Что является узким местом ЦП или ГП в компьютерных играх? (и как это исправить)

Bplanet / Shutterstock.com

Если вы какое-то время играли (особенно на ПК), вы, вероятно, слышали об узких местах процессора и графического процессора. Эти концепции важны для понимания производительности игры, но немногие игроки действительно знают, что они означают и как с ними бороться.

У CPU и GPU разные задачи

Хотя внутри вашего компьютера много процессоров, два из них являются наиболее важными. ЦП или центральный процессор – это универсальный процессор компьютера. Он может выполнить любую инструкцию и решить любую проблему, если вы можете выразить, как это сделать в компьютерном коде.

В видеоиграх процессор делает большую часть тяжелой работы. Это включает в себя ИИ игровых персонажей, моделирование физики в игровом мире и практически все другие аспекты кода видеоигры.

Графический процессор или графический процессор, это более специализированный процессор. Он состоит из тысяч простых процессоров, которые очень хорошо справляются с определенным типом математики, используемой для рисования (рендеринга) изображений на вашем экране.

Видеоигры сильно зависят от обоих типов процессоров, хотя есть тенденция сосредотачиваться на графическом процессоре и бесконечной гонке за создание более четких и сложных изображений.

Итак, что такое узкое место?

https://www.shutterstock.com/image-photo/multicolored-knotted-plastic-cables-als-symbol-1684395670

Узкие места понять просто. Если вы работаете с командой людей и все вы работаете на время, чтобы что-то создать, вы никогда не сделаете это быстрее, чем самый медленный член команды.

По сути, это узкое место. Самый медленный компонент, задействованный в работе, ограничивает скорость выполнения этой работы. В обычных вычислениях почти все может быть узким местом. Например, если ваша оперативная память не может передать информацию вашему процессору достаточно быстро, процессор будет простаивать в ожидании. В этом случае узким местом является оперативная память. В идеале производительность различных компонентов вашего компьютера сбалансирована, чтобы ни один из них не тратил время в ожидании другого. Однако в реальном мире это всего лишь идеальная, а не реальная цель.

Почему узкие места влияют на производительность игры?

Основной показатель, по которому измеряется производительность игры, – это FPS или Кадров в секунду. Это количество дискретных изображений, которые игра может отобразить за одну секунду. Сегодня желательной целью является 60 кадров в секунду, при этом 30 кадров в секунду часто считаются минимальным уровнем производительности, прежде чем станут очевидными серьезные проблемы с воспроизведением.

Каждый кадр, создаваемый игрой, является конечным результатом «конвейера рендеринга», что означает, что для рисования изображения задействована серия шагов. Представьте себе художника, который начинает с карандашного наброска, а затем рисует последовательные слои деталей и объектов, пока не будет получено окончательное изображение. А теперь представьте, что группа художников работает над одной и той же картиной, но у каждого есть своя работа. Некоторые могут выполнять свою работу параллельно, в то время как другим приходится ждать результатов другого художника, прежде чем добавлять свои собственные.

Если вы хотите отображать на экране 30 кадров в секунду, конвейер рендеринга имеет ограничение по времени около 33 миллисекунд для завершения каждого кадра. Если вы хотите показывать 60 кадров в секунду, у вас есть только половина этого количества времени. Некоторые современные видеоигры работают с частотой кадров 120 кадров в секунду и выше. Делая это, вы сокращаете время на рендеринг полного от до однозначных миллисекунд!

Если ваш процессор может вносить только свою часть конвейера рендеринга достаточно быстро, чтобы производить 30 кадров в секунду, то не имеет значения, насколько быстрым или мощным является графический процессор. Обратное также верно. Оба компонента должны выполнить свои обязанности по конвейеру рендеринга в отведенное время, иначе у вас возникнет узкое место, ограничивающее производительность игры до того компонента, который является самым медленным.

Признаки узкого места ЦП или узкого места графического процессора

Обнаружить узкое место в игре несложно. Вам понадобится программное обеспечение для отображения показателей производительности во время игры. Вы можете использовать ярлык Win + G для вызова встроенных мониторов производительности в Windows 10 или поискать одну из множества сторонних альтернатив.

Какой бы измеритель производительности вы ни использовали, вот некоторые общие практические правила:

• ЦП на 99-100%, с графическим процессором ниже 99-100%: узкое место ЦП.
• Графический процессор на 99-100%, с CPU ниже 99-100%: Нормальный, если производительность не ниже целевой частоты кадров, тогда это узкое место графического процессора.
• Объем видеопамяти 99–100%: объем видеопамяти может быть переполнен, что приведет к возникновению узких мест, поскольку данные передаются на гораздо более медленный жесткий диск или твердотельный накопитель.
• RAM на 99-100%: так же, как переполнение VRAM, может происходить замедление при перемещении данных в файл подкачки и из файла подкачки.

Мы должны подчеркнуть, что если ваша игра постоянно работает с целевой частотой кадров и желаемыми уровнями детализации, то ни одно из этих чисел не имеет значения. Только когда ваша игра влияет на производительность, она становится вообще актуальной.

Разные игры, разные узкие места

https://www.shutterstock.com/image-photo/istanbul-turkey-13-august-2019-simulation-1485783266

Важно отметить, что ваша система может иметь узкое место в одной игре, но не в другой. С другой стороны, две игры могут совершенно по-разному создавать узкое место для компьютера. Различные игровые движки и жанры оказывают давление на разные части системы. Например, в больших играх с открытым миром или в играх, предлагающих высокореалистичное моделирование, ваш процессор может сильно сокрушиться, в то время как в ярких коридорных шутерах загрузка процессора небольшая, но для вашего графического процессора много работы.

Советы по устранению узких мест в играх

В зависимости от типа узкого места есть ряд вещей, которые вы можете попытаться решить. Разумеется, бесплатного обеда здесь нет. Чем-то придется пожертвовать во имя производительности, но общее впечатление должно быть лучше.

Если вы собираете новый ПК или модернизируете существующий, важно объединить ЦП и ГП вместе, чтобы получить сбалансированный уровень производительности. Мы знаем, что это не поможет вашему текущему компьютеру, но это отличный совет, который следует иметь в виду на будущее.

Если у вас есть узкое место в ЦП, попробуйте снизить настройки в игре, которые непропорционально сильно влияют на ЦП. Например, более низкая точность физики или плотность толпы могут снизить нагрузку на процессор.

Хотя это может показаться нелогичным, рассмотрите увеличение нагрузка на ваш GPU, когда у вас узкое место в CPU. Увеличивайте настройки, пока ваш графический процессор не будет загружен на 100%. Это позволит графическому процессору задавать темп и даст ЦП передышку. Это не означает, что вы увеличите частоту кадров, но, по крайней мере, вы получите наилучшее качество изображения, которое ваша система может производить при заданной частоте.

Если у вас узкое место в ЦП, вы также можете рассмотреть возможность установки ограничения частоты кадров. Опять же, это не позволит вам достичь более высокой частоты кадров, но, снизив предел до уровня, при котором ЦП не полностью загружен, вы можете уменьшить или устранить заикание и сделать игру более удобной.

Если вы ограничены графическим процессором, хорошая новость заключается в том, что это легко исправить. Графика может масштабироваться не так, как задачи ЦП. Вы можете получить большую выгоду, снизив разрешение или уменьшив графические настройки на несколько ступеней. Обычно вы можете найти руководства по оптимизации для своей игры, в которых выделяются настройки, оказывающие наибольшее влияние на производительность.

Узкие места в играх всегда будут оставаться горячей темой, и их может быть сложно решить, но, проявив немного терпения, вы обычно можете найти правильный баланс настроек, который лучше всего работает с вашим оборудованием.