CPU, 병목 현상 및 게임: CPU 벤치마킹의 문제

오랫동안 기다려온 Ryzen 7000X3D 시리즈가 출시되었으며 Ryzen 9 7950X3D가 게임용 CPU 중 가장 빠르다는 데 모두가 동의합니다. 하지만 얼마나? 리뷰가 여기저기에 있기 때문에 대답하기 어려운 질문입니다. 일부 출판물에서는 7950X3D가 Intel의 Core i9-13900K보다 거의 빠르지 않은 반면 다른 출판물에서는 10%가 넘는 더 큰 마진을 발견했습니다. 리뷰어가 완전히 다른 게임을 테스트하는 것과는 다르며 Cinebench R23과 같은 게임이 아닌 벤치마크에서는 점수가 전반적으로 거의 동일하며 백분율 포인트를 주고받습니다.

리뷰어들이 게임용 CPU의 속도에 동의하지 않는 것은 이번이 처음이 아닙니다. 사실, 이는 성능이 좋든 없든 거의 모든 CPU에서 발생합니다. 3D V-캐시 아니면. 비게임 벤치마크에서는 GPU, SSD 또는 심지어 CPU에 대한 리뷰에 대해 이처럼 넓고 다양한 마진을 실제로 볼 수 없습니다. 그래서 거래는 무엇입니까? 이는 궁극적으로 게임 내 CPU의 고유한 동작과 리뷰마다 사용되는 다양한 테스트 방법론으로 귀결됩니다.

CPU 병목현상의 이상한 사례

최신 GPU에는 수백에서 수만 개의 코어가 있습니다. 이러한 코어는 유연성이 뛰어나며 난이도가 높아지는 워크로드를 처리하는 데 이상적입니다. 이는 다음을 의미합니다. 최고의 게이밍 GPU 다양한 시각적 품질과 초당 프레임을 초래하는 그래픽 설정을 처리할 수 있습니다. 해상도와 같은 그래픽 설정을 낮추면 프레임 렌더링 계산이 더 쉬워집니다. 즉, 초당 더 많은 프레임을 렌더링할 수 있다는 의미입니다. 반면에 프레임을 렌더링하기가 더 어려우면 초당 생성되는 프레임 수가 줄어듭니다.

게임에서 CPU의 역할은 GPU의 역할과 크게 다릅니다. 2000년대 초반부터 원래 CPU에서 수행되던 많은 프로세스가 이제는 GPU에서 수행되므로 CPU가 할 수 있는 일은 상대적으로 적습니다. CPU의 가장 중요한 작업은 이러한 최소한의 작업을 가능한 한 빨리 완료하는 것입니다.

그러나 두 가지 큰 문제가 있습니다. 첫째, 이러한 작업은 모든 코어와 스레드에 균등하게 분산될 수 없으므로 코어가 많다고 해서 항상 성능이 향상되는 것은 아닙니다. 둘째, 더 많은 계산 능력을 갖춘 더 큰 코어는 이러한 워크로드가 매우 기본적이므로 유용하지 않습니다. 이러한 요인으로 인해 클럭 속도와 캐시 크기가 게임에 있어 불균형적으로 중요해졌습니다. 캐시는 성능 손실의 중요한 요소인 데이터를 기다리는 데 소요되는 시간을 줄여줍니다. 반면에 클럭 속도는 최신 칩의 원시 성능을 활용할 수 없는 작업 부하 속도를 높이는 유일한 현실적인 방법입니다.

PC의 게임 성능은 주로 GPU와 CPU에 의해 결정됩니다(스토리지와 RAM은 일반적으로 부차적임). 요인), 그러나 동시에는 아닙니다. 특정 순간에 성능이 GPU에 의해 제한되거나 CPU. 이는 자연스럽게 하나의 큰 질문으로 이어집니다. PC가 언제 CPU 또는 GPU에 의해 제한되는가? 이 질문은 GPU와 CPU 병목 현상의 차이가 그다지 직관적이지 않기 때문에 실제로 게임 벤치마크에 관해 가장 혼란스러운 점 중 하나의 핵심입니다.

PC에 GPU 제한이 있는 경우 그래픽 카드는 100% 또는 거의 100% 사용량으로 실행됩니다. 이는 가능한 한 많은 리소스를 사용하고 일반적으로 최대 전력 소비에 도달한다는 의미입니다. 즉, 시각적 품질을 위해 프레임을 교환할 수 있으며 그 반대도 가능합니다. 하지만 대부분의 게임에서 이러한 그래픽 설정은 CPU에 직접적인 영향을 미치지 않으며, CPU 관련 설정이 있는 게임에서도 대개 소수에 불과합니다.

게임에서 CPU 병목 현상을 일으키기 위해 그래픽 설정을 높일 필요는 없습니다. 실제로 그래픽 설정을 높이면 CPU 병목 현상이 발생하지 않습니다. CPU가 수행할 수 있는 작업량은 상당히 제한되어 있으며, 그 수가 적더라도 게임 작업량을 늘리기 위해 조정할 수 있는 설정, 그래픽을 낮춰 프레임 속도를 높일 수 있음 설정.

2000년대 초반부터 원래 CPU에서 수행되던 많은 프로세스가 이제는 GPU에서 수행되므로 CPU가 할 수 있는 일은 상대적으로 적습니다.

CPU가 처리할 수 있는 것보다 GPU가 더 많은 프레임을 렌더링할 수 있는 수준까지 프레임 속도를 높이면 CPU 병목 현상이 발생하는 것은 간단합니다. 이는 기본적으로 CPU가 특정 게임에서 표시할 수 있는 프레임 수에 제한이 있음을 의미합니다. 게임에서 CPU 병목 현상을 제거하는 현실적인 방법은 두 가지뿐입니다. 작은 성능 향상을 위해 더 높은 주파수와 타이밍으로 더 빠른 RAM을 얻거나 프레임 속도를 낮출 수 있으며 벤치마킹에 문제를 일으키는 두 번째 옵션입니다.

검토자가 두 개의 가상 CPU인 Gamma와 Zeta를 테스트한다고 상상해 보십시오. 다음과 같이 예산이 많이 들고 그래픽이 집약적인 게임에서는 원자 심장, 감마는 최대 200FPS를 얻을 수 있고 Zeta는 300FPS를 달성할 수 있습니다. 리뷰어가 CPU를 테스트하는 방법과 프레임 속도를 얼마나 세게 올리는지에 따라 다음을 찾을 수 있습니다. 두 CPU가 거의 동일하다는 것, Zeta가 약간의 이점이 있다는 것, 또는 Zeta가 명령을 내리는 것이 더 좋다는 것입니다. 선두. 이것이 CPU 검토자가 게임의 CPU 성능에 대해 종종 다른 결론을 내리는 이유입니다.

거기에는 게임에서 CPU를 검토하는 기본적인 딜레마가 있습니다. CPU 병목 현상을 노출하고 각 CPU의 실제 한계를 표시하려면 프레임 속도를 최대한 높게 올려야 하며, 이는 종종 비현실적인 벤치마크 결과를 낳습니다. 상상할 수 있듯이, 이 현상은 수년 동안 논란을 불러일으켰습니다.

게임에서 CPU 벤치마킹의 딜레마

대부분의 매니아들은 CPU 벤치마킹과 관련하여 두 가지 입장 중 하나를 취합니다. 첫 번째 입장은 현실적인 설정을 고려하지 않고 병목 현상을 드러내는 보다 과학적인 접근 방식을 옹호하며, 두 번째는 리뷰어가 구매 결정을 내리려는 독자에게 더 의미 있는 설정에서 테스트해야 한다고 주장합니다.

각 학파에는 강점과 약점이 있습니다. 과학적 입장을 지지하는 사람들(보통 가장 빠른 CPU를 보유한 회사의 리뷰와 팬)은 이러한 접근 방식이 게임에서 CPU의 진정한 한계를 드러낸다는 점에서 의심할 여지 없이 정확합니다. 그러나 그들은 종종 이러한 테스트가 미래 성능을 정확하게 예측한다고 주장합니다. GPU를 업그레이드하고 갑자기 더 높은 프레임 속도를 위한 용량을 갖게 되면 분명히 더 나은 CPU를 원하게 됩니다.

미래 성과에 대한 이러한 주장은 여러 번 입증되었습니다. AMD의 FX CPU는 처음에 출시되어 Intel의 제품에 비해 게임 결과가 좋지 않았지만 시간이 지남에 따라 다음과 같은 칩이 출시되었습니다. FX-8350은 게임이 더 많은 코어를 사용하기 시작하면서 실제로 입지를 확보했고 심지어 Core i5를 능가했습니다. 스레드. 또한 게이머가 순전히 더 높은 프레임 속도를 위해 그래픽 카드를 업그레이드하는 경우는 거의 없다고 주장하고 싶습니다. 게이머는 더 나은 프레임 속도를 원합니다 그리고 더 높은 해상도를 포함한 더 나은 품질 설정. 이렇게 하면 GPU 업그레이드 후 CPU 병목 현상이 발생할 가능성이 줄어듭니다.

"현실적인" 설정에 대한 주장은 더 직관적이고 따르기 쉽지만 대부분의 수사는 1080p가 얼마나 나쁜지에 대한 것입니다. 고급 CPU 테스트. 문제는 고급 CPU를 중급 이하 CPU에 대해 적절하게 테스트할 수 있다는 것입니다. 해결? 당신이 가지고 있다면 코어 i9-13900K, PC에도 고급 GPU가 있기 때문에 더 높은 프레임 속도를 목표로 할 가능성이 더 높습니다. RTX 4090, Core i3-13100을 사용하는 사용자는 RX 6500 XT와 같은 저가형 GPU도 가지고 있기 때문에 60FPS를 훨씬 더 이상 목표로 삼을 가능성이 없습니다. 13900K 또는 13100에 대해 현실적인 설정에서 테스트합니까?

그렇다면 이번 두 번째 캠프는 몇 가지 타당한 점을 제시하고 있다고 생각합니다. 일반 사용자가 무엇을 원하는지 확실히 말할 수는 없지만 이 커뮤니티의 오랜 회원으로서 대부분의 타겟은 60~144세라고 생각됩니다. 60Hz 및 144Hz 이후의 FPS는 매우 인기 있는 새로 고침 빈도이며 종종 G-SYNC 또는 FreeSync와 함께 제공되며 새로 고침 빈도를 초과하면 기술. 144FPS는 최신 CPU에서 그다지 높지 않으므로 CPU 병목 현상이 발생할 가능성이 낮으며 결과적으로 CPU가 300FPS를 얻는다는 것을 보여주는 벤치마크는 대부분의 사용자에게 그다지 유용하지 않을 것입니다.

이 논쟁은 적어도 6년 전으로 거슬러 올라가며, 저는 2017년 1세대 Ryzen 시리즈가 출시되었을 때 처음 접했습니다. 리뷰어들은 대부분 과학적 관점에 전념하고 있으며 일반적으로 테스트에서 어느 쪽에도 무관심합니다. 반면, 독자들은 자신이 선호하는 브랜드가 리뷰에서 지면 대부분 당황하지만 몇 가지 좋은 점도 지적합니다. 그러나 나는 두 철학의 요구 사항을 모두 충족할 수 있는 중도가 있다고 믿습니다. 현실적인 설정을 사용하고 관련 결과를 얻는 벤치마킹 방식 독자.

프레임 속도 자체가 CPU 벤치마크의 핵심 부분인 이유

저는 항상 테스트 방법론과 실제로 의미 있는 결과를 사람들에게 보여주는 방법에 매료되었습니다. 이것은 진지한 제안이라기보다는 사고 실험에 가깝고, 재미삼아 사용하는 것인데, 나름의 CPU 테스트 방법론을 생각해 냈습니다.

GPU가 가능하게 하는 잠재적인 최대 프레임 속도는 CPU의 성능과 사용자에게 얼마나 현실적인지를 결정하기 때문에 무시할 수 없습니다. 제가 제안하는 것은 특정 사전 설정을 설정하거나 모든 것을 최소로 설정하는 대신 이 개념을 뒤집어 특정 프레임 속도를 달성하기 위한 설정을 선택하는 것입니다.

기본 방법론은 다음과 같습니다. 다른 모든 CPU와 비교할 제어 CPU를 선택합니다. CPU에는 성능 제한이 있으므로 제어 칩은 Core i9-13900K 또는 라이젠 9 7950X3D. 다음으로, 더 높은 그래픽 설정에서 시작하여 벤치마크를 실행하고 제어 CPU가 원하는 프레임 속도에 도달할 때까지 설정을 계속 조정합니다. 예를 들어 다음과 같은 e스포츠 타이틀에서는 카운터 스트라이크: 글로벌 공격, 원하는 프레임 속도는 아마도 평균 240FPS 이상이어야 합니다. 더 높지는 않더라도 말이죠.

CPU 리뷰는 구매할 가치가 있는 것과 그렇지 않은 것을 보여주어야 하며, 리뷰는 많은 시간의 노력의 산물이지만 모든 리뷰가 데이터를 비판적으로 분석하는 것은 아닙니다.

제어 CPU에서 원하는 프레임 속도를 달성하는 설정을 찾았으면 다른 칩을 테스트할 때 해당 설정을 사용하십시오. 이 아이디어는 과학적이고 현실적인 테스트를 통해 제어 CPU가 이론적으로 느린 CPU와 얼마나 빠른지 비교할 수 있는지 보여주는 것입니다. 사람들이 알고 싶어하는 것은 고급 CPU가 그만한 가치가 있는지 여부이며, 이러한 종류의 방법론은 이를 보여주는 데 매우 좋습니다.

하지만 이런 종류의 벤치마킹에는 한 가지 분명한 문제가 있습니다. 시간이 걸린다는 것입니다. 제어 CPU가 올바른 프레임 속도를 가질 때까지 그래픽 설정을 조정하고 벤치마크를 실행합니다. 시간이 많이 걸리고 사전 설정을 사용하지 않으면 각 CPU마다 개별 설정을 변경할 수 있습니다. 게임. 또한 새로운 CPU와 게임에는 다른 CPU를 제어해야 할 정도로 추가 보정이 필요합니다. 사전 설정을 선택하거나 모든 것을 최소로 설정하는 것이 훨씬 쉽습니다.

이 방법론에 대한 구현이 훨씬 쉬운 대안이 있습니다. 많은 리뷰어는 변화하는 CPU 병목 현상을 보여주기 위해 다양한 해상도로 테스트합니다. 1080p는 CPU 병목 현상이 가장 많고 1440p 또는 4K가 가장 적습니다. 테크스팟 그리고 아난드텍 더 빠른 GPU는 CPU 병목 현상을 드러낼 수 있는 더 높은 잠재적 프레임 속도를 갖기 때문에 동일한 효과를 얻기 위해 여러 GPU를 테스트하는 경우도 있습니다.

방법론보다 분석이 더 중요하다

좋은 테스트 방법과 고품질 데이터는 리뷰를 포괄적으로 만드는 요소의 절반에 불과합니다. 나머지 절반은 리뷰어가 독자들에게 결과의 의미를 알려주는 분석입니다. 많은 사용자가 데이터의 의미에 대해 스스로 결정할 수 있지만 PC 게임을 즐기는 모든 사람이 열광적인 것은 아닙니다.

리뷰에서 한 CPU가 500FPS, 다른 CPU는 300FPS를 기록하는 벤치마크를 표시하는 경우, 이것이 의미하는 바에 대한 맥락이 있어야 합니다. e스포츠 타이틀이라면 경쟁적으로 플레이하고 가장 높은 프레임 속도가 필요한 누구에게나 그 차이가 중요할 수 있습니다. 대부분의 다른 게임에서는 더 빠른 CPU가 제공하는 성능 이점이 완전히 실현되거나 평가될 가능성이 거의 없습니다. 일부 리뷰에서는 아주 오래된 게임에서 이러한 종류의 결과가 나온 벤치마크를 보여주고 더 빠른 CPU를 과대평가하는 반면, 다른 리뷰에서는 보다 현실적인 테스트에서 훨씬 더 적당한 마진을 발견했습니다.

궁극적으로 CPU 리뷰는 구매할 가치가 있는 것과 그렇지 않은 것을 보여주어야 하며, 리뷰는 많은 시간의 노력의 산물이지만 모든 리뷰가 데이터를 비판적으로 분석하는 것은 아닙니다. 잠시 시간을 내어 CPU 병목 현상과 다양한 GPU 및 그래픽 설정에 따른 병목 현상의 증가 또는 축소에 대해 논의해 주신 리뷰어들에게 감사드립니다. 일부 CPU가 다른 CPU보다 빠르다는 것은 확실히 사실입니다. 게임에 더 좋음, 그러나 그것이 모든 단일 사용자에게 더 낫다는 것을 의미한다면 결코 명확하지 않습니다.