Jak wybrać procesor do gier? Parametry, które rzeczywiście wpływają na wydajność

Wybór procesora do komputera gamingowego nie powinien sprowadzać się do porównania liczby rdzeni i maksymalnego taktowania podawanego w specyfikacji. Dwa układy pracujące z podobną częstotliwością mogą oferować wyraźnie inną wydajność ze względu na różnice w architekturze, współczynniku IPC, budowie pamięci podręcznej, kontrolerze pamięci czy sposobie zarządzania limitami mocy.

Znaczenie ma również sposób wykorzystania komputera. Innego procesora potrzebuje gracz uruchamiający rozbudowane produkcje w 4K przy 60 kl./s, a innego osoba grająca w tytuły e-sportowe na monitorze 240 lub 360 Hz. W pierwszym przypadku głównym ograniczeniem częściej będzie karta graficzna, natomiast w drugim wydajność procesora może bezpośrednio wpływać na liczbę generowanych klatek, stabilność animacji oraz opóźnienia. Jak zatem analizować parametry CPU i na co zwrócić uwagę przed zakupem?

Liczba rdzeni i wątków - dlaczego więcej nie zawsze oznacza lepiej?

Nowoczesne procesory konsumenckie mogą oferować od kilku do kilkudziesięciu rdzeni. Nie oznacza to jednak, że model z największą liczbą jednostek obliczeniowych automatycznie będzie najlepszym wyborem do gier.

Silniki gier rozdzielają zadania pomiędzy wiele wątków, ale nie wszystkie operacje można wykonywać równolegle. Część obliczeń związanych między innymi z logiką rozgrywki, przygotowaniem poleceń dla karty graficznej, fizyką czy obsługą sztucznej inteligencji nadal zależy od wydajności głównego wątku.

Z tego powodu procesor z mniejszą liczbą szybkich rdzeni może osiągać w grach lepsze wyniki niż układ mający więcej rdzeni, ale oparty na starszej lub mniej wydajnej architekturze.

Trzeba też uważać na bezpośrednie porównywanie liczby rdzeni pomiędzy różnymi konstrukcjami. W procesorach wykorzystujących architekturę hybrydową występują rdzenie o różnym przeznaczeniu. Wydajne rdzenie odpowiadają za najbardziej wymagające zadania, natomiast rdzenie energooszczędne przejmują część procesów działających w tle. Łączna liczba rdzeni nie mówi więc wszystkiego o potencjale procesora w grach.

Większa liczba rdzeni ma większe znaczenie, gdy komputer jest wykorzystywany jednocześnie do grania, streamowania, nagrywania materiału, renderowania lub pracy z aplikacjami wielowątkowymi. Przy komputerze przeznaczonym głównie do gier dopłata do kilkunastu rdzeni nie zawsze będzie uzasadniona.

IPC i taktowanie - parametry, które należy analizować razem

Taktowanie procesora określa liczbę cykli wykonywanych w ciągu sekundy, ale nie informuje, ile instrukcji układ jest w stanie zrealizować podczas jednego cyklu. Za ten element odpowiada między innymi IPC, czyli liczba instrukcji wykonywanych na cykl zegara.

Właśnie dlatego procesor pracujący z niższą częstotliwością może być szybszy od modelu osiągającego wyższe taktowanie. Nowsza architektura może wykonywać więcej pracy w każdym cyklu, sprawniej przewidywać rozgałęzienia i efektywniej zarządzać danymi.

Maksymalne taktowanie Boost również nie jest wartością utrzymywaną bezwarunkowo. Rzeczywista częstotliwość zależy od:

• temperatury procesora,

• zastosowanego chłodzenia,

• limitów mocy ustawionych przez producenta,

• parametrów płyty głównej,

• liczby obciążonych rdzeni,

• rodzaju wykonywanego zadania.

Oceniając CPU, nie warto więc kierować się wyłącznie najwyższą częstotliwością widoczną w tabeli ze specyfikacją. Więcej informacji dostarczają niezależne testy pokazujące wydajność w konkretnych grach, pobór energii oraz taktowanie utrzymywane podczas dłuższego obciążenia.

Pamięć cache - kiedy wpływa na wydajność w grach?

Pamięć podręczna procesora przechowuje dane, do których rdzenie muszą uzyskać szybki dostęp. Jeżeli potrzebne informacje znajdują się w pamięci cache, procesor nie musi pobierać ich z wolniejszej pamięci RAM. Może to zmniejszyć opóźnienia i poprawić wydajność, szczególnie w grach wykonujących dużą liczbę powtarzalnych operacji.

Nie należy jednak zakładać, że procesor z większą pamięcią L3 zawsze będzie szybszy. Znaczenie mają również:

• opóźnienia pamięci podręcznej,

• sposób jej współdzielenia pomiędzy rdzeniami,

• topologia procesora,

• architektura rdzeni,

• charakter obciążenia generowanego przez daną grę.

Dobrym przykładem znaczenia cache są procesory wyposażone w dodatkową warstwę pamięci podręcznej. W części gier mogą one osiągać bardzo wysoką wydajność nawet bez rekordowego taktowania, ponieważ ograniczają częstotliwość odwołań do pamięci operacyjnej. Skala korzyści zależy jednak od konkretnego silnika i nie musi być identyczna w każdej produkcji.

Jak dopasować procesor do karty graficznej?

Procesor i karta graficzna współpracują przy generowaniu każdej klatki. CPU przetwarza logikę gry, fizykę, dane wejściowe i polecenia renderujące, a następnie przekazuje odpowiednie zadania do GPU. Jeżeli procesor nie przygotowuje danych wystarczająco szybko, karta graficzna może pozostawać częściowo niewykorzystana.

Takie zjawisko jest potocznie określane jako wąskie gardło procesora. Nie jest ono jednak stałą cechą danego zestawu. Ten sam komputer może być ograniczany przez CPU w jednej grze, a przez GPU w innej. Sytuacja zmienia się również po zmianie rozdzielczości, jakości grafiki, ustawień ray tracingu lub docelowego limitu klatek.

Przed zakupem należy więc określić:

• rozdzielczość monitora,

• oczekiwaną liczbę klatek na sekundę,

• rodzaj najczęściej uruchamianych gier,

• klasę planowanej karty graficznej,

• częstotliwość odświeżania ekranu.

W tytułach e-sportowych, uruchamianych przy niskich ustawieniach w celu osiągnięcia kilkuset klatek na sekundę, procesor ma bardzo duże znaczenie. W wymagających graficznie produkcjach uruchamianych w 4K częściej głównym ograniczeniem jest GPU. Nie oznacza to jednak, że w wysokiej rozdzielczości procesor przestaje być ważny. Nadal wpływa na minimalną liczbę klatek, płynność animacji i stabilność czasu renderowania.

Podczas kompletowania zestawu warto sprawdzać nie tylko wydajność podzespołów, ale także ich kompatybilność. Specyfikacje procesorów, płyt głównych, pamięci i układów chłodzenia dostępne na www.sferis.pl mogą pomóc zweryfikować między innymi rodzaj podstawki, obsługiwany standard RAM, format płyty oraz wymagania dotyczące zasilania.

Średni FPS nie mówi wszystkiego

Wyniki testów procesorów są często przedstawiane jako średnia liczba klatek na sekundę. Parametr ten jest przydatny, ale nie pokazuje pełnego obrazu płynności.

Dwa procesory mogą osiągać podobny średni FPS, a jednocześnie zapewniać zupełnie inne odczucia podczas gry. Aby lepiej ocenić stabilność działania, warto analizować również:

1% low - Wartość 1% low pokazuje wydajność osiąganą w najwolniejszym jednym procencie zarejestrowanych klatek. Im mniejsza różnica pomiędzy średnim FPS a 1% low, tym bardziej stabilna jest animacja. Niskie wyniki mogą wskazywać na chwilowe przeciążenie procesora, problemy z pamięcią, doczytywanie danych lub nierównomierne działanie silnika gry.

Frametime - Frametime określa czas potrzebny na wygenerowanie pojedynczej klatki. Przy 60 kl./s jedna klatka powinna powstawać mniej więcej co 16,7 ms, a przy 120 kl./s – co około 8,3 ms. Wykres czasu renderowania pozwala wykryć chwilowe skoki, które mogą być odczuwane jako przycięcia, nawet jeżeli średnia liczba FPS pozostaje wysoka. W praktyce równy frametime jest często ważniejszy dla komfortu niż niewielka różnica w średniej liczbie klatek.

Pamięć RAM również może ograniczać procesor

Wydajność CPU w grach zależy także od konfiguracji pamięci operacyjnej. Znaczenie mają jej częstotliwość, opóźnienia, liczba modułów oraz tryb pracy kontrolera.

Zbyt wolna pamięć może ograniczać transfer danych pomiędzy procesorem a RAM-em. Szczególnie istotna jest prawidłowa konfiguracja wielokanałowa. Zastosowanie pojedynczego modułu zamiast dwóch odpowiednio dobranych kości może obniżyć przepustowość pamięci i pogorszyć wyniki w części gier.

Po złożeniu komputera należy również sprawdzić, czy w BIOS-ie został aktywowany profil pamięci. Bez niego moduły mogą działać z podstawowymi, niższymi parametrami zamiast z wartościami deklarowanymi przez producenta.

Nie oznacza to, że zawsze należy wybierać zestaw o najwyższym możliwym taktowaniu. Zbyt agresywne ustawienia mogą powodować niestabilność, a rzeczywisty efekt zależy od kontrolera pamięci, płyty głównej oraz zastosowanego procesora.

Platforma, płyta główna i możliwości modernizacji

Zakup procesora oznacza wybór całej platformy. CPU musi być zgodny z podstawką płyty głównej, chipsetem, wersją BIOS-u oraz obsługiwanym typem pamięci.

Przed zakupem warto sprawdzić:

• zgodność podstawki procesora i płyty,

• listę obsługiwanych CPU,

• wymaganą wersję BIOS-u,

• jakość sekcji zasilania,

• obsługiwane standardy pamięci,

• liczbę linii i wersję PCI Express,

• dostępne złącza M.2,

• możliwość późniejszej rozbudowy.

Nawet kompatybilna płyta główna nie zawsze będzie optymalnym wyborem dla bardzo wydajnego procesora. Słaba sekcja zasilania może osiągać wysokie temperatury lub ograniczać długotrwałą wydajność układu. Nie oznacza to jednak, że do każdego procesora trzeba kupować najdroższą płytę. Model powinien być dopasowany do poboru energii CPU, planowanej rozbudowy oraz potrzeb użytkownika.

Pobór energii, temperatury i chłodzenie

Deklarowane wartości TDP nie zawsze odpowiadają maksymalnemu poborowi energii procesora. Nowoczesne jednostki mogą przez dłuższy czas pracować z podniesionymi limitami mocy, jeżeli pozwalają na to temperatury i ustawienia płyty głównej.

Niewystarczające chłodzenie może prowadzić do:

• wzrostu temperatury,

• obniżenia taktowania,

• zwiększenia hałasu,

• niestabilnej wydajności podczas dłuższego obciążenia.

Przy wyborze chłodzenia trzeba uwzględnić rzeczywisty pobór mocy procesora, konstrukcję obudowy i przepływ powietrza. Duże chłodzenie cieczą nie jest konieczne w każdym komputerze. W wielu zestawach wydajny cooler powietrzny zapewnia odpowiednie temperatury przy niższym poziomie komplikacji.

Jak rozpoznać ograniczenie procesora?

Najprostszą wskazówką może być poziom wykorzystania karty graficznej. Jeżeli podczas gry GPU pracuje znacznie poniżej pełnego obciążenia, a obniżenie rozdzielczości nie zwiększa liczby klatek, ograniczeniem może być procesor.

Nie należy jednak opierać diagnozy wyłącznie na całkowitym wykorzystaniu CPU. Gra może obciążać jeden lub kilka rdzeni do maksimum, podczas gdy pozostałe pozostają częściowo bezczynne. Łączne użycie procesora może wtedy wynosić na przykład kilkadziesiąt procent, mimo że to właśnie CPU ogranicza wydajność.

Dokładniejsza analiza powinna uwzględniać:

• obciążenie poszczególnych rdzeni,

• wykorzystanie GPU,

• taktowanie procesora,

• temperatury,

• frametime,

• pobór mocy,

• zachowanie gry po zmianie rozdzielczości.

Jeżeli zmniejszenie rozdzielczości lub jakości grafiki nie poprawia wydajności, a karta graficzna nie pracuje z pełnym obciążeniem, prawdopodobieństwo ograniczenia po stronie CPU rośnie.

Czy warto dopłacić do droższego procesora?

Dopłata ma sens, gdy procesor pomaga osiągnąć konkretny cel. Może nim być utrzymanie wysokiej liczby klatek na monitorze o szybkim odświeżaniu, poprawa wartości 1% low, jednoczesne granie i streamowanie albo wydłużenie okresu użytkowania zestawu.

W komputerze do gier AAA w wysokiej rozdzielczości większą część budżetu często warto przeznaczyć na kartę graficzną. W zestawie e-sportowym procesor może mieć porównywalnie duże znaczenie, ponieważ musi przygotować bardzo dużą liczbę klatek w krótkim czasie.

Najdroższy model nie zawsze będzie najbardziej opłacalny. Należy uwzględnić cenę całej platformy: procesora, płyty głównej, pamięci, chłodzenia i ewentualnie nowego zasilacza. Tańszy CPU pozwalający kupić mocniejsze GPU może zapewnić lepszy efekt w grach niż topowy procesor połączony ze słabszą kartą.

Jak wybrać procesor do gier? Podsumowanie

Dobry procesor do gier powinien być dopasowany do karty graficznej, rozdzielczości, odświeżania monitora i rodzaju uruchamianych tytułów. Sama liczba rdzeni lub maksymalne taktowanie nie wystarczą do rzetelnej oceny jego wydajności.

Przed zakupem warto analizować IPC, architekturę, pamięć cache, wyniki 1% low, wykresy frametime, rzeczywisty pobór energii oraz koszt całej platformy. Trzeba też sprawdzić kompatybilność płyty głównej, pamięci i chłodzenia.

Najlepszym wyborem nie będzie więc procesor z najwyższą liczbą w specyfikacji, ale model, który pozwala osiągnąć oczekiwaną płynność bez niepotrzebnego zwiększania kosztu całego komputera.

*Artykuł Sponsorowany, powstał we współpracy ze Sferis