CPU-i, uska grla i igre: problem s CPU benchmarkingom

Usporedba CPU-a u igrama nije tako jednostavna kao što mislite.

Dugo očekivana serija Ryzen 7000X3D je tu, a svi se slažu da je Ryzen 9 7950X3D najbrži CPU za igranje... ali koliko? Na to je pitanje teško odgovoriti jer su recenzije posvuda. Neke su publikacije otkrile da je 7950X3D jedva brži od Intelovog Core i9-13900K, dok su druge otkrile veće margine od preko 10%. Nije kao da recenzenti testiraju potpuno različite igre, au benchmarkovima koji se ne odnose na igre kao što je Cinebench R23, rezultati su otprilike isti u cijelosti, plus ili minus postotak.

Ovo nije prvi put da se recenzenti ne mogu složiti oko toga koliko su brzi procesori za igre. Zapravo, događa se gotovo svakom CPU-u, bez obzira na to je li ga volio 3D V-Cache ili ne. Zapravo ne vidimo ove široke, različite margine za recenzije GPU-a, SSD-ova ili čak CPU-a u referentnim vrijednostima izvan igara. Pa u čemu je stvar? U konačnici se svodi na jedinstveno ponašanje CPU-a u igrama i različite metodologije testiranja koje se koriste od recenzije do recenzije.

Neobičan slučaj uskog grla CPU-a

Moderni GPU-i imaju od stotina do desetaka tisuća jezgri. Ove su jezgre vrlo fleksibilne i idealne su za rješavanje radnih opterećenja koja se skaliraju u poteškoćama. Ovo znači najbolji gaming GPU-ovi može rukovati grafičkim postavkama koje rezultiraju različitom vizualnom kvalitetom i sličicama u sekundi. Snižavanje grafičkih postavki kao što je razlučivost čini matematiku za renderiranje okvira lakšom, što znači da se više okvira može prikazati u sekundi. S druge strane, ako je okvire teže renderirati, stvarat će se manje u sekundi.

Uloga CPU-a u igrama uvelike se razlikuje od uloge GPU-a. Od ranih 2000-ih, mnoge procese koji su se izvorno izvodili na CPU-u sada obavlja GPU, ostavljajući CPU-u relativno malo posla. Najvažnija zadaća CPU-a je samo obaviti te minimalne zadatke što je prije moguće.

Ali postoje dva velika problema. Prvo, ti se zadaci ne mogu ravnomjerno rasporediti na sve jezgre i niti, tako da više jezgri ne znači uvijek bolje performanse. Drugo, veće jezgre s više računalne snage neće biti korisne budući da su ta radna opterećenja toliko osnovna. Ovi čimbenici čine brzinu takta i veličinu predmemorije neproporcionalno važnima za igranje. Predmemorija smanjuje vrijeme provedeno u čekanju podataka, što je značajan faktor u gubitku performansi. Brzina takta, s druge strane, jedini je realan način za ubrzavanje radnih opterećenja koja ne mogu iskoristiti sirovu snagu modernih čipova.

Performanse igranja računala uglavnom određuju GPU i CPU (pohrana i RAM obično su sekundarni čimbenici), ali ne u isto vrijeme jer je u bilo kojem trenutku vaša izvedba ograničena GPU-om ili CPU. To naravno dovodi do jednog velikog pitanja: kada je računalo ograničeno CPU-om ili GPU-om? Ovo pitanje zapravo dopire do srži jedne od najzbunjujućih stvari o mjerilima igranja jer razlika između GPU i CPU uskih grla nije baš intuitivna.

Kada je vaše računalo ograničeno GPU-om, grafička kartica radit će pri ili blizu 100% upotrebe, što znači korištenje što više resursa i obično postizanje maksimalne potrošnje energije. To znači da možete zamijeniti okvire za vizualnu kvalitetu i obrnuto. Ali za većinu igara te grafičke postavke ne utječu izravno na CPU, a čak i u igrama s postavkama koje se odnose na CPU, obično ih ima samo nekoliko.

Povećanje grafičkih postavki nije potrebno za stvaranje uskog grla procesora u igrama. Zapravo, povećanje grafičkih postavki praktički osigurava da nikada nećete vidjeti usko grlo CPU-a. Upamtite, CPU je prilično ograničen u količini posla koji može obaviti, i iako ih je malo, ako uopće ima, postavke koje možete podesiti da povećate radno opterećenje u igrama, možete povećati broj sličica u sekundi smanjivanjem grafike postavke.

Od ranih 2000-ih, mnoge procese koji su se izvorno izvodili na CPU-u sada obavlja GPU, ostavljajući CPU-u relativno malo posla.

Naići na usko grlo CPU-a jednostavno je ako povećate broj sličica u sekundi tako da GPU može prikazati više okvira nego što CPU može obraditi. To u osnovi znači da CPU ima ograničenje koliko okvira može prikazati u bilo kojoj igri. Postoje samo dva realna načina za uklanjanje CPU uskog grla u igrama. Možete dobiti brži RAM s većom frekvencijom i vremenima za malo povećanje performansi ili manji broj sličica u sekundi — a ta druga opcija stvara probleme za usporednu analizu.

Zamislite da recenzent testira dva hipotetska CPU-a, Gamma i Zeta. U visokobudžetnoj, grafički intenzivnoj igri poput Atomsko srce, Gamma može dobiti do 200 FPS dok Zeta može postići 300. Ovisno o tome kako recenzenti testiraju procesore i koliko snažno povećavaju broj sličica u sekundi, mogli bi pronaći da su oba CPU-a otprilike jednaka, da Zeta ima blagu prednost ili da Zeta ima kontrolnu voditi. Zbog toga recenzenti procesora često dolaze do različitih zaključaka o performansama procesora u igrama.

U tome se sviđa osnovna dilema pregleda CPU-a u igrama. Morate podići broj sličica u sekundi što je više moguće kako biste razotkrili uska grla CPU-a i tako pokazali prave granice svakog CPU-a, što često rezultira nerealnim referentnim vrijednostima. Kao što možete zamisliti, ovaj fenomen već godinama izaziva kontroverze.

Dilema benchmarkinga CPU-a u igrama

Većina entuzijasta zauzima jedno od dva stajališta kada je u pitanju CPU benchmarking. Prvo stajalište zagovara znanstveniji pristup koji razotkriva usko grlo bez obzira na realne postavke, dok drugi tvrdi da bi recenzenti trebali testirati na postavkama koje više znače čitateljima koji žele donositi odluke o kupnji.

Svaka škola mišljenja ima svoje snage i slabosti. Zagovornici znanstvenog stava (obično recenzije i obožavatelji tvrtke s najbržim CPU-om) su nedvojbeno u pravu jer ovaj pristup otkriva prave granice CPU-a u igricama. Međutim, oni također često tvrde da ti testovi točno predviđaju buduće performanse. Kada nadogradite svoj GPU i odjednom imate kapacitet za veći broj sličica u sekundi, očito želite bolji CPU.

Ovaj argument o budućim performansama više je puta opovrgnut. Dok su AMD-ovi FX CPU-ovi u početku imali loše rezultate u igrama u usporedbi s Intelovom ponudom, s vremenom su čipovi poput FX-8350 zapravo je osvojio i čak pretekao svoje Core i5 kolege kako su igre počele koristiti više jezgri i niti. Osim toga, tvrdio bih da igrači rijetko nadograđuju grafičke kartice samo radi veće brzine kadrova. Igrači žele bolji broj sličica u sekundi i bolje postavke kvalitete, uključujući veće rezolucije. Ovo smanjuje šanse za otkrivanje uskog grla CPU-a nakon nadogradnje GPU-a.

Argument za "realistične" postavke je intuitivniji i lakši za praćenje, ali većina retorike je samo o tome koliko je 1080p loš za testiranje vrhunskih procesora. Stvar je u tome možete li uopće ispravno testirati vrhunski CPU u odnosu na onaj srednjeg ili nižeg ranga rezolucija? Ako imate a Core i9-13900K, vjerojatnije je da ćete jednostavno težiti većem broju sličica u sekundi samo zato što vaše računalo također ima vrhunski GPU poput RTX 4090, dok korisnik s Core i3-13100 vjerojatno neće ciljati puno više od 60 FPS jer vjerojatno također ima niži GPU kao što je RX 6500 XT. Testirate li na realnim postavkama za 13900K ili za 13100?

S tim u vezi, mislim da ovaj drugi kamp daje neke valjane stavove. Ne mogu sa sigurnošću reći što prosječni korisnik želi, ali kao dugogodišnji član ove zajednice, pretpostavljam da većina cilja između 60 i 144 FPS budući da su 60Hz i 144Hz vrlo popularne stope osvježavanja, često dolaze s G-SYNC ili FreeSync, a nadmašivanje brzine osvježavanja razbija te tehnologije. 144 FPS nije toliko više za moderne CPU-e, tako da je CPU usko grlo manje vjerojatno, a posljedično, referentne vrijednosti koje pokazuju da CPU-i dobivaju 300 FPS vjerojatno nisu baš korisne većini korisnika.

Ova rasprava traje najmanje šest godina, a prvi put sam se susreo s njom kada je prva generacija Ryzen serije lansirana 2017. godine. Recenzenti su uglavnom ostali privrženi ili znanstvenom gledištu ili općenito ravnodušni prema bilo kojoj strani u svojim ispitivanjima. S druge strane, čitatelji se uglavnom uzrujaju kada njihov omiljeni brend izgubi u recenzijama, ali iznose neke dobre strane. Međutim, vjerujem da postoji srednji put koji može zadovoljiti zahtjeve obje filozofije, a način benchmarkinga koji koristi i realne postavke i postiže rezultate koji su relevantni za čitateljima.

Zašto je sam broj sličica ključni dio CPU benchmarka

Uvijek sam bio fasciniran metodologijom testiranja i načinima da ljudima pokažem rezultate koji zapravo nešto znače. Ovo je više misaoni eksperiment nego ozbiljan prijedlog, i to je nešto što koristim za zabavu, ali smislio sam vlastitu metodologiju testiranja CPU-a.

Ne možemo zanemariti potencijalni maksimalni broj sličica u sekundi koji je omogućio GPU jer on određuje rad CPU-a i koliko je to realno za korisnike. Ono što predlažem je okrenuti ovaj koncept naglavce i odabrati postavke za postizanje određenog broja sličica u sekundi umjesto postavljanja specifičnih unaprijed postavljenih postavki ili postavljanja svega na minimum.

Evo osnovne metodologije. Odaberite kontrolni CPU s kojim će se uspoređivati ​​svaki drugi CPU. Budući da procesori imaju ograničenje performansi, kontrolni čip bi trebao biti najbrži CPU koji testirate, kao što je Core i9-13900K ili Ryzen 9 7950X3D. Zatim počnite s višim postavkama grafike, pokrenite svoja mjerila i nastavite podešavati postavke dok vaš kontrolni CPU ne postigne željeni broj sličica u sekundi. Na primjer, u esport naslovima poput Counter-Strike: Globalna ofenziva, vaš željeni broj sličica u sekundi vjerojatno bi trebao biti najmanje 240 FPS u prosjeku — ako ne i veći.

Pregled CPU-a trebao bi pokazati što je vrijedno kupnje, a što ne, i iako su recenzije proizvod mnogo sati napornog rada, svaka recenzija ne analizira kritički podatke.

Nakon što pronađete postavke koje postižu željeni broj sličica u sekundi na kontrolnom CPU-u, koristite te postavke pri testiranju drugih čipova. Ideja je pokazati koliko se brži kontrolni CPU može usporediti s teoretski sporijim CPU-om u testu koji je i znanstveni i realističan. Ono što ljudi žele znati je vrijedi li viši CPU tog novca, a ova vrsta metodologije je vrlo dobra u prikazivanju toga.

Međutim, postoji jedan očiti problem s ovom vrstom benchmarkinga: potrebno je vrijeme. Podešavanje grafičkih postavki i pokretanje mjerila sve dok kontrolni CPU ne dobije pravu brzinu kadrova oduzima puno vremena, a nekorištenje unaprijed postavljenih postavki može značiti promjenu pojedinačnih postavki na svakom novom CPU-u za svaki igra. Osim toga, novi CPU-i i igre zahtijevaju dodatnu kalibraciju, možda do točke u kojoj trebate postaviti drugi CPU kao kontrolu. Samo odabir unaprijed postavljenih postavki ili postavljanje svega na minimum puno je lakše.

Postoje alternative ovoj metodologiji koje je mnogo lakše implementirati. Mnogi recenzenti testiraju na više rezolucija kako bi pokazali promjenjivo usko grlo CPU-a, pri čemu 1080p ima najviše uskog grla CPU-a, a 1440p ili 4K najmanje. Techspot i Anandtech ponekad testirajte više grafičkih procesora kako biste postigli isti učinak jer će brži grafički procesori imati veći potencijalni broj sličica u sekundi koji može otkriti usko grlo procesora.

Analiza je još važnija od metodologije

Dobra metodologija testiranja i visokokvalitetni podaci samo su polovica onoga što pregled čini sveobuhvatnim. Druga polovica je analiza, a to je kada recenzent informira čitatelje što rezultati znače. Mnogi korisnici mogu sami odlučiti što podaci znače, ali nisu svi entuzijasti koji se bave igranjem na računalu.

Ako recenzija pokazuje referentnu vrijednost gdje jedan CPU postiže 500 FPS, a drugi 300, trebao bi postojati neki kontekst o tome što to znači. Ako se radi o esport naslovu, ta bi razlika mogla biti važna svakome tko želi igrati natjecateljski i treba mu najveći broj sličica u sekundi. Za većinu drugih igara, prednost performansi koju nudi brži CPU vjerojatno neće biti u potpunosti ostvarena ili cijenjena. Vidio sam da neke recenzije pokazuju benchmarkove s ovakvim rezultatima u vrlo starim igrama i hvale brži CPU, dok su druge recenzije pronašle mnogo skromnije margine u realističnijim testovima.

U konačnici, pregled CPU-a trebao bi pokazati što se isplati kupiti, a što ne, i iako su pregledi proizvod mnogo sati napornog rada, ne analizira svaki pregled kritički podatke. Cijenim recenzente koji odvoje trenutak da razgovaraju o uskim grlima CPU-a i o tome kako rastu ili se smanjuju s različitim GPU-ovima i postavkama grafike. Svakako je istina da su neki procesori brži od drugih, i jesu bolji za igranje, ali nikad nije jasno znači li to da je bolje za svakog pojedinog korisnika.