hur många CPU-kärnor behöver du för bra PC-spel?
tillbaka på dagen var det en fråga om arkitektur och klockhastighet att ta reda på vilken PC-processor som var bättre för spel. Mer megahertz på en snabb CPU-arkitektur innebar i allmänhet också att CPU skulle vara bättre för en hel mängd uppgifter, förutom spel, jämfört med ett lägre klockat chip. En Intel Pentium II 450 MHz var snabbare än en Pentium II 366 MHz, och det var inte mycket debatt om det. Först AMD, och senare Intel, bröt sig bort från denna enkla ekvation genom att skapa modellfamiljer och nivåer inom dessa familjer. Multi-core processorer föddes, integrera två (eller flera) oberoende processorkärnor på ett enda chip, men absolut inte alla spel var multi-processor medvetna.
dessa dagar körs nästan alla processorer vid eller nära den trasiga kanten av deras klockhastighetsfunktioner. AMDs nuvarande Zen 3-familj har fyra CPU-modeller åtskilda av bara 300 MHz, vilket visar sig vara runt en mager sex procentenheter. En Ryzen 5 5600X har sex kärnor med 12 hårdvarutrådar och en maximal klockhastighet på 4, 6 GHz medan Ryzen 9 5950x har mer än två gånger kärnorna och trådarna, 16 respektive 32, men maximerar vid 4, 9 GHz. Är en Ryzen 9 5950x mer än dubbelt så snabb i spel? Återigen, förutsatt att det inte finns några andra flaskhalsar i systemet, är det svårt att säga. Som du kan föreställa dig är inte alla spelmotorer byggda för att fullt ut utnyttja 32 trådar, men det är där den här artikeln är ganska praktisk för att hjälpa dig att sortera ut saker.
flaskhalsar, ett balanserat System och hur många CPU-kärnor du faktiskt behöver
att bygga en spel-PC är en övning för att lindra flaskhalsar. Om en processor är för långsam kan den inte driva ett grafikkort till sin fulla potential och lämna prestanda på bordet. Det skulle vara oklokt att sätta en Core i3-klass CPU i en spel-PC med en GeForce RTX 3090, eftersom den är obalanserad och mycket GPU-prestanda kommer att bli outnyttjad. På samma sätt, om vi bara fyller en minneskanal, kan en mycket snabb processor svältas för minnesbandbredd. I den andra änden av spektrumet kommer nedre grafikkort som försöker köra en 4K-skärm med sin ursprungliga upplösning sannolikt att vackla. Dessa överväganden är varför vi tidigare har publicerat systembyggnadsguider på HotHardware. Balanserade system bygger göra det mesta av din beräkna, minne, grafik och rendering resurser.
frågan vi ställer här är dock ganska enkel. Hur många kärnor räcker för en spel-PC? Först och främst är det meningslöst att fråga detta utan att också veta målåtergivningsupplösningen. Vi fokuserar här på 1,920×1, 080 (1080p Full HD) och 2,560 x 1,440 (1440p eller Quad HD). Dessa är överlägset de två mest populära upplösningarna enligt Steams PC-hårdvaruundersökning, med 1080p som representerar hela två tredjedelar av alla datorer med den seminala onlinespelbutiken installerad.
Cyberpunk 2077 är välkänt för sin förmåga att tugga igenom många CPU-trådar
på samma sätt är inriktning på en upplösning stor, men grafikkortet är också ett övervägande eftersom det kanske inte kan hantera rendering vid skärmens ursprungliga upplösning. Tyvärr har brister gjort grafikkort svåra att få, och vi är inte blinda för det faktum. Ändå, för att detaljera en exakt bild för framtiden, tittar vi på nuvarande modell GPU: er. Baserat på deras lansering MSRP representerar $500-550 GeForce RTX 3070 och $679-700 Radeon RX 6800 XT två något olika segment av marknaden, men båda upptar fortfarande den högre delen av grafikkortskalan. Ja, Vi vet att de är väldigt svåra att få på MSRP, men det är för närvarande en konstant vi inte har kontroll över, och vi svarar på vetenskapliga frågor här.
på följande sidor kommer vi att svara på frågan om hur många CPU-kärnor är tillräckligt fyra sätt: vid 1080p med GeForce RTX 3070 och Radeon RX 6800 XT, och vid 1440p med samma kort. Vi kommer också att ta en förkortad titt på 3, 840×2, 160 (2160p, UltraHD / 4K). Men även med de spel och grafikkort vi har valt här kommer 4K-spelprestanda att dikteras av grafikkortet mycket mer än CPU, även 2021 med dessa relativt kraftfulla grafikkort.
bygga vår testbänk
vi testar ett brett utbud av processorkonfigurationer. För att göra detta vände vi oss till två olika processorer från AMDs avancerade Ryzen 5000-familj. Ryzen 7 5800x har åtta kärnor, 16 trådar via symmetrisk multi-threading och en maximal boostklocka på 4.7 GHz. Ryzen 9 5900x har 12 kärnor, 24 trådar och en något högre boost-klocka vid 4, 8 GHz. ASUS TUF Gaming X570-Plus (Wi-Fi) tillåter oss att inaktivera kärnor, multi-threading och till och med en hel chiplet på Ryzen 9 5900x så för de flesta av våra tester använde vi det. Men eftersom dess formar är begränsade till sex kärnor per bit, använde vi Ryzen 7 5800x för vår 8C/16T-konfiguration. 100 MHz-skillnaden i maximal boosthastighet är nästan helt förlorad i bruset, även om dual-die Ryzen 9 5900x har dubbelt L3-cachen.
resten av vårt testsystem är ganska standard PC-entusiastpris. Huvudminnet är 32 GB Corsair Vengeance LPX DDR4-3600 RAM i en 2 x 16 GB-konfiguration. Våra testämne spel installerades på en 1 TB WD Blue SN550 M. 2 SSD, medan startenheten hanterades av en 1 TB Sabrent Rocket 4.0 M. 2 SSD. Vår strömförsörjning är en Corsair RM 750X ATX, vår kylare är ett Deepcool Castle 280ex, och hela systemet lever i en Fractal Design Meshify S2 med sin lagerfläktkonfiguration.
våra testmetoder för spelprestanda
när det gäller själva spelen letade vi efter en fin samling av senaste PC-exklusiva och plattformsoberoende trippel-A-titlar, av vilka vi har granskat mycket tidigare. Vi slutade med 11 riktmärken över nio titlar:
- aska av singulariteten: Upptrappning
- Sid Meiers civilisation VI
- Cyberpunk 2077
- FarCry New Dawn
- Gears 5
- Middle Earth: Shadow of War
- Metro Exodus
- Shadow of the Tomb Raider
- Watch Dogs: Legion
varje test kördes på alla sex olika kärnantal och SMT-konfigurationer. Det inkluderar 12, 8, 6 och 4 kärnor med SMT aktiverat, och igen med 6 och 4 kärnor utan SMT. Detta ger oss en titt på 4, 6, 8, 12, 16, och 24 hårdvarutrådar. Om du ännu inte har gjort matten fungerar det att vara 264 totala datapunkter och minst 792 benchmark-körningar. Vi körde också ett par av våra mer intressanta resultat på 4K för att se om grafikkorten blev en flaskhals. Data kan vara roligt, så vi hoppas att du njuta av kopiösa mängder information!
hur många kärnor räcker för 1080p-spel?
vi kommer att titta på och analysera våra resultat genom upplösning, snarare än genom spel, på grund av effekten rendering arbetsbelastning har på både CPU och GPU efterfrågan. Så med det i åtanke börjar vi med vår lägsta upplösning, som borde avslöja skillnaderna mellan kärnkonfigurationer mest.
Ashes of the Singularity har varit ett showcase-spel för AMD genom åren. Tillbaka i de tidiga GCN-dagarna har modeller som Radeon HD 7950 en fördel jämfört med NVIDIA-grafikkort i detta spel på grund av DirectX 12: s asynkrona beräkningsfunktioner, vilket fungerade bättre på AMD-hårdvara. Dessa dagar är det fortfarande ett ganska rejält riktmärke för processorer med två olika riktmärken. Låt oss ta en titt på den senaste versionen, kallad Escalation.
i det GPU-fokuserade testet får vi fyra värden per konfiguration: genomsnittet i bilder per sekund, och även hur spelet utfördes med olika ”satser” av dragningsanrop. Lättare-eller förmodligen mindre-partier av dragningsanrop tenderar att prestera bättre än mer ansträngande partier. Det finns definitivt ett” knä ” av sorter i våra Diagram, där fler kärnor ger dig mycket prestanda, men att förlora hårdvarutrådar på en viss nivå börjar få ett riktigt drag på prestanda.
här kan vi omedelbart se att en fyrkärnig processor är en prestandaavlopp på både vår GeForce RTX 3070 och Radeon RX 6800 XT. Det är mycket värre utan SMT (symmetrisk Multi-Threading) också. Sammantaget verkar den söta platsen i detta riktmärke på 1080p vara 12 trådar. Om vi tittar på vår 6-core / 12-trådkonfiguration som en simulerad Ryzen 5 5600x, hjälper det oss att lägga lite perspektiv på det. Det är en ganska mellanklassprocessor med potent enkelgängad prestanda och mycket multi-threaded grunt.
speciellt om du vill få ut det mesta av en 1080p-skärm med hög uppdatering, är det vettigt att få mer än det minsta antalet kärnor. Både GeForce RTX 3070 och Radeon RX 6800 XT fastnade någonstans i 70 FPS-intervallet i genomsnitt, även om Radeon var något snabbare. Vi förväntar oss att med tanke på (MSRP) prisskillnaden mellan de två. Låt oss se hur det CPU-fokuserade testet går.
återigen ser vi ett knä i graferna, och det är väldigt uppenbart här att medan sex kärnor räcker, behöver det verkligen lite SMT för att komma hela vägen dit. Prestanda fall-off vid 4C / 4T är särskilt stark. Oavsett, väggen vi träffar på 6C / 12t är en full 36% snabbare än vår lägsta konfiguration.
Nästa upp är Sid Meiers Civilization VI, en titel som vid lanseringen var känd för att vara lite av en CPU hog, åtminstone när det gäller CPU-icke-spelare vändtider som tar ett tag. Spelet har två riktmärken, precis som AotS, och igen är de separerade mellan CPU och GPU-funktioner. Låt oss ta en titt på AI turn-time test först…
dessa resultat är ganska oväntade. Det verkar som om Civ VI är mycket begränsad i antalet trådar som den kommer att använda när det gäller att ta sina AI-svängar. Vi hade hoppats att fler trådar innebar mer samtidiga simuleringar medan det tänkte, men tydligen är 4C/4t tillräckligt för att göra sin sak. Vad som är mer underhållande är hur mycket grafikkortets arkitektur påverkar CPU-svängtider. Vi förväntade oss inte att det senaste rDNA 2-chipet i Radeon RX 6800 XT skulle lägga till cirka 10% ytterligare svarstid på varv. Det är inte som att någon av dessa är långsamma i sig, det var bara oväntat.
grafiktestet I Civilization VI är mycket mer CPU-beroende än AI-testet, intressant nog. Dessa diagram har mer av en trappstegseffekt för dem, vilket får oss att tro att spelet inte effektivt utnyttjar AMDs SMT-trådar, något som Cyberpunk 2077 berömt undvikit vid lanseringen. På båda våra grafikkort på 1080p skulle vi maximera de flesta höguppdaterade bildskärmar med en låg 4C/4t-processor, men om du behöver alla möjliga ramar för att kunna spela Civ på en 1080p 240 Hz-skärm, bör du ponny upp för en Ryzen 7 5800x eller något liknande.
Nästa upp är Cyberpunk 2077. Vi har gjort mycket racket om prestanda i den här titeln, som täcker prestanda på djupet både vid lanseringen och efter den första stora patchen. Titeln har haft några fler uppdateringar sedan dess, och är nu upp till version 1.22. Tyvärr finns det fortfarande buggar och bilar visas fortfarande ur luften för att köra oss över i en stadsövergång. Låt oss se hur den här titeln skalar ner till en låg icke-SMT quad core.
denna titel skalar mycket bra upp till 12 kärnor och 24 trådar på Radeon RX 6800 XT, men mindre så på GeForce RTX 3070. Det verkar som om CD Projekt Red äntligen har tagit upp prestandaförbättringarna som flera binära hackar exponerade och bara aktiverade SMT för alla processorer. Det är särskilt uppenbart i fyrkärnfästet längst ner i varje diagram, där GeForce RTX 3070 har en 25% uptick bara genom att aktivera extra trådar. Radeon RX 6800 XT påverkas på samma sätt, men förändringen är närmare 12% vid 1080p. i den höga änden beror hur många kärnor som är tillräckligt på din bildskärm, eftersom en 60Hz-spelare kan klara sig på 4c / 8T, om vi tittar på de låga bildhastigheterna, medan spelare som har högre uppdateringsfrekvenser kommer att få mer från varje steg upp i kärn-och trådantalsstegen.
Undersök ramtider och effekten av CPU-kärna och Trådantal
Låt oss ta en kort paus från genomsnittliga och låga bildhastigheter för att titta på ramtider ett ögonblick. Vi vet att 4C / 4T-konfigurationen är den långsammaste av dem alla, men hur känns det? Eftersom Cyberpunk 2077 är vårt ensamma manuella test, och eftersom vi fångar våra manuella tester med CapFrameX, kan vi titta på enskilda ramtider. Vi behövde gräva djupare i spelets prestanda. I genomsnitt 83 FPS verkar ganska bra för 4 kärnor, men det kändes inte så smidigt i praktiken. Vad ger?
Detta är faktiskt ganska pedagogiskt. Trots en genomsnittlig bildhastighet på 83 spenderade spelet väldigt mycket tid med enskilda ramar som spikade förbi 20 millisekundsmärket. Förresten motsvarar 20 millisekunder en bildhastighet på 50 fps. All denna” yo-yo ” – rörelse gör att spelet känns som att det inte går särskilt smidigt. På vår FreeSync monitor, det kändes lite nervös, fastän. Normalt förhindrar FreeSync rivning och gör att lägre bildhastigheter känns smidiga, men det är bara inte möjligt när spelet tankar och återhämtar sig upprepade gånger. Låt oss ta en titt på en av våra 12 C / 24 T-körningar i jämförelse.
Detta är mycket smidigare, och det visar i den låga bildhastighet som rapporterats av CapFrameX i våra bildfrekvensdiagram ovan. Det finns lite hoppning över 20 millisekunder, men cyberpunks ramtider ligger i allmänhet under 14 millisekunder eller så, vilket resulterar i en låg bildhastighet (vilket är Kapramen X 1% låg) på över 70 FPS. Spelet kändes mycket smidigare på detta sätt. Så det här är definitivt något att tänka på: bara för att en genomsnittlig bildhastighet indikerar att den går bra betyder det inte att en viss speltitel verkligen går så smidigt som bildhastigheten antyder. En genomsnittlig FPS är en enda datapunkt som representerar tusentals ramar, och kan inte tas som den slutliga bedömningen av jämnhet. Ett ramtidsdiagram som detta är dock en bättre indikator.
Håll dig med oss, eftersom vi bara är ungefär halvvägs genom vår första upplösning. Nästa upp kommer vi att träffa resten av våra 1080p-tester och gå vidare till QHD 1440p.