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玩游戏,CPU到底需要几核心?

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发表于 2017-2-15 05:10:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
        现在的CPU,至少都是双核心,从Core i3这一级别开始,已经是双核心四线程,相当于4个逻辑核心,而高端的Core i7 6950X,甚至已经做到了10核心20线程。多核心的CPU看起来的确十分高大上,但是目前的游戏是不是真的需要或者是利用到这么多的核心呢?我们花更多的钱买更多核心的CPU,是否就一定能获得更快的游戏速度呢?
       如何判断一个游戏会用到几个CPU核心?可能有朋友会说,打开资源管理器,看游戏进程开启后,几个CPU核心的占用率提高了不就知道了么?比如运行一款游戏,我看到4个CPU核心的占用率都明显提升了,那这个游戏就是4核心游戏呗。真的是这样吗?
       实际上,某个程序到底会占用几个CPU核心,是由系统自己调配的(除非游戏引擎实在太老),系统会根据实际情况进行负载均衡,根据进程的优先级和CPU相关性来自动设定其使用的CPU资源。所以,这种判断方式并不严谨,或者说,讨论一个游戏是“几核心”游戏本身就是一个伪命题,我们可以换一种说法,那就是CPU核心数量的多少对于某款游戏的运行速度快慢到底有多大影响,或是说某款游戏到底要用到多少CPU资源。验证方式也很简单,改变CPU核心数量,看看游戏的帧速有什么变化,立刻就能搞清楚了。
设置好测试平台,尽可能减少干扰因素

测试平台
处理器:XEON E5 2560 V3
       (10核心20线程,2.2GHz)
内存:宇瞻DDR4 2400 8GB
主板:华擎极限玩家3(X99)
显卡:Radeon R9 270
硬盘:东芝3TB
电源:航嘉K650
操作系统:Windows 10 64bit专业版

    本套测试平台选用了工程版XEON E5 2650 V3,这是一款LGA2011接口的10核心20线程CPU,也是很多玩家口中的“洋垃圾”,相比同为万元级10核心20线程的Core i7 6950X,它的售价不到其1/10,大家有兴趣买来玩玩也不会有多大压力。选择这款CPU的主要原因,还是因为它的核心数量足够多,能够让大家看看核心数量超过消费级Core i7的4核心8线程后,对游戏到底有没有帮助。当然,具体使用的CPU核心数量,可以在主板BIOS中设置,也可以在WIndows 10中设置,这让我们更容易模拟各种情况来进行比较。
    在测试之前,我们会关闭掉CPU的Speedstep和Turbo Boost功能,将CPU的频率固定在2.2GHz上,这样一来就可以避免频率波动影响我们的测试结果(Windows 10对于CPU核心的负载调配会影响CPU核心的频率,而频率根据实际负载进行的自动变化是无法预测的,所以干脆关掉这两项变频功能一了百了)。然后,在Windows 10的任务管理器里设置游戏程序与CPU的相关性来模拟不同数量CPU核心的状态。另外,CPU的HT超线程技术也关闭掉,逻辑CPU和物理CPU的性能有差异,也会影响我们的测试结果。
    除此外,我们会用任务管理器来监测CPU的占用率,从而对测试数据进行分析。测试用的游戏方面,我们选择了《魔兽世界》、《毁灭战士4》、《古墓丽影:崛起》,分别代表了MMO、FPS、ACT三种类型的游戏。

    到底要用几核心?实测结果出乎意料
    实际测试中,我们会观察游戏在不同CPU核心数量时的CPU占用情况、实际帧速,从而判断出某款游戏到底需要几个CPU核心才能发挥游戏引擎的全部性能。所有测试都会使用1280×720分辨率+最低画质设置,避免显卡造成性能瓶颈。
《魔兽世界》的引擎已经有十多年历史了,虽然也有一定小改动,但核心架构并没有多大变化。从在同屏玩家爆多的主城实际测试情况来看,当只使用1个CPU核心时,游戏的帧速会有明显下降,大约跌幅在30%左右(此平台上从68fps跌到45fps),而使用双核心或更多核心时,游戏帧速回归正常,且不会随核心数量增加而增加,即便是在同屏人数众多的达拉然城里也是如此。
    另外,我们仔细观察了《魔兽世界》的CPU占用率,在10核心的测试平台上,它的CPU占用率保持在20%以下,多半时候在16%左右,按照10核心的总资源量来计算,相当于就是使用了“一个半”CPU核心资源。因此,要玩《魔兽世界》,双核心CPU就够了,要进一步提升帧速,最好的办法就是提升CPU频率。
《古墓丽影:崛起》
测试结果十分明显,虽然开启游戏后,任务管理器中多个CPU核心都有资源占用的情况,但实际上这款游戏最多也就用到了总量相当于两个CPU核心的资源。
    我们在进程相关性中,设置《古墓丽影:崛起》只使用1个CPU核心时,游戏的帧速仅有6fps,证明单核心CPU要玩它是很困难的,而设置为使用2个核心时,游戏帧速立马上升到35fps,再增加到3核心,帧速几乎没变化,我们索性直接使用全部的10个核心,游戏帧速也没什么变化。由此基本上可以断定,一款双核心的CPU完全可以发挥《古墓丽影:崛起》游戏引擎的性能,在不换显卡的情况下,要提升游戏帧速只能靠提升CPU的频率或是换新架构的CPU,单纯提升CPU核心数量是不会有什么作用了。

《毁灭战士4》
《毁灭战士4》的实际运行情况和《古墓丽影:崛起》差不多,不过,它对于至少双核心的要求更为严格,如果只使用单核心,游戏帧速立马跌到2fps,完全不能玩。开到双核心之后,游戏速度马上回归正常的48fps,之后再增加核心,游戏帧速也不会有任何提升了。从任务管理器监视的CPU资源占用情况来看,《毁灭战士4》会占用比双核心多一点点的资源,因此我们认为用3核心或4核心的CPU来玩就比较完美了(毕竟后台还有其他进程会占用少量CPU资源),当然,2核心也可以玩,那一点性能差异基本上感觉不到。


总结:主流游戏双核心足矣,更多核心主要留给后台程序或多任务使用

    从前面的测试已经可以看得很明白了,对于主流游戏来讲,两个核心的CPU资源已经够用了,在此基础上,提升CPU频率对于提升帧速更有帮助。那是不是我们使用双核心高频率CPU就已经能获得最完美的游戏体验了呢?恐怕还不能这么下结论。我们知道,系统本身还要占用一定的CPU资源,特别是你还装了各种XX管家、XX卫士全家桶,或是其他后台常驻进程,都会占用CPU资源,所以,一般来说双核心四线程或是四核心的CPU资源会比较充裕。

    当然,如果你还喜欢玩游戏的时候在后台压制视频什么的,更多核心的CPU就显得很有必要了。不过,如果你要多开《魔兽世界》这种游戏,光是CPU核心多还不行,你还得考虑显存是不是够用(一般显存会比内存先占满)。
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