期待已久的Ryzen 7000X3D系列来了,大家一致认为Ryzen 9 7950X3D是最快的游戏CPU…但是减少了多少呢?这是一个很难回答的问题,因为评论到处都是。一些出版物发现,7950X3D几乎没有比英特尔酷睿i9-13900K快,而其他出版物则发现利润率超过10%。这并不是说评论者测试的是完全不同的游戏,在Cinebench R23等非游戏基准测试中,所有测试的分数都差不多,误差只有一个百分点。
这并不是评论者第一次对游戏cpu的运行速度产生分歧。事实上,几乎每个CPU都会发生这种情况,无论它是否具有花哨的3D V-Cache。在非游戏基准测试中,我们并没有看到gpu、ssd甚至cpu的评论有如此大的差异。那么到底是怎么回事呢?这最终归结为游戏中cpu的独特行为以及不同审查所使用的不同测试方法。
CPU瓶颈的奇怪情况
现代gpu有数百到数万个内核。这些核心非常灵活,非常适合处理难以扩展的工作负载。这意味着最好的游戏gpu可以处理导致不同视觉质量和每秒帧数的图形设置。降低分辨率等图形设置可以使渲染帧的数学计算更容易,这意味着每秒可以渲染更多帧。另一方面,如果帧更难渲染,每秒制作的帧就会更少。
CPU在游戏中的角色与GPU有很大的不同。自21世纪初以来,许多原本在CPU上执行的进程现在由GPU完成,使得CPU可以做的事情相对较少。CPU最重要的任务就是尽快完成这些最小的任务。
但有两个主要问题。首先,这些任务不能均匀地分布到所有的内核和线程上,所以更多的内核并不总是意味着更好的性能。其次,更大的核和更强的计算能力是没有用的,因为这些工作负载是如此基础。这些因素使得时钟速度和缓存大小对游戏格外重要。缓存减少了等待数据的时间,这是造成性能损失的一个重要因素。另一方面,时钟速度是加速无法利用现代芯片原始马力的工作负载的唯一现实方法。
PC的游戏性能主要由GPU和CPU决定(存储和RAM通常是次要因素),但不是同时决定的,因为在任何给定时刻,你的性能要么受到GPU的限制,要么受到CPU的限制。这自然引出了一个大问题:什么时候PC会受到CPU或GPU的限制?这个问题实际上触及了游戏基准测试中最令人困惑的事情之一的核心,因为GPU和CPU瓶颈之间的区别并不是很直观。
当你的电脑GPU有限时,显卡将以或接近100%的使用率运行,这意味着使用尽可能多的资源,通常会达到最大功耗。这意味着你可以用框架换取视觉质量,反之亦然。但对于大多数游戏来说,这些图像设置并不会直接影响CPU,甚至在具有CPU相关设置的游戏中,通常也只有少数几个。
在游戏中,增加图形设置并不是造成CPU瓶颈的必要条件。事实上,增加图形设置实际上可以确保您永远不会看到CPU瓶颈。请记住,CPU所能完成的工作量是非常有限的,虽然你可以调整的设置很少(如果有的话)来增加游戏中的工作量,但你可以通过降低图形设置来提高帧率。
自21世纪初以来,许多原本在CPU上执行的进程现在由GPU完成,使得CPU可以做的事情相对较少。
如果你将帧率提高到GPU可以渲染的帧数超过CPU可以处理的帧数,那么遇到CPU瓶颈是很简单的。这基本上意味着CPU在任何给定游戏中可以显示的帧数是有限的。只有两种可行的方法可以消除游戏中的CPU瓶颈。你可以用更高的频率和时间来获得更快的RAM,以获得较小的性能提升或更低的帧率——这是第二个选项,它会给基准测试带来问题。
假设一个评论者正在测试两个假设的cpu, Gamma和Zeta。在像《原子之心》这样的大预算、高图像强度游戏中,Gamma可以达到200 FPS,而Zeta可以达到300 FPS。根据评论者测试cpu的方式以及他们提高帧率的力度,他们可能会发现两个cpu大致相等,Zeta有轻微的优势,或者Zeta有明显的领先优势。这就是为什么CPU评论者经常会对游戏中的CPU性能得出不同的结论。
这就是审查游戏中cpu的基本困境。您需要尽可能地提高帧率以暴露CPU瓶颈,从而显示每个CPU的真实限制,这通常会导致不切实际的基准测试。你可以想象,这一现象多年来一直引起争议。
在游戏中测试cpu的困境
当涉及到CPU基准测试时,大多数爱好者会采取两种立场之一。第一种观点主张采用一种更科学的方法,在不考虑实际设置的情况下暴露瓶颈,而第二种观点认为,审稿人应该在对想要做出购买决定的读者更有意义的设置上进行测试。
每种思想流派都有其优点和缺点。科学立场的支持者(通常是拥有最快CPU的公司的评论和粉丝)无疑是正确的,因为这种方法揭示了CPU在游戏中的真正限制。然而,他们也经常争辩说,这些测试准确地预测了未来的表现。当你升级你的GPU并突然拥有更高帧率的能力时,你显然想要一个更好的CPU。
这种关于未来表现的论点已经多次被揭穿。虽然与英特尔的产品相比,AMD的FX cpu最初在游戏中的表现不佳,但随着时间的推移,FX-8350等芯片实际上取得了进展,甚至超过了Core i5,因为游戏开始使用更多的内核和线程。此外,我认为玩家很少纯粹为了更高的帧率而升级显卡。玩家想要更好的帧率和更好的质量设置,包括更高的分辨率。这减少了GPU升级后暴露CPU瓶颈的机会。
“现实”设置的论据更直观,更容易遵循,但大多数修辞只是关于1080p测试高端cpu有多糟糕。问题是,你甚至可以正确地测试一个高端CPU和一个中档或更低分辨率的CPU吗?如果你使用的是酷睿i9-13900K,你就更有可能瞄准更高的帧率,因为你的PC也有像RTX 4090这样的高端GPU,而使用酷睿i3-13100的用户不太可能瞄准超过60帧的帧率,因为他们可能也有像RX 6500 XT这样的低端GPU。你是在13900K还是13100的设置下测试的?
话虽如此,我认为第二阵营提出了一些有效的观点。我不能确定一般用户想要什么,但作为这个社区的长期成员,我可以想象大多数人的目标是60到144fps,因为60Hz和144Hz是非常流行的刷新率,通常伴随着G-SYNC或FreeSync,超过刷新率会破坏这些技术。144 FPS对于现代CPU来说并不高,所以CPU瓶颈不太可能出现,因此,显示CPU获得300 FPS的基准测试对大多数用户来说可能不是很有用。
这场争论至少可以追溯到六年前,我第一次遇到它是在2017年第一代Ryzen系列发布时。在他们的测试中,审稿人大多保持对科学观点的承诺,或者通常对任何一方漠不关心。另一方面,当他们喜欢的品牌在评论中失利时,读者大多会感到不安,但他们也提出了一些好的观点。然而,我相信有一条中间道路可以满足这两种哲学的要求,一种使用现实设置并获得与读者相关的结果的基准方法。
为什么帧率本身是CPU基准测试的关键部分
我一直着迷于测试方法和向人们展示有实际意义的结果的方法。这更像是一个思想实验,而不是一个严肃的建议,我只是为了好玩而使用它,但我已经提出了我自己的CPU测试方法。
我们不能忽视GPU可能实现的潜在最大帧率,因为它决定了cpu的表现以及用户的现实程度。我的建议是彻底改变这个概念,选择设置来实现特定的帧率,而不是设置特定的预设或将所有内容设置为最小值。
下面是基本的方法。选择一个控制CPU,其他CPU将与之进行比较。由于CPU有性能限制,所以控制芯片应该是你测试的最快的CPU,比如酷睿i9-13900K或锐龙9 7950X3D。接下来,从更高的图形设置开始,运行基准测试,并不断调整设置,直到控制CPU达到所需的帧率。例如,在像《反恐精英:全球攻势》这样的电子竞技游戏中,你所期望的帧率至少应该是240 FPS——如果不是更高的话。
CPU评测应该显示哪些值得购买,哪些不值得购买,尽管评测是许多小时辛勤工作的产物,但并不是每个评测都会对数据进行批判性分析。
一旦你找到了在控制CPU上达到你喜欢的帧率的设置,在测试其他芯片时使用这些设置。这个想法是为了展示在一个既科学又现实的测试中,与理论上较慢的CPU相比,控制CPU可以快多少。人们想知道的是高端CPU是否物有所值,这种方法很好地展示了这一点。
不过,这种基准测试有一个明显的问题:它需要时间。调整图像设置和运行基准测试直到控制CPU具有合适的帧率是非常耗时的,而不使用预设则意味着为每个游戏更改每个新CPU的单独设置。此外,新的CPU和游戏需要额外的校准,也许你需要用不同的CPU来控制。只要选择一个预设或将所有内容设置到最小就容易多了。
除了这种方法,还有其他更容易实现的替代方法。许多评测人员在多种分辨率下进行测试,以显示CPU瓶颈的变化,1080p的CPU瓶颈最多,1440p或4K的CPU瓶颈最少。Techspot和Anandtech有时会测试多个gpu来达到同样的效果,因为更快的gpu将具有更高的潜在帧率,这可能会揭示CPU瓶颈。
分析甚至比方法更重要
良好的测试方法和高质量的数据只是使审查全面的一半。另一半是分析,即审稿人告知读者结果的含义。许多用户可以自己决定数据的含义,但并非所有PC游戏爱好者都是狂热的。
如果评测显示一个CPU的FPS达到了500,而另一个达到了300,那么这意味着什么呢?如果这是一款电子竞技游戏,那么对于那些想要玩竞争游戏并需要最高帧率的人来说,这种差异可能很重要。对于大多数其他游戏,更快的CPU提供的性能优势不太可能完全实现或欣赏。我曾看到一些评测在非常老的游戏中显示了这种结果,并大肆宣传了更快的CPU,而其他评测在更现实的测试中发现了更有限的优势。
最终,CPU评测应该显示出哪些值得购买,哪些不值得购买,尽管评测是许多小时辛勤工作的产物,但并不是每个评测都会对数据进行批判性分析。我很感谢评论者花点时间讨论CPU瓶颈,以及它们在不同gpu和图形设置下是如何增长或缩小的。当然,某些cpu比其他cpu更快,更适合游戏,但这并不意味着它对每个用户都更好。