CPU, cuellos de botella y juegos: el problema de la evaluación comparativa de CPU

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Hacer una evaluación comparativa de una CPU en juegos no es tan simple como crees.

La tan esperada serie Ryzen 7000X3D ya está aquí, y todos están de acuerdo en que el Ryzen 9 7950X3D es la CPU más rápida para juegos... pero ¿a cuanto? Esa es una pregunta difícil de responder porque las críticas están por todos lados. Algunas publicaciones encontraron que el 7950X3D era apenas más rápido que el Core i9-13900K de Intel, mientras que otras encontraron márgenes mayores, de más del 10%. No es que los revisores estén probando juegos completamente diferentes, y en pruebas comparativas que no son de juegos como Cinebench R23, las puntuaciones son aproximadamente las mismas en todos los ámbitos, más o menos un punto porcentual.

Esta no es la primera vez que los críticos no se ponen de acuerdo sobre qué tan rápidas son las CPU para juegos. De hecho, esto le sucede a casi todas las CPU, ya sea que tengan una elegante Caché V 3D O no. Realmente no vemos estos márgenes amplios y variables para las revisiones de GPU, SSD o incluso CPU en pruebas comparativas no relacionadas con juegos. Entonces, ¿cuál es el trato? En última instancia, todo se reduce al comportamiento único de las CPU en los juegos y las diferentes metodologías de prueba utilizadas de una revisión a otra.

El curioso caso del cuello de botella de la CPU

Las GPU modernas tienen entre cientos y decenas de miles de núcleos. Estos núcleos son muy flexibles y son ideales para abordar cargas de trabajo que aumentan en dificultad. Esto significa que mejores GPU para juegos puede manejar configuraciones de gráficos que dan como resultado una calidad visual y fotogramas por segundo variables. Reducir la configuración de gráficos, como la resolución, facilita los cálculos para renderizar fotogramas, lo que significa que se pueden renderizar más fotogramas por segundo. Por otro lado, si los fotogramas son más difíciles de renderizar, se generarán menos fotogramas por segundo.

El papel de la CPU en los juegos es muy diferente al de la GPU. Desde principios de la década de 2000, muchos procesos originalmente realizados en la CPU ahora los realiza la GPU, dejando a la CPU relativamente poco que hacer. La tarea más importante de la CPU es realizar estas tareas mínimas lo antes posible.

Pero hay dos problemas importantes. En primer lugar, estas tareas no se pueden distribuir uniformemente entre todos los núcleos y subprocesos, por lo que más núcleos no siempre significa mejor rendimiento. En segundo lugar, los núcleos más grandes con mayor potencia computacional no serán útiles ya que estas cargas de trabajo son muy básicas. Estos factores hacen que la velocidad del reloj y el tamaño de la caché sean desproporcionadamente importantes para los juegos. La caché reduce el tiempo dedicado a esperar datos, lo que es un factor importante en la pérdida de rendimiento. La velocidad del reloj, por otro lado, es la única forma realista de acelerar las cargas de trabajo que no pueden aprovechar la potencia bruta de los chips modernos.

El rendimiento de juego de una PC está determinado principalmente por la GPU y la CPU (el almacenamiento y la RAM suelen ser secundarios). factores), pero no al mismo tiempo porque en un momento dado, su rendimiento está limitado por la GPU o la CPU. Eso naturalmente lleva a una gran pregunta: ¿Cuándo una PC está limitada por la CPU o la GPU? En realidad, esta pregunta llega al corazón de una de las cosas más confusas acerca de las pruebas comparativas de juegos porque la diferencia entre los cuellos de botella de GPU y CPU no es muy intuitiva.

Cuando su PC tiene una GPU limitada, la tarjeta gráfica funcionará al 100% o cerca de su uso, lo que significa utilizar tantos recursos como sea posible y, por lo general, alcanzar el consumo máximo de energía. Esto significa que puedes cambiar fotogramas por calidad visual y viceversa. Pero para la mayoría de los juegos, estas configuraciones de gráficos no afectan directamente a la CPU, e incluso en juegos con configuraciones relacionadas con la CPU, generalmente solo hay unas pocas.

No es necesario aumentar la configuración de gráficos para crear un cuello de botella en la CPU en los juegos. De hecho, aumentar la configuración de gráficos prácticamente garantiza que nunca verá un cuello de botella en la CPU. Recuerde, la CPU está bastante limitada en la cantidad de trabajo que puede realizar y, si bien hay pocas, si es que hay alguna, configuraciones que puedes modificar para aumentar la carga de trabajo en los juegos, puedes aumentar la velocidad de fotogramas reduciendo los gráficos ajustes.

Desde principios de la década de 2000, muchos procesos originalmente realizados en la CPU ahora los realiza la GPU, dejando a la CPU relativamente poco que hacer.

Encontrar un cuello de botella en la CPU es simple si aumenta la velocidad de fotogramas hasta que la GPU pueda procesar más fotogramas de los que la CPU puede manejar. Básicamente, esto significa que una CPU tiene un límite en la cantidad de fotogramas que puede mostrar en un juego determinado. Sólo hay dos formas realistas de eliminar un cuello de botella de la CPU en los juegos. Puede obtener RAM más rápida con mayor frecuencia y tiempos para un pequeño aumento de rendimiento o reducir la velocidad de fotogramas, y es esa segunda opción la que crea problemas para la evaluación comparativa.

Imagine que un revisor está probando dos CPU hipotéticas, Gamma y Zeta. En un juego de gran presupuesto y gráficamente intenso como corazón atómico, Gamma puede alcanzar hasta 200 FPS mientras que Zeta puede alcanzar 300. Dependiendo de cómo los revisores prueben las CPU y con qué fuerza aumenten la velocidad de fotogramas, podrían encontrar que ambas CPU son más o menos iguales, que Zeta tiene una ligera ventaja o que Zeta tiene una ventaja dominante dirigir. Esta es la razón por la que los revisores de CPU suelen llegar a conclusiones diferentes sobre el rendimiento de la CPU en los juegos.

Allí le gusta el dilema básico de revisar las CPU en los juegos. Debe aumentar la velocidad de fotogramas lo más alto posible para exponer los cuellos de botella de la CPU y así mostrar los verdaderos límites de cada CPU, lo que a menudo resulta en un punto de referencia poco realista. Como podrás imaginar, este fenómeno lleva años causando polémica.

El dilema de comparar CPU en juegos

La mayoría de los entusiastas adoptan una de dos posiciones cuando se trata de pruebas comparativas de CPU. La primera posición aboga por un enfoque más científico que exponga el cuello de botella sin tener en cuenta entornos realistas. mientras que el segundo sostiene que los revisores deberían realizar pruebas en entornos que signifiquen más para los lectores que desean tomar decisiones de compra.

Cada escuela de pensamiento tiene sus fortalezas y debilidades. Los defensores de la posición científica (generalmente reseñas y fanáticos de la empresa con la CPU más rápida) sin duda tienen razón en que este enfoque revela los verdaderos límites de la CPU en los juegos. Sin embargo, también suelen argumentar que estas pruebas predicen con precisión el rendimiento futuro. Cuando actualizas tu GPU y de repente tienes capacidad para velocidades de fotogramas más altas, obviamente quieres una mejor CPU.

Este argumento sobre el rendimiento futuro ha sido refutado varias veces. Si bien las CPU FX de AMD se lanzaron inicialmente con malos resultados en juegos en comparación con las ofertas de Intel, con el tiempo, chips como el FX-8350 en realidad ganó terreno e incluso superó a sus homólogos Core i5 a medida que los juegos comenzaron a utilizar más núcleos y hilos. Además, yo diría que los jugadores rara vez actualizan sus tarjetas gráficas únicamente para obtener velocidades de fotogramas más altas. Los jugadores quieren mejores framerates y configuraciones de mejor calidad, incluidas resoluciones más altas. Esto reduce las posibilidades de exponer un cuello de botella en la CPU después de una actualización de la GPU.

El argumento a favor de configuraciones "realistas" es más intuitivo y más fácil de seguir, pero la mayor parte de la retórica gira en torno a lo malo que es 1080p para Probando CPU de alta gama. La cuestión es, ¿puedes siquiera probar adecuadamente una CPU de gama alta frente a una de gama media o inferior a un precio más alto? ¿resolución? Si tienes un Núcleo i9-13900K, simplemente es más probable que apuntes a velocidades de fotogramas más altas simplemente porque tu PC también tiene una GPU de alta gama como la RTX 4090, mientras que es poco probable que un usuario con un Core i3-13100 apunte mucho más allá de los 60 FPS porque probablemente también tenga una GPU de gama baja como una RX 6500 XT. ¿Realiza pruebas con configuraciones realistas para el 13900K o para el 13100?

Dicho esto, creo que este segundo campamento está planteando algunos puntos válidos. No puedo decir con certeza qué quiere el usuario promedio, pero como miembro de esta comunidad desde hace mucho tiempo, me imagino que la mayoría se dirige a usuarios entre 60 y 144. FPS desde 60 Hz y 144 Hz son frecuencias de actualización muy populares, a menudo vienen con G-SYNC o FreeSync, y superar la frecuencia de actualización rompe esos tecnologías. 144 FPS no es mucho más alto para las CPU modernas, por lo que es menos probable que se produzcan cuellos de botella en la CPU y, en consecuencia, las pruebas comparativas que muestran que las CPU obtienen 300 FPS probablemente no sean muy útiles para la mayoría de los usuarios.

Este debate se remonta al menos a seis años y lo encontré por primera vez cuando se lanzó la serie Ryzen de primera generación en 2017. La mayoría de los revisores se han mantenido comprometidos con el punto de vista científico o, en general, indiferentes a cualquiera de los lados en sus pruebas. Por otro lado, la mayoría de los lectores se molestan cuando su marca preferida pierde en las reseñas, pero sacan a relucir algunos puntos buenos. Sin embargo, creo que hay un camino intermedio que puede satisfacer las exigencias de ambas filosofías, un método de evaluación comparativa que utiliza entornos realistas y logra resultados que son relevantes para lectores.

Por qué la velocidad de fotogramas en sí es una parte clave de una prueba comparativa de CPU

Siempre me ha fascinado la metodología de prueba y las formas de mostrarle a la gente resultados que realmente significan algo. Esto es más un experimento mental que una propuesta seria, y es algo que uso por diversión, pero he ideado mi propia metodología de prueba de CPU.

No podemos ignorar las posibles velocidades de cuadro máximas posibles gracias a la GPU porque determina el rendimiento de las CPU y qué tan realista es para los usuarios. Lo que propongo es darle la vuelta a este concepto y seleccionar configuraciones para lograr una determinada velocidad de fotogramas en lugar de establecer ajustes preestablecidos específicos o configurar todo al mínimo.

Aquí está la metodología básica. Seleccione una CPU de control con la que se compararán todas las demás CPU. Dado que las CPU tienen un límite de rendimiento, el chip de control debe ser la CPU más rápida que estés probando, como un Core i9-13900K o un Ryzen 9 7950X3D. A continuación, comience con configuraciones de gráficos más altas, ejecute sus pruebas comparativas y siga ajustando la configuración hasta que su CPU de control alcance la velocidad de fotogramas deseada. Por ejemplo, en títulos de deportes electrónicos como Counter Strike ofensiva global, La velocidad de fotogramas deseada probablemente debería ser de al menos 240 FPS en promedio, si no más.

Se supone que una revisión de la CPU muestra qué vale la pena comprar y qué no, y aunque las revisiones son producto de muchas horas de arduo trabajo, no todas las revisiones analizan críticamente los datos.

Una vez que haya encontrado las configuraciones que logran su velocidad de fotogramas preferida en la CPU de control, use esas configuraciones cuando pruebe otros chips. La idea es demostrar en una prueba científica y realista a la vez cuánto más rápida se puede comparar la CPU de control con CPU teóricamente más lentas. Lo que la gente quiere saber es si una CPU de gama alta vale la pena, y este tipo de metodología es muy buena para demostrarlo.

Sin embargo, hay un problema obvio con este tipo de evaluación comparativa: lleva tiempo. Es necesario modificar la configuración de gráficos y ejecutar pruebas comparativas hasta que la CPU de control tenga la velocidad de fotogramas adecuada. requiere mucho tiempo y no utilizar ajustes preestablecidos puede significar cambiar la configuración individual en cada nueva CPU para cada juego. Además, las nuevas CPU y juegos requieren una calibración adicional, tal vez hasta el punto en que sea necesario convertir una CPU diferente en el control. Simplemente elegir un ajuste preestablecido o configurar todo al mínimo es mucho más fácil.

Existen alternativas a esta metodología que son mucho más fáciles de implementar. Muchos revisores realizan pruebas en múltiples resoluciones para mostrar el cuello de botella cambiante de la CPU, siendo 1080p el que tiene el mayor cuello de botella de la CPU y 1440p o 4K el que menos. Punto tecnológico y anandtech A veces, pruebe varias GPU para lograr el mismo efecto, ya que las GPU más rápidas tendrán una velocidad de fotogramas potencial más alta, lo que puede revelar un cuello de botella en la CPU.

El análisis es incluso más importante que la metodología.

Una buena metodología de prueba y datos de alta calidad son sólo la mitad de lo que hace que una revisión sea completa. La otra mitad es análisis, que es cuando el revisor informa a los lectores qué significan los resultados. Muchos usuarios pueden tomar sus propias decisiones sobre lo que significan los datos, pero no todos los amantes de los juegos de PC son entusiastas.

Si una revisión muestra un punto de referencia en el que una CPU alcanza los 500 FPS y otra 300, debería haber algo de contexto sobre lo que eso significa. Si se trata de un título de deportes electrónicos, esa diferencia podría ser importante para cualquiera que quiera jugar de forma competitiva y necesite los cuadros por segundo más altos. Para la mayoría de los demás juegos, es poco probable que se aproveche o aprecie plenamente la ventaja de rendimiento que ofrece una CPU más rápida. He visto algunas reseñas que muestran puntos de referencia con este tipo de resultados en juegos muy antiguos y exageran la CPU más rápida, mientras que otras reseñas encontraron márgenes mucho más modestos en pruebas más realistas.

En última instancia, se supone que una revisión de la CPU muestra qué vale la pena comprar y qué no, y aunque las revisiones son producto de muchas horas de arduo trabajo, no todas las revisiones analizan críticamente los datos. Agradezco a los revisores que se toman un momento para analizar los cuellos de botella de la CPU y cómo crecen o disminuyen con diferentes GPU y configuraciones de gráficos. Es cierto que algunas CPU son más rápidas que otras y son mejor para jugar, pero nunca está claro si eso significa que es mejor para cada usuario.