител с Core i3-13100 е малко вероятно да се стреми много повече от 60 FPS, защото вероятно има и GPU от по-нисък клас като RX 6500 XT. Тествате ли при реалистични настройки за 13900K или за 13100?

Като се има предвид това, мисля, че този втори лагер прави някои валидни точки. Не мога да кажа със сигурност какво иска средният потребител, но като дългогодишен член на тази общност бих си представил, че повечето са насочени някъде от 60 до 144 FPS, тъй като 60Hz и 144Hz са много популярни честоти на опресняване, често идват с G-SYNC или FreeSync и превишаването на честотата на опресняване нарушава тези технологии. 144 FPS не са много по-високи за съвременните процесори, така че запушването на процесора е по-малко вероятно и следователно показателите, които показват, че процесорите получават 300 FPS, вероятно не са много полезни за повечето потребители.

Този дебат датира от поне шест години и за първи път се сблъсках с него, когато серията Ryzen от първо поколение стартира през 2017 г. Рецензентите в повечето случаи остават ангажирани или с научната гледна точка, или като цяло безразлични към двете страни в своите тестове. От друга страна, читателите най-често се разстройват, когато предпочитаната от тях марка губи в рецензиите, но изтъкват някои добри точки. Вярвам обаче, че има среден път, който може да задоволи изискванията и на двете философии, а начин за сравнителен анализ, който използва както реалистични настройки, така и постига резултати, които са подходящи за читатели.

Защо самата честота на кадрите е ключова част от бенчмарка на процесора

Винаги съм бил очарован от методологията на тестване и начините да покажа на хората резултати, които наистина означават нещо. Това е по-скоро мисловен експеримент, отколкото сериозно предложение, и е нещо, което използвам за забавление, но измислих моя собствена методология за тестване на процесора.

Не можем да пренебрегнем потенциалната максимална честота на кадрите, възможна от GPU, защото тя определя как работят процесорите и колко реалистична е тя за потребителите. Това, което предлагам, е да обърнем тази концепция с главата надолу и да изберем настройки за постигане на определена честота на кадрите, вместо да задаваме конкретни предварителни настройки или да поставяме всичко на минимум.

Ето основната методология. Изберете контролен процесор, с който ще се сравнява всеки друг процесор. Тъй като процесорите имат ограничение на производителността, контролният чип трябва да бъде най-бързият процесор, който тествате, като Core i9-13900K или Ryzen 9 7950X3D. След това започнете с по-високи графични настройки, изпълнете вашите бенчмаркове и продължете да променяте настройките, докато вашият контролен процесор постигне желаната честота на кадрите. Например в електронни спортове заглавия като Counter-Strike: Global Offensive, желаната от вас честота на кадрите вероятно трябва да бъде средно поне 240 FPS — ако не и по-висока.

Прегледът на процесора трябва да покаже какво си струва да се купи и какво не, и въпреки че прегледите са продукт на много часове упорит труд, не всеки преглед анализира критично данните.

След като намерите настройките, които постигат предпочитаната от вас скорост на кадрите на контролния процесор, използвайте тези настройки, когато тествате други чипове. Идеята е да се покаже колко по-бърз контролният процесор може да бъде сравнен с теоретично по-бавните процесори в тест, който е едновременно научен и реалистичен. Това, което хората искат да знаят, е дали процесорът от по-висок клас си струва парите и този вид методология е много добра в показването на това.

Има обаче един очевиден проблем с този вид сравнителен анализ: отнема време. Ощипването на графичните настройки и изпълнението на бенчмаркове, докато контролният процесор получи правилната честота на кадрите отнема много време и неизползването на предварителни настройки може да означава промяна на индивидуалните настройки на всеки нов процесор за всеки игра. Освен това новите процесори и игри изискват допълнително калибриране, може би до точката, в която трябва да направите различен процесор контрол. Просто избирането на предварителна настройка или настройването на всичко до минимум е много по-лесно.

Има алтернативи на тази методология, които са много по-лесни за изпълнение. Много рецензенти тестват при множество разделителни способности, за да покажат променящите се пречки на процесора, като 1080p има най-голямо участък на процесора, а 1440p или 4K най-малко. Techspot и Anandtech понякога тествайте няколко графични процесора, за да постигнете същия ефект, тъй като по-бързите графични процесори ще имат по-висока потенциална честота на кадрите, което може да разкрие затруднения в процесора.

Анализът е дори по-важен от методологията

Добрата методология за тестване и висококачествените данни са само половината от това, което прави прегледа изчерпателен. Другата половина е анализ, когато рецензентът информира читателите какво означават резултатите. Много потребители могат сами да решат какво означават данните, но не всеки в компютърните игри е ентусиаст.

Ако преглед показва бенчмарк, при който един процесор достига 500 FPS, а друг 300, трябва да има някакъв контекст какво означава това. Ако това е заглавие за електронни спортове, тази разлика може да е важна за всеки, който иска да играе състезателно и се нуждае от най-високата честота на кадрите. За повечето други игри предимството в производителността, предлагано от по-бързия процесор, едва ли ще бъде напълно реализирано или оценено. Виждал съм някои рецензии да показват бенчмаркове с такива резултати в много стари игри и да раздухват по-бързия процесор, докато други рецензии откриха много по-скромни маржове в по-реалистични тестове.

В крайна сметка прегледът на процесора трябва да покаже какво си струва да се купи и какво не, и въпреки че прегледите са продукт на много часове упорит труд, не всеки преглед анализира критично данните. Оценявам рецензентите, които отделят време, за да обсъдят тесните места на процесора и как те растат или намаляват с различни графични процесори и графични настройки. Със сигурност е вярно, че някои процесори са по-бързи от други и са по-добре за игри, но никога не е ясно дали това означава, че е по-добро за всеки отделен потребител.