Примерно с 2017 года производители процессоров с каждым новым поколением стараются не только повысить IPC, но и увеличить количество ядер у процессоров. Какие же решения нужны для комфортного гейминга теперь? Точно ли необходим топовый процессор, или существуют более компромиссные варианты?
Введение
Именно 2017 год ознаменовал отказ от устоявшейся на протяжении многих лет парадигмы, что четырех ядер и восьми потоков хватит всем. В основном это было связано с планируемым выходом новых консолей PlayStation 5 и Xbox Series X, которые в своем распоряжении имеют 8 ядер и могут одновременно обрабатывать до 16 потоков. А так как большинство разработчиков игр в первую очередь ориентированы именно на консоли, оптимизировать свои продукты они будут под их технические характеристики. Безусловно, после портирования игры с консоли на ПК требования к железу могут немного измениться, но общая тенденция к распределению нагрузки между все большим количеством ядер становится более заметна и среди разработчиков игр для ПК. Достаточно просто взглянуть на системные требования к новинкам, где на данный момент все чаще в рекомендованных настройках встречаются именно 8-ядерные процессоры.
Но сколько на самом деле ядер/потоков нужно процессору, чтобы считаться игровым?
На сегодняшний день флагманские десктопные решения компаний Intel и AMD могут одновременно обрабатывать до 32 потоков, хотя подход к конфигурации этих самых потоков у компаний немного разный.
Intel, например, в данном вопросе пришла к гетерогенной конструкции и решению использовать два разных типа ядер: P-производительных и E-энергоэффективных.
Однако в таком подходе есть определенные сложности. Раньше не имело значения, какое ядро использует игра или программа, так как все ядра были одинаковые. Неверное же распределение нагрузки между P и E-ядрами может привести к проблемам с производительностью.
AMD, напротив, осталась верна классическому строению, где все ядра одинаковые, а операционной системе с игрой не нужно задаваться вопросами о том, какие ядра использовать. Именно по этой причине для материала о том, сколько ядер необходимо современным играм, мы взяли флагманский процессор Ryzen 9 7950X от компании AMD.
Как тестировали?
Процессоры Ryzen 7000 серии имеют чиплетное строение (состоят из нескольких кристаллов): чиплет IOD с контроллерами интерфейсов и CCD-чиплеты с ядрами.
В одном CCD располагается до 8 ядер c поддержкой технологии SMT — Simultaneous Multi-Threading, аналог технологии Hyper-Threading от компании Intel. У флагманской модели Ryzen 7950X в распоряжении имеются два ССD по восемь ядер в каждом, что и дает нам в сумме 16 ядер и 32 потока.
Но так как чиплеты CCD могут работать только с равным количеством активных ядер, либо только с одним активным CCD — это в свою очередь накладывает некоторые ограничения на итоговые комбинации для тестирования.
Таким образом попеременным отключением ядер в CCD и второго CCD мы сэмулируем все доступные на данный момент процессоры Ryzen 7000 серии и даже сделаем тесты еще не вышедшего 7000 Ryzen c четырьмя ядрами и поддержкой SMT. В дополнение к этому для каждой из получившейся конфигурации мы повторим тест с отключенным SMT.
Для чистоты эксперимента все ядра были зафиксированы на одинаковой частоте — 5200 МГц, чтобы автоматика не вмешивалась в наше исследование.
Остальной тестовый стенд выглядит следующим образом:
Материнская плата: Gigabyte B650 DS3H (Rev. 1.0) (AMD B650, Socket AM5, AMD AGESA 1.0.0.7 C версия Bios F22b);
Оперативная память: Patriot Viper Xtreme 5 RGB DDR5-7600 CL38 итого 2x16 Гб;
Видеокарта: Gigabyte GeForce RTX 4080 @ Core 3000 МГц;
Система охлаждения: Noctua NH-U12A;
NVMe № 1 накопитель: Samsung 980 PRO 512 GB под операционную систему и программы;
NVMe № 2 накопитель: Gigabyte AORUS Gen5 10000 2 TB под игры;
Блок питания: Corsair HX750i Platinum, 750 Вт.
Также частота памяти была поднята до 6400 МГц с максимально настроенными таймингами, чтобы исключить влияние и самой памяти.
Тесты
Прежде чем приступать непосредственно к тестированию в играх, давайте проверим, как изменение количество ядер и потоков отразится на производительности в синтетических бенчмарках.
Результаты в бенчмарке Cinebench имеют почти линейную зависимость от количества активных ядер и потоков: чем больше, тем лучше.
В многопоточном тесте CPU-Z результаты очень похожи, при этом однопоточная производительность во всех конфигурациях практически одинаковая, и в этом совершенно нет ничего странного.
В многопоточных тестах Cinebench и CPU-Z можно заметить довольно интересную зависимость между конфигурациями. Так, 16 ядер без SMT немного хуже, чем 12 ядер с SMT. При этом 12 без SMT, напротив, выигрывают у 8 ядер с SMT. И эта зависимость прослеживается и далее в конфигурациях 8/8 и 6/12.
Полученные результаты сразу идут в разрез с тем, что мы видели ранее в синтетических бенчмарках. По всей видимости данная игра довольно хорошо оптимизирована и больше 4 реальных ядер ей не нужно. При этом потоки (SMT) особой роли не играют в плане производительности, и, пожалуй, больше даже мешают. Ведь отключение SMT позволит немного поднять производительность. Впрочем, и однозначно утверждать о том, что этой игре не нужно больше четырех физических ядер, тоже нельзя, ведь средний fps на конфигурации 4/4 составляет больше 300 кадров. Но если обратить внимание на показатели 1 %, то можно заметить, что у конфигурации 6/6 они увеличились на 26 % по сравнению с конфигурацией 4/4, тогда как средний FPS вырос чуть более чем на 15 %. При этом наилучшая производительность в игре достигается на конфигурациях из 8, 12 и 16 ядер без SMT.
Как бы это странно ни звучало, но количество ядер для Dota 2 имеет довольно важное значение. Как и в случае с Counter-Strike 2, важны не потоки, а именно физические ядра, так как конфигурации с отключенным SMT абсолютно во всех сценариях показывают немного более хорошую производительность. При этом масштабирование производительности наблюдается вплоть до конфигурации 16/16, то есть игра вполне может задействовать все 16 потоков.
Если взглянуть на скриншоты, то можно заметить, что нагрузка распределяется именно между 16 потоками. Но интересно тут немного другое: если в конфигурации 16/16 задействованы два CCD, то в конфигурации 16/32 операционная система отдает предпочтение только первому ССD и SMT. В итоге возникает резонный вопрос: за счет чего идет увеличение производительности в конфигурациях с количеством ядер больше 8/16? Пока напрашивается только один вывод — это влияние памяти, вернее увеличение пропускной способности при двух активных ССD, хотя это еще и предстоит проверить.
Если ранее мы говорили, что SMT негативно влияет на производительность, то в игре Cyberpunk 2077 виртуальные потоки способны повысить производительность более чем на 30 %, но при условии, что самих ядер недостаточно. Так, например, при переходе от конфигурации 4/4 к конфигурации 4/8, SMT позволяет получить на 28 % больше производительности. Переход с конфигурации 6/6 на 6/12 поднимает производительность на 24 %, а у конфигурации 8/8 по сравнению с 8/16 рост производительности составляет 21 %. Однако дальнейшее наращивание потоков уже отрицательно сказывается на производительности. Приходим к выводу, что данная игра оптимизирована под 16 потоков, и по этой причине конфигурации 8/16 и 16/16 показывают в ней наилучшие результаты.
В игре Alan Wake 2 количество ядер и потоков у процессора практически никак не сказывается на производительности. Конфигурация 4/4 способна выдать порядка 100 кадров, и единственное, что для этого требуется, — достаточно производительная видеокарта. В плане оптимизации это, похоже, самая лучшая игра из протестированных, если бы не негативное влияние SMT. Оно невелико, но все же присутствует.
В игре Baldur’s Gate III с оптимизацией тоже все достаточно неплохо: рост производительности наблюдается до конфигурации 8/16. Однако в дальнейшем SMT оказывает уже больше негативное влияние на показатели 1 %. Хотя, изначально при недостаточном количестве ядер наличие SMT положительно влияло на производительность. По всей видимости игра наилучшим образом оптимизирована именно под 6- и 8-ядерные процессоры, но и на 4-ядерном процессоре играть будет вполне комфортно.
Как бы ни ругали Starfield, но с оптимизацией в плане распределения нагрузки у него все довольно неплохо. Правда, только в конфигурации до 8 ядер и 16 потоков (8/16). И даже SMT работает вполне прилично: конфигурации 6/6 и 4/8 выдают идентичный результат производительности, а 6/12 даже лучше, чем 8/8. Подобное мы наблюдали только в хорошо оптимизированных многопоточных синтетических бенчмарках.
Однако увеличение количества потоков больше 16, наоборот, негативно сказывается на производительности. И только отключение SMT у конфигурации 16/16 позволяет вернуть все на свои места. Наглядный примерно, что больше — не всегда значит лучше. Игра явно оптимизировалась под восьмиядерные процессоры и не умеет работать с большим количеством потоков.
С игрой Hogwarts Legacy все очень неоднозначно. С одной стороны, конфигурация всего с 4 ядрами способна обеспечить вполне комфортные 60 кадров, при этом увеличение количества потоков положительно сказывается на производительности вплоть до конфигурации 8/16. Но вот дальнейшее увеличение количества потоков влияет на производительность уже негативно.
При этом после отключения SMT можно получить небольшое увеличение производительности. Больше 8 ядер игре точно не нужно, а с учетом прибавки менее пары процентов в сравнении с конфигурацией 6/12 ей и их будет более чем достаточно.
Но все игры разные, как и требования к процессору у них. К примеру, Cities Skylines II способна утилизировать все доступные потоки процессора, и от этого есть положительный эффект. Если внимательно присмотреться к результатам, то можно увидеть зависимость, подобную которой мы наблюдали в синтетических бенчмарках Cinebench и CPU-Z.
В Виду ограничения фотоматериалов
