Игровой ПК 2024: сколько ядер нужно и почему 16 - это часто перебор?

В 2024 году игровая индустрия продолжает стремительно развиваться, предъявляя все более высокие требования к аппаратному обеспечению пользовательских компьютеров.

Важнейшим компонентом игрового ПК является центральный процессор, от характеристик которого напрямую зависит производительность в современных играх. Конкретно, многих геймеров интересует вопрос — сколько ядер и потоков должно быть у CPU, чтобы комфортно играть в большинство современных проектов?

За последние несколько лет наметилась явная тенденция к увеличению количества ядер у массовых потребительских процессоров. Если раньше 4-ядерные CPU считались стандартом для игровой сборки, то теперь Intel и AMD выпускают модели c 6, 8, 12 и более ядрами. С одной стороны, это позволяет справляться с растущими требованиями игр. А с другой, цена таких CPU намного выше, да и не всем эти ядра на самом деле нужны.

Разобраться в данном вопросе поможет сегодняшняя статья, в которой мы рассмотрим производительность различных конфигураций процессоров AMD Ryzen 7000 серии в 8 современных играх. Это позволит понять, какое количество ядер и потоков оптимально для игрового ПК в 2024 году. Заодно оценим, есть ли смысл переплачивать за максимально возможное число ядер, если компьютер нужен только для игр.

Для экспериментального выяснения зависимости игровой производительности от числа задействованных ядер и потоков был выбран 16-ядерный процессор AMD Ryzen 9 7950X. Этот флагманский CPU содержит 2 кристалла (CCD) по 8 ядер в каждом. Каждое ядро может обрабатывать 2 потока одновременно благодаря технологии SMT.

Тестовая конфигурация на базе Ryzen 9 7950X3D включала следующие компоненты:

Методом поочередного отключения частей ядер и целых кристаллов были смоделированы конфигурации, соответствующие другим процессорам Ryzen 7000 серии:

Дополнительно рассмотрим влияние большего объема кеша на приложения.

Тактовая частота во всех случаях была зафиксирована на 5.0 ГГц - это исключило влияние разницы в частотах на результаты тестов. Также, каждая конфигурация была протестирована сначала с включенным SMT, а затем - с отключенным (количество потоков равно количеству ядер).

Тестирование проходило в 2 этапа.

На первом замерялась синтетическая производительность CPU в бенчмарках Cinebench R23 и CPU-Z. Это позволило оценить теоретический максимум многоядерной и однопоточной производительности разных конфигураций. На втором этапе была протестирована реальная производительность (средний FPS) в 8 играх:

Для снижения "бутылочного горлышка" со стороны видеокарты игры запускались в разрешении 1080p. Это позволило нагрузить процессор по максимуму.

Синтетические тесты Cinebench R23 и CPU-Z ожидаемо показали почти линейный рост многопоточной производительности при увеличении количества ядер и потоков. 16-ядерная конфигурация с SMT в СPU-Z в четверо опережает 6-ядерную по числу набранных баллов. А в Cinebench разница ещё выше - почти пятикратная.

В однопоточных тестах разницы между CPU-конфигурациями практически нет, что логично — ведь тактовая частота у всех ядер одинаковая (5.0 ГГц).

Но в многопоточных тестах обнаружилась любопытная закономерность. Процессоры, у которых задействован SMT (виртуальные потоки), иногда оказываются быстрее CPU, у которых больше физических ядер, но нет SMT.

Например:

Таким образом технология одновременной многопоточности в ресурсоемких задачах может компенсировать недостаток физических ядер, обеспечивая прирост производительности вплоть до 30%. С другой стороны, процессоры с отключенным SMT демонстрируют пусть и чуть меньшую, но более стабильную производительность.

Впрочем, синтетические тесты имеют мало общего с реальными приложениями и играми. Поэтому давайте перейдем к результатам игровых тестов и выясним, насколько сильно количество ядер и потоков влияет на FPS.

Counter-Strike 2 показала практически одинаковый средний FPS на всех CPU - от 8-ядерного до 16-ядерного. Причем в большинстве случаев активация SMT даже немного снижала производительность. 15% падение производительности на 7700X связано с малым объемом кеша, так как нагрузка на сам процессор во время теста не превышала 50%. А разница между 7700X и 7600X составила менее 3%. По всей видимости, движок Source 2 в данной игре пока слабо оптимизирован под многоядерные процессоры.

А вот в киберспортивной Dota 2 зависимость среднего FPS от количества ядер уже гораздо заметнее. Лучший результат в этой игре показала 16-ядерная система с отключенным SMT, а худший - 6-ядерная. Учитывая динамичный геймплей Dota 2, где важен высокий и стабильный FPS, выбор CPU с 8 ядрами будет оптимальным.Разница между 7800X3D и 7700X - 12% в пользу первого.

Cyberpunk 2077 продемонстрировал достойную оптимизацию под многопоточность. Там, где физических ядер не хватало, включение SMT повышало средний FPS на внушительные 20-30%. Однако лучший результат был зафиксирован все же на 8-ядерной системе без SMT. Дальнейшее увеличение количества физических ядер и потоков прироста производительности давало не более 2%. Разница между 7800X3D и 7700X составила 15%.

"Долгострой" от Remedy - Alan Wake 2 показал практически одинаковый FPS независимо от конфигурации процессора. Судя по всему, движок Northlight, на котором построена игра, плохо распараллеливает нагрузку по ядрам. Зато требования к видеокарте у Alan Wake 2 очень высокие. 7800X3D и 7700X опять продемонстрировали зависимость приложений от объема кеша и разрыв в 10%

В ролевом экшене Baldur's Gate III максимум производительности достигался на 8-ядерных процессорах. Большее количество ядер сколь либо ощутимого прироста FPS не давало. А включение SMT, в случае нехватки физических ядер, могло поднять частоту кадров на 10-15%. Но на 8-ядерном CPU гиперпоточность вызывала периодические просадки FPS. В самом низу списка вновь оказался 7600X с разницей в 10% от 7700X, а вот разница между 7700X и 7800X3D достигла почти 25%

Многострадальный Starfield, похоже, оптимизировался под 6-8 ядерные процессоры. На них космический ролевой экшен Bethesda показал наилучшую частоту кадров при любых настройках графики. А вот на 12-16-ядерных Ryzen частота кадров начинала "проседать", особенно с включенным SMT. Но и на 4-ядерном CPU поиграть в принципе можно, просто будет меньше FPS и больше просадок при интенсивных сценах. На удивление, разница между 7600X и 7700X составила всего 7%, а 7800X3D не смог даже на 3% оторваться от 7700X

Hogwarts Legacy, невзирая на свою техническую требовательность, запускается и на 4-ядерных процессорах — средний FPS на таких CPU составляет порядка 45. Но более высокая частота кадров уже требует CPU c 6-8 ядрами. Дальнейшее увеличение числа ядер дает лишь небольшой прирост, поскольку упираться начинает производительность видеокарты. Разница между 7600X и 7700X как и в паре 7700X и 7800X3D составила менее 5%

Cities Skylines 2 оказался единственным проектом из всех протестированных, который смог задействовать все 16 ядер / 32 потока и получить от этого реальный прирост производительности. Впрочем, и то — при переходе от 8-ядерной системы к 16-ядерной средний FPS вырос менее чем на 15%. Так что 8-ядерный CPU будет наиболее сбалансированным выбором для данной игры. А переплачивать за 12-16 ядер нет особого смысла.

Мы выяснили, что игровая производительность (средний FPS) имеет нелинейную зависимость от количества ядер процессора. Рост частоты кадров активно идет до 6-8 ядер, а дальше прирост минимизируется. Большинство современных игр пока просто не могут эффективно утилизировать 12-16 ядер.

С технологией одновременной многопоточности (SMT) ситуация следующая:

С практической же точки зрения ситуация такова. 4-ядерные процессоры пока справляются с большинством современных игр на среднем уровне графики. Средний FPS на них колеблется около 60, просадки 1% и 0.1% - до 40-30 кадров, в зависимости от движка. Это базовый минимум.

Для достижения более высокого, плавного FPS и прохождения игр на максимальных настройках графики нужен CPU как минимум с 6, а лучше - с 8 физическими ядрами. В первом случае SMT желательно (прирост 5-10% к FPS), во втором — опционально.

Ну а 12-16 ядерные процессоры в большинстве игр раскрыть свой потенциал пока не могут. Они актуальны разве что для топовых систем, где нужно совмещать гейминг с ресурсоемкими задачами — например, со стримингом или рендерингом видео.Самый же весомый вклад на фоне остальных узлов процессора вносит кеш. Приложения по прежнему его любят и не запутываются в нем, в отличии от большого количества ядер.

При выборе между CPU старой и новой архитектур тоже нужно учитывать несколько факторов:

Однако как мы выяснили, реальной потребности в CPU мощнее 8 ядер у игр пока нет. А значит, оптимально взять 8-ядерный процессор новой архитектуры, а сэкономленные средства вложить в более мощную видеокарту.