CPU คอขวด และเกม: ปัญหาเกี่ยวกับการวัดประสิทธิภาพ CPU

การเปรียบเทียบ CPU ในเกมไม่ง่ายอย่างที่คิด

ซีรีส์ Ryzen 7000X3D ที่รอคอยมานานมาถึงแล้ว และทุกคนเห็นพ้องกันว่า Ryzen 9 7950X3D เป็น CPU ที่เร็วที่สุดสำหรับการเล่นเกม... แต่เท่าไหร่? นั่นเป็นคำถามที่ตอบยากเพราะมีรีวิวอยู่เต็มไปหมด สิ่งพิมพ์บางฉบับพบว่า 7950X3D แทบจะไม่เร็วกว่า Core i9-13900K ของ Intel เลย ในขณะที่บางฉบับพบว่ามีอัตรากำไรขั้นต้นที่มากกว่า 10% ไม่ใช่ว่าผู้ตรวจสอบกำลังทดสอบเกมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และในการวัดประสิทธิภาพที่ไม่ใช่เกม เช่น Cinebench R23 คะแนนจะเท่ากันทั่วกระดาน ไม่ว่าจะให้หรือเอาคะแนนเปอร์เซ็นต์

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ผู้ตรวจสอบไม่สามารถตกลงกันว่า CPU มีความเร็วแค่ไหนสำหรับเกม ในความเป็นจริง มันเกิดขึ้นได้กับ CPU ทุกตัวเลยทีเดียว ไม่ว่าจะมีความพิเศษก็ตาม 3D V-แคช หรือไม่. เราไม่เห็นอัตรากำไรที่กว้างและแตกต่างกันเหล่านี้สำหรับบทวิจารณ์เกี่ยวกับ GPU, SSD หรือแม้แต่ CPU ในการวัดประสิทธิภาพที่ไม่ใช่เกม แล้วข้อตกลงคืออะไร? ท้ายที่สุดแล้วขึ้นอยู่กับพฤติกรรมเฉพาะของ CPU ในเกม และวิธีการทดสอบต่างๆ ที่ใช้ตั้งแต่การตรวจสอบจนถึงการตรวจสอบ

กรณีที่อยากรู้อยากเห็นของคอขวดของ CPU

GPU สมัยใหม่มีคอร์ตั้งแต่หลักร้อยไปจนถึงหลักหมื่นคอร์ แกนเหล่านี้มีความยืดหยุ่นสูงและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดการกับปริมาณงานที่มีระดับความยาก นี่หมายถึง GPU สำหรับเล่นเกมที่ดีที่สุด สามารถจัดการการตั้งค่ากราฟิกที่ส่งผลให้คุณภาพของภาพและเฟรมต่อวินาทีแตกต่างกัน การลดการตั้งค่ากราฟิก เช่น ความละเอียดจะทำให้การเรนเดอร์เฟรมง่ายขึ้น ซึ่งหมายความว่าสามารถเรนเดอร์เฟรมต่อวินาทีได้มากขึ้น ในทางกลับกัน หากเฟรมแสดงผลได้ยากขึ้น เฟรมต่อวินาทีก็จะน้อยลง

บทบาทของ CPU ในเกมนั้นแตกต่างอย่างมากจากบทบาทของ GPU ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 2000 กระบวนการต่างๆ มากมายที่แต่เดิมดำเนินการบน CPU ปัจจุบันถูกดำเนินการโดย GPU ทำให้ CPU แทบไม่ต้องทำอะไรเลย งานที่สำคัญที่สุดของ CPU คือเพียงทำงานขั้นต่ำเหล่านี้ให้เสร็จโดยเร็วที่สุด

แต่มีปัญหาสำคัญสองประการ ประการแรก งานเหล่านี้ไม่สามารถกระจายไปยังคอร์และเธรดทั้งหมดเท่าๆ กัน ดังนั้นจำนวนคอร์ที่มากขึ้นไม่ได้หมายความว่าประสิทธิภาพดีขึ้นเสมอไป ประการที่สอง แกนประมวลผลที่ใหญ่กว่าและมีพลังในการคำนวณมากกว่าจะไม่มีประโยชน์เนื่องจากปริมาณงานเหล่านี้มีความพื้นฐานมาก ปัจจัยเหล่านี้ทำให้ความเร็วสัญญาณนาฬิกาและขนาดแคชมีความสำคัญอย่างไม่เป็นสัดส่วนสำหรับการเล่นเกม แคชช่วยลดเวลาที่ใช้ในการรอข้อมูล ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการสูญเสียประสิทธิภาพ ในทางกลับกัน ความเร็วสัญญาณนาฬิกาเป็นวิธีเดียวที่สมจริงในการเร่งความเร็วเวิร์กโหลดที่ไม่สามารถใช้ประโยชน์จากแรงม้าดิบของชิปสมัยใหม่ได้

ประสิทธิภาพการเล่นเกมของพีซีนั้นพิจารณาจาก GPU และ CPU เป็นหลัก (พื้นที่จัดเก็บข้อมูลและ RAM มักจะเป็นเรื่องรอง ปัจจัยต่างๆ) แต่ไม่ใช่ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากในช่วงเวลาใดก็ตาม ประสิทธิภาพของคุณถูกจำกัดโดย GPU หรือ ซีพียู นั่นนำไปสู่คำถามใหญ่ข้อหนึ่ง: เมื่อใดที่พีซีจะถูกจำกัดโดย CPU หรือ GPU คำถามนี้เข้าถึงหัวใจของสิ่งที่น่าสับสนที่สุดประการหนึ่งเกี่ยวกับการวัดประสิทธิภาพการเล่นเกม เนื่องจากความแตกต่างระหว่างปัญหาคอขวดของ GPU และ CPU นั้นไม่ได้เป็นไปตามสัญชาตญาณมากนัก

เมื่อพีซีของคุณมี GPU ที่จำกัด กราฟิกการ์ดจะทำงานที่หรือใกล้เคียงกับการใช้งาน 100% ซึ่งหมายถึงการใช้ทรัพยากรให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และมักจะใช้พลังงานถึงระดับสูงสุด ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถแลกเปลี่ยนเฟรมเพื่อคุณภาพของภาพและในทางกลับกัน แต่สำหรับเกมส่วนใหญ่ การตั้งค่ากราฟิกเหล่านี้จะไม่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อ CPU และแม้แต่ในเกมที่มีการตั้งค่าที่เกี่ยวข้องกับ CPU ก็มักจะมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

การเพิ่มการตั้งค่ากราฟิกไม่จำเป็นเพื่อสร้างปัญหาคอขวดของ CPU ในเกม ที่จริงแล้ว การเพิ่มการตั้งค่ากราฟิกจะทำให้คุณมั่นใจได้ว่าจะไม่มีปัญหาคอขวดของ CPU อีกต่อไป โปรดจำไว้ว่า CPU ค่อนข้างจำกัดปริมาณงานที่สามารถทำได้ และแม้ว่าจะมีน้อยก็ตาม (ถ้ามี) การตั้งค่าที่คุณสามารถปรับแต่งเพื่อเพิ่มภาระงานในเกม คุณสามารถเพิ่มอัตราเฟรมโดยการลดกราฟิกลง การตั้งค่า.

ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 2000 กระบวนการต่างๆ มากมายที่แต่เดิมดำเนินการบน CPU ปัจจุบันถูกดำเนินการโดย GPU ทำให้ CPU แทบไม่ต้องทำอะไรเลย

ปัญหาคอขวดของ CPU เป็นเรื่องง่ายหากคุณเพิ่มอัตราเฟรมไปยังจุดที่ GPU สามารถเรนเดอร์เฟรมได้มากกว่าที่ CPU จะรับมือได้ โดยพื้นฐานแล้วหมายความว่า CPU มีการจำกัดจำนวนเฟรมที่สามารถแสดงในเกมใดก็ตาม มีเพียงสองวิธีที่สมจริงในการขจัดปัญหาคอขวดของ CPU ในเกม คุณสามารถรับ RAM ที่เร็วขึ้นด้วยความถี่และจังหวะเวลาที่สูงขึ้นสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพเล็กน้อยหรือลดอัตราเฟรมลง และนี่คือตัวเลือกที่สองที่สร้างปัญหาในการเปรียบเทียบ

ลองนึกภาพผู้ตรวจสอบกำลังทดสอบ CPU สมมุติสองตัว ได้แก่ Gamma และ Zeta ในเกมที่มีงบประมาณมหาศาลและมีกราฟิกเข้มข้นเช่น หัวใจอะตอม Gamma สามารถรับได้ถึง 200 FPS ในขณะที่ Zeta สามารถรับได้ถึง 300 พวกเขาสามารถค้นพบได้ ขึ้นอยู่กับวิธีที่ผู้ตรวจสอบทดสอบ CPU และแรงแค่ไหนที่พวกเขาดันเฟรมเรตขึ้น CPU ทั้งสองมีค่าเท่ากันโดยประมาณ, Zeta มีข้อได้เปรียบเล็กน้อย หรือ Zeta เป็นผู้บังคับบัญชา ตะกั่ว. นี่คือสาเหตุที่ผู้ตรวจสอบ CPU มักมีข้อสรุปที่แตกต่างกันเกี่ยวกับประสิทธิภาพของ CPU ในเกม

ในนั้นชอบภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกพื้นฐานของการตรวจสอบ CPU ในเกม คุณต้องดันเฟรมเรตให้สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเผยให้เห็นปัญหาคอขวดของ CPU และแสดงขีดจำกัดที่แท้จริงของ CPU แต่ละตัว ซึ่งมักจะส่งผลให้เกิดเกณฑ์มาตรฐานที่ไม่สมจริง ดังที่คุณคงจินตนาการได้ ปรากฏการณ์นี้ก่อให้เกิดความขัดแย้งมาหลายปีแล้ว

ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของการเปรียบเทียบซีพียูในเกม

ผู้ที่ชื่นชอบส่วนใหญ่จะเลือกหนึ่งในสองตำแหน่งในเรื่องการวัดประสิทธิภาพ CPU ตำแหน่งแรกสนับสนุนแนวทางที่เป็นวิทยาศาสตร์มากขึ้นซึ่งจะเผยให้เห็นปัญหาคอขวดโดยไม่คำนึงถึงฉากที่สมจริง ในขณะที่ข้อที่สองระบุว่าผู้ตรวจสอบควรทดสอบในการตั้งค่าที่มีความหมายมากกว่าสำหรับผู้อ่านที่ต้องการตัดสินใจซื้อ

สำนักความคิดแต่ละแห่งมีจุดแข็งและจุดอ่อนของตัวเอง ผู้เสนอจุดยืนทางวิทยาศาสตร์ (โดยปกติจะเป็นบทวิจารณ์และแฟนๆ ของบริษัทที่มี CPU ที่เร็วที่สุด) ถูกต้องอย่างไม่ต้องสงสัย เนื่องจากแนวทางนี้เผยให้เห็นขีดจำกัดที่แท้จริงของ CPU ในการเล่นเกม อย่างไรก็ตาม พวกเขามักจะโต้แย้งว่าการทดสอบเหล่านี้ทำนายประสิทธิภาพในอนาคตได้อย่างแม่นยำ เมื่อคุณอัพเกรด GPU และจู่ๆก็มีความจุสำหรับอัตราเฟรมที่สูงขึ้น เห็นได้ชัดว่าคุณต้องการ CPU ที่ดีกว่า

ข้อโต้แย้งเกี่ยวกับประสิทธิภาพในอนาคตนี้ถูกหักล้างหลายครั้ง ในขณะที่ FX CPU ของ AMD เปิดตัวครั้งแรกด้วยผลลัพธ์ในการเล่นเกมที่ย่ำแย่เมื่อเทียบกับข้อเสนอของ Intel แต่เมื่อเวลาผ่านไป ชิปอย่าง FX-8350 เหนือกว่าจริง ๆ และแซงหน้า Core i5 เมื่อเกมเริ่มใช้คอร์มากขึ้นและ หัวข้อ นอกจากนี้ ฉันขอยืนยันว่านักเล่นเกมไม่ค่อยอัพเกรดกราฟิกการ์ดเพื่อให้ได้เฟรมเรตที่สูงขึ้นเท่านั้น นักเล่นเกมต้องการเฟรมเรตที่ดีกว่า และ การตั้งค่าคุณภาพที่ดีขึ้น รวมถึงความละเอียดที่สูงขึ้นด้วย ซึ่งจะช่วยลดโอกาสที่จะพบปัญหาคอขวดของ CPU หลังจากอัปเกรด GPU

ข้อโต้แย้งสำหรับการตั้งค่า "สมจริง" นั้นใช้งานง่ายกว่าและง่ายต่อการติดตาม แต่วาทศาสตร์ส่วนใหญ่เป็นเพียงว่า 1080p นั้นแย่แค่ไหน ทดสอบซีพียูระดับสูง ประเด็นก็คือ คุณสามารถทดสอบ CPU ระดับไฮเอนด์กับ CPU ระดับกลางหรือต่ำกว่าที่สูงกว่าได้อย่างเหมาะสมหรือไม่ ปณิธาน? ถ้าคุณมี คอร์ i9-13900Kคุณมีแนวโน้มที่จะมุ่งเป้าไปที่อัตราเฟรมที่สูงขึ้นเพียงอย่างเดียว เนื่องจากพีซีของคุณมี GPU ระดับไฮเอนด์เช่น RTX4090ในขณะที่ผู้ใช้ที่มี Core i3-13100 ไม่น่าจะตั้งเป้าไปที่ 60 FPS มากนัก เนื่องจากอาจมี GPU ระดับล่างเช่น RX 6500 XT คุณทดสอบการตั้งค่าที่สมจริงสำหรับ 13900K หรือ 13100 หรือไม่?

อย่างที่บอกไปแล้ว ผมคิดว่าค่ายที่สองนี้กำลังทำคะแนนได้พอสมควร ฉันไม่สามารถพูดได้อย่างแน่ชัดว่าผู้ใช้ทั่วไปต้องการอะไร แต่ในฐานะที่เป็นสมาชิกชุมชนนี้มาเป็นเวลานาน ฉันคิดว่าเป้าหมายส่วนใหญ่อยู่ที่ 60 ถึง 144 FPS ตั้งแต่ 60Hz และ 144Hz เป็นอัตรารีเฟรชที่ได้รับความนิยมมาก โดยมักจะมาพร้อมกับ G-SYNC หรือ FreeSync และการที่เกินกว่าอัตรารีเฟรชจะทำลายสิ่งเหล่านั้น เทคโนโลยี 144 FPS นั้นไม่ได้สูงกว่านั้นมากนักสำหรับ CPU สมัยใหม่ ดังนั้นปัญหาคอขวดของ CPU จึงมีโอกาสน้อยกว่า และด้วยเหตุนี้ การวัดประสิทธิภาพที่แสดง CPU ที่ได้รับ 300 FPS อาจไม่มีประโยชน์สำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่มากนัก

การถกเถียงนี้ย้อนกลับไปอย่างน้อยหกปี และฉันพบมันครั้งแรกเมื่อซีรีส์ Ryzen รุ่นแรกเปิดตัวในปี 2560 ผู้ตรวจสอบส่วนใหญ่ยังคงยึดมั่นในมุมมองทางวิทยาศาสตร์หรือโดยทั่วไปไม่แยแสกับฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งในการทดสอบ ในทางกลับกัน ผู้อ่านส่วนใหญ่รู้สึกไม่พอใจเมื่อแบรนด์ที่ต้องการหายไปในการรีวิว แต่พวกเขากลับหยิบยกประเด็นดีๆ ขึ้นมาบ้าง อย่างไรก็ตาม ผมเชื่อว่ามีทางสายกลางที่สามารถตอบสนองความต้องการของปรัชญาทั้งสองได้ ก วิธีการเปรียบเทียบที่ใช้ทั้งการตั้งค่าที่สมจริงและบรรลุผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้อง ผู้อ่าน

เหตุใดอัตราเฟรมจึงเป็นส่วนสำคัญของการวัดประสิทธิภาพ CPU

ฉันหลงใหลในวิธีการทดสอบและวิธีการแสดงผลลัพธ์ที่มีความหมายบางอย่างแก่ผู้อื่นมาโดยตลอด นี่เป็นการทดลองทางความคิดมากกว่าข้อเสนอที่จริงจัง และเป็นสิ่งที่ฉันใช้เพื่อความสนุกสนาน แต่ฉันกลับคิดวิธีทดสอบ CPU ของตัวเองขึ้นมาได้

เราไม่สามารถเพิกเฉยต่ออัตราเฟรมสูงสุดที่เป็นไปได้ที่ GPU สามารถทำได้ เนื่องจากเป็นตัวกำหนดวิธีการทำงานของ CPU และความสมจริงสำหรับผู้ใช้ สิ่งที่ฉันเสนอคือให้เปลี่ยนแนวคิดนี้และเลือกการตั้งค่าเพื่อให้ได้เฟรมเรตที่แน่นอน แทนที่จะตั้งค่าล่วงหน้าเฉพาะหรือตั้งค่าทุกอย่างให้ต่ำที่สุด

ต่อไปนี้เป็นวิธีการพื้นฐาน เลือก CPU ควบคุมที่จะเปรียบเทียบ CPU อื่นๆ ทั้งหมด เนื่องจาก CPU มีขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพ ชิปควบคุมจึงควรเป็น CPU ที่เร็วที่สุดที่คุณกำลังทดสอบ เช่น Core i9-13900K หรือ ไรนซ์ 9 7950X3D. จากนั้น ให้เริ่มต้นที่การตั้งค่ากราฟิกที่สูงขึ้น รันการวัดประสิทธิภาพ และปรับแต่งการตั้งค่าต่อไปจนกว่า CPU ควบคุมของคุณจะบรรลุเฟรมเรตที่คุณต้องการ ตัวอย่างเช่นในชื่อ esports เช่น Counter-Strike: Global Offensive, อัตราเฟรมที่คุณต้องการน่าจะเฉลี่ยอย่างน้อย 240 FPS ถ้าไม่สูงกว่านั้น

การตรวจสอบ CPU ควรแสดงให้เห็นว่าสิ่งใดคุ้มค่าที่จะซื้อและสิ่งที่ไม่คุ้มค่า และแม้ว่าบทวิจารณ์จะเป็นผลมาจากการทำงานหนักหลายชั่วโมง แต่ไม่ใช่ว่าการตรวจสอบทุกครั้งจะวิเคราะห์ข้อมูลอย่างมีวิจารณญาณ

เมื่อคุณพบการตั้งค่าที่ให้อัตราเฟรมที่ต้องการบน CPU ควบคุมแล้ว ให้ใช้การตั้งค่าเหล่านั้นเมื่อทดสอบชิปอื่นๆ แนวคิดคือการแสดงให้เห็นว่า CPU ควบคุมสามารถเปรียบเทียบกับ CPU ที่ช้ากว่าในทางทฤษฎีได้เร็วแค่ไหนในการทดสอบที่เป็นวิทยาศาสตร์และสมจริง สิ่งที่ผู้คนต้องการทราบคือ CPU ระดับไฮเอนด์คุ้มค่ากับเงินที่จ่ายไปหรือไม่ และวิธีการประเภทนี้ก็แสดงให้เห็นได้ดีมาก

การเปรียบเทียบประเภทนี้มีปัญหาที่ชัดเจนอย่างหนึ่ง: ต้องใช้เวลา ปรับแต่งการตั้งค่ากราฟิกและรันการวัดประสิทธิภาพจนกว่า CPU ควบคุมจะมีอัตราเฟรมที่เหมาะสม การใช้เวลานานและการไม่ใช้ค่าที่ตั้งล่วงหน้าอาจหมายถึงการเปลี่ยนการตั้งค่าส่วนบุคคลใน CPU ใหม่แต่ละตัวสำหรับแต่ละตัว เกม. นอกจากนี้ CPU และเกมใหม่จำเป็นต้องมีการปรับเทียบเพิ่มเติม ซึ่งอาจถึงขั้นที่คุณต้องทำให้ CPU ตัวอื่นควบคุม เพียงเลือกค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าหรือตั้งค่าทุกอย่างให้น้อยที่สุดก็ง่ายกว่ามาก

มีทางเลือกอื่นนอกเหนือจากวิธีการนี้ที่นำไปใช้ได้ง่ายกว่ามาก ผู้ตรวจสอบจำนวนมากทดสอบที่ความละเอียดหลายระดับเพื่อแสดงคอขวดของ CPU ที่เปลี่ยนแปลง โดยที่ 1080p จะมีปัญหาคอขวดของ CPU มากที่สุดและ 1440p หรือ 4K เป็นอย่างน้อย เทคสปอต และ อนันทเทค บางครั้งทดสอบ GPU หลายตัวเพื่อให้ได้ผลลัพธ์เดียวกัน เนื่องจาก GPU ที่เร็วกว่าจะมีอัตราเฟรมที่สูงกว่าซึ่งอาจเผยให้เห็นปัญหาคอขวดของ CPU

การวิเคราะห์มีความสำคัญมากกว่าระเบียบวิธีด้วยซ้ำ

วิธีการทดสอบที่ดีและข้อมูลคุณภาพสูงเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของสิ่งที่ทำให้การตรวจสอบมีความครอบคลุม อีกครึ่งหนึ่งเป็นการวิเคราะห์ ซึ่งก็คือเมื่อผู้ตรวจสอบแจ้งให้ผู้อ่านทราบว่าผลลัพธ์หมายถึงอะไร ผู้ใช้หลายคนสามารถตัดสินใจได้เองว่าข้อมูลหมายถึงอะไร แต่ไม่ใช่ทุกคนที่เล่นเกมพีซีจะชื่นชอบ

หากรีวิวแสดงเกณฑ์มาตรฐานโดยที่ CPU ตัวหนึ่งมีความเร็วถึง 500 FPS และอีกตัวอยู่ที่ 300 ก็ควรมีบริบทว่านั่นหมายความว่าอย่างไร หากเป็นชื่อ ESports ความแตกต่างนั้นอาจมีความสำคัญสำหรับทุกคนที่ต้องการเล่นเพื่อการแข่งขันและต้องการเฟรมเรตสูงสุด สำหรับเกมอื่นๆ ส่วนใหญ่ ความได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่นำเสนอโดย CPU ที่เร็วกว่านั้นไม่น่าจะเกิดขึ้นจริงหรือได้รับการชื่นชมอย่างเต็มที่ ฉันเคยเห็นบทวิจารณ์บางรายการแสดงเกณฑ์มาตรฐานพร้อมผลลัพธ์ประเภทนี้ในเกมเก่า ๆ และทำให้ CPU เร็วขึ้น ในขณะที่บทวิจารณ์อื่น ๆ พบว่ามีอัตรากำไรเล็กน้อยกว่ามากในการทดสอบที่สมจริงยิ่งขึ้น

ท้ายที่สุดแล้ว การตรวจสอบ CPU ควรแสดงให้เห็นว่าสิ่งใดคุ้มค่าที่จะซื้อและสิ่งใดไม่ควร และถึงแม้ว่าบทวิจารณ์จะเป็นผลมาจากการทำงานหนักหลายชั่วโมง แต่ไม่ใช่ว่าการตรวจสอบทุกครั้งจะวิเคราะห์ข้อมูลอย่างมีวิจารณญาณ ฉันขอขอบคุณผู้ตรวจสอบที่สละเวลาสักครู่เพื่อหารือเกี่ยวกับปัญหาคอขวดของ CPU และวิธีที่พวกเขาเติบโตหรือลดลงด้วยการตั้งค่า GPU และกราฟิกที่แตกต่างกัน เป็นเรื่องจริงอย่างแน่นอนที่ CPU บางตัวเร็วกว่าตัวอื่นและเป็นเช่นนั้น ดีกว่าสำหรับการเล่นเกมแต่จะไม่ชัดเจนหากนั่นหมายความว่าจะดีกว่าสำหรับผู้ใช้ทุกคน