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标题: 一张图讨论一下所谓的“CPU瓶颈” [打印本页]

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 10:33
标题: 一张图讨论一下所谓的“CPU瓶颈”
本帖最后由 shawnwinton 于 2022-12-6 19:10 编辑

这几年好几代CPU，无论是intel还是AMD，国内做评测以及电脑商人口中都会来一句：“CPU瓶颈”，我一开始也被洗脑这么认为，直到最近越想越不对：为什么，没有接近100%占用的CPU（通常在50%以下），会出现瓶颈？大家觉得不奇怪吗？

1：CPU瓶颈基本上被指在1080P下 GPU占用率上不去。（我自己认为无法达到98%以上）

2：很多测试发现，即便CPU主频有效提高（比如ZEN4），瓶颈依然无法有效消除，GPU占用依然无法有效提高。

3：AMD真正能和iu较量的游戏CPU是58X3D，但进入DDR5时代，ZEN4显然很失败，13代很出色（除了功耗）

各位有没有发现，上述2、3条中，有一个基本事实：数据传输效率，也就是内存和CPU之间的效率。

翻译一下：AMD ZEN2开始不断增加三缓，直到58X3D超大三缓，相当于“在内存和CPU之间又建立了一套高速储存设备”，大幅降低对内存的依赖（但不是完全不依赖），所以ZEN3有了和对面PK的能力，但实话说，也没有完全能赢，顶多算有来回，这一点得益于Intel很好的内存效率（高频内存收益大延迟低）。而到了DDR5时代，ZEN4 有一个最严重的缺陷：FLCK，导致DDR5内存效率“大幅度”不如13代，以至于大三缓的优势被抵消，这就是为什么虽然ZEN4主频提高那么多，游戏仍然拉的原因。

下面这张图，虽然这个湾的大家都有争议吧，但是可以参考。各位可以看看GPU占用率，可以证明58X3D超大三缓（数据传输效率的提升）对于消除GPU瓶颈才是最重要的，而不是所谓的“CPU瓶颈”——58X3D的IPC相比ZEN4要弱，却依靠CPU和内存之间额外的有效储存环节（即超大三缓）实现性能飞跃，充分利用了CPU原有的性能（占用到了31%是最高的），减少浪费。

换言之，把DDR5内存超起来的13代，估计在AMD解决flck之前，AMD都无法正面抗衡。

(, 下载次数: 61)

作者: toddler 时间: 2022-12-6 10:43
只有真正在用zen4 的用户才知道性能比zen3 强太多了，而且无视5800x3d，这种内存写入减半的玩意

作者: yubeii 时间: 2022-12-6 10:49
楼主你去看看 4090 的 CPU 横向对比

就知道的确是存在 CPU “瓶颈”

==========

只要显卡足够强大，CPU 就会拖后腿

作者: tmxkkk 时间: 2022-12-6 10:49
增加了我买58x3d的信心，但一直没出手

我现在手握5800x加b550，另外富裕一套4代内存，显卡也有旧货可用，明夏刚需一台电脑，留的也需要保留

请问一下是买个58x3d，再买个一般的b550，还是冲5代内存的新平台

预算有限，偶尔3a，不网游

作者: Hesperus 时间: 2022-12-6 10:52
等一个明年的7000x3d看看游戏性能是不是真能超13代

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 10:56

yubeii 发表于 2022-12-6 10:49
楼主你去看看 4090 的 CPU 横向对比

就知道的确是存在 CPU “瓶颈”

说实话，简单的归类到“CPU瓶颈”，我认为算对，但是不完全对，只是不准确。毕竟大缓存也是CPU里带的，且内存控制器也在cpu里

作者: momoka 时间: 2022-12-6 10:58
本帖最后由 momoka 于 2022-12-6 11:00 编辑

红字没啥好奇怪的，我司某个知名游戏，长期只能占用2，3个线程，换句话说，就是拿AMD FX8核心，或者肥龙2 6核心，都远远无法满载，但是这不妨碍同期的3770K，4790K fps比AMD几乎翻倍。

虽然说的比较极端，lz是不是觉得FX 8核心没有满载，就没有cpu瓶颈阿

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 10:58

tmxkkk 发表于 2022-12-6 10:49
增加了我买58x3d的信心，但一直没出手

我现在手握5800x加b550，另外富裕一套4代内存，显卡也有旧货可用， ...

580X 3A足够，主要看你分辨率，高分辨率换U没意义不是很大

作者: PPXG 时间: 2022-12-6 11:05
我5800X打2077和大表哥2帧数明显比朋友13代低，越吃U的场景差距越明显，我大表哥2画质都手动拉到4K全最高了，2077开4K光追DLSS质量甚至有时候显卡占用率都上不去。。。
还有典中典2042只能120帧出头

作者: toddler 时间: 2022-12-6 11:06

5800X3D 这种要看脸的玩具，买新不买旧不香吗？D4 平台除了高频低延迟的高价货，比不上D5 的
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作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 11:07

toddler 发表于 2022-12-6 11:06
5800X3D 这种要看脸的玩具，买新不买旧不香吗？D4 平台除了高频低延迟的高价货，比不上D5 的

没错我是说比不了D5

作者: toddler 时间: 2022-12-6 11:09

shawnwinton 发表于 2022-12-6 11:07
没错我是说比不了D5

zen4 D5平台秒杀老D4 5800X3D

作者: ftsteven 时间: 2022-12-6 11:10

toddler 发表于 2022-12-6 11:06
5800X3D 这种要看脸的玩具，买新不买旧不香吗？D4 平台除了高频低延迟的高价货，比不上D5 的

X3D牛逼基本是网游上，吃鸡，CSOL，wow等，3A大作也就古墓丽影之类个别几个有优势，按需购买就是了

作者: zcjzcj11111 时间: 2022-12-6 11:13

momoka 发表于 2022-12-6 10:58
红字没啥好奇怪的，我司某个知名游戏，长期只能占用2，3个线程，换句话说，就是拿AMD FX8核心，或者肥龙2 6 ...

真相了

作者: huhudna 时间: 2022-12-6 11:13
不同的游戏瓶颈不同。吃cpu算力的58x3d大缓存用处不大。对内存延迟敏感的大缓存就有优势

作者: aibo 时间: 2022-12-6 11:14
cpu瓶颈其实更多的都是单线程瓶颈

这时候看cpu占用率可以很低

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 11:14

momoka 发表于 2022-12-6 10:58
红字没啥好奇怪的，我司某个知名游戏，长期只能占用2，3个线程，换句话说，就是拿AMD FX8核心，或者肥龙2 6 ...

这么说不太对
当GPU占用率100%的时候，继续提升显卡，帧数会继续提高对吧，直到占用率下降，才能消除GPU瓶颈。
那为什么，同样的理论大家却都不用在CPU身上

作者: yufeiyuejs 时间: 2022-12-6 11:19

tmxkkk 发表于 2022-12-6 10:49
增加了我买58x3d的信心，但一直没出手

我现在手握5800x加b550，另外富裕一套4代内存，显卡也有旧货可用， ...

不网游，那买58x3d？3a都只是偶尔，这台动脑定位是啥

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 11:20

aibo 发表于 2022-12-6 11:14
cpu瓶颈其实更多的都是单线程瓶颈

这时候看cpu占用率可以很低

现在很少有大作是只用1个核的，监控一下，核心使用基本在9成以上

作者: caoyuxin 时间: 2022-12-6 11:20

yubeii 发表于 2022-12-6 10:49
楼主你去看看 4090 的 CPU 横向对比

就知道的确是存在 CPU “瓶颈”

看测试4090跑2077这种3A大作4K高特效加个光追，瓶颈还是在GPU上。。。。。
现在主流GPU跑3A更是在GPU上了，现在基本上没CPU瓶颈的游戏。哪怕是13代i5,随便带个60fps还是没问题的。。

作者: aibo 时间: 2022-12-6 11:23

shawnwinton 发表于 2022-12-6 11:20
现在很少有大作是只用1个核的，监控一下，核心使用基本在9成以上

多线程优化也不会和不能把所有线程都平均分配到所有核心。

可能线程A需要8G才能让显卡满载
线程B只需要5G
线程C只需要3G

然后根据权重再得出一个最终的帧数。
你很难得到一个纯线性的结果。
但是各种经验和实践上还是，单线程强则强。

作者: momoka 时间: 2022-12-6 11:29
本帖最后由 momoka 于 2022-12-6 11:45 编辑

shawnwinton 发表于 2022-12-6 11:14
这么说不太对
当GPU占用率100%的时候，继续提升显卡，帧数会继续提高对吧，直到占用率下降，才能消除GPU ...

因为游戏程序里，cpu没有那么容易满载，编程困难，有些线程很难拆分，尤其网游。虽然这方面我不太懂，但似乎公司的程序猿表示他们也没办法

这东西有难度和成本，和GPU占用100%完全不是一个等级的。

作者: lionsee123 时间: 2022-12-6 11:33
现代计算机最大的瓶颈永远是IO（每一级IO的速度等级都是差了几倍往上走的，L1到L2到L3），计算电路反而是其次。
要明白一个事情，计算是很快的，过一遍电路就出结果了，但是保存结果，然后基于这个结果再往下算。这个过程中，保存结果，读取结果就是特么最费劲的。
13代的DDR5是可以拉到很高的速度，内存吞吐很高，但是跟3d L3 cache那个速度和延迟是没法比的，都是几倍量级的差距，唯一的问题就是容量。
但是目前根据RDNA2和5800x3d，还有3090及4090的L2容量差距，游戏所需要的Cache容量，的确是多多益善。
两个ccd的7900x3d，32+32+64+64，恐怕要带来一些质变。

作者: zszszs0007 时间: 2022-12-6 11:44
主要是我的钱包瓶颈了

作者: cwl1988212 时间: 2022-12-6 11:49
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作者: geenii 时间: 2022-12-6 11:51
除了城市天际线，没有感觉到升级CPU对游戏帧数有什么实质性提升

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 11:51

lionsee123 发表于 2022-12-6 11:33
现代计算机最大的瓶颈永远是IO（每一级IO的速度等级都是差了几倍往上走的，L1到L2到L3），计算电路反而是其 ...

非常感谢，我也是相似的推断
L3的容量是致命伤同意，性能差距也同意，但解决办法依然是不能只靠L3，内存效率依然很重要，甚至重要性要大于CPU-L3之间的交互，L3和内存之间也会不断交换数据。
2个CCD的79X3D我还是持谨慎态度，主要是不共享3缓在架构上回到ZEN2了？共享这一点比较重要。

作者: Xerxes2 时间: 2022-12-6 12:46

shawnwinton 发表于 2022-12-6 11:51
非常感谢，我也是相似的推断
L3的容量是致命伤同意，性能差距也同意，但解决办法依然是不能只靠L3，内存 ...

……那你知道79x3d一个CCD共享多少L3吗

作者: GSH_ERIC 时间: 2022-12-6 13:01
FLCK是什么鬼

作者: 叶子烟 时间: 2022-12-6 13:04
不是所有游戏都能多线程全部用得上的。
CPU瓶颈一般是指的单线程能力。

作者: bigeblis 时间: 2022-12-6 13:05
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作者: cloud 时间: 2022-12-6 13:09

bigeblis 发表于 2022-12-6 13:05
看了你的对比图，我觉得现在用的DDR4000 CL17一点都不虚DDR6000啊！更何况你这个图还是1080p对比，换成4K ...

https://www.zhihu.com/question/555969048/answer/2723462911

我觉得可以看看我13代测试的游戏部分都是4K 虽然没MAX也基本是ULTRA画质

里面有瓶颈的分析

作者: bigeblis 时间: 2022-12-6 13:12
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: tjmxxo 时间: 2022-12-6 13:26
建议了解一下windows任务管理器那个cpu占用是怎么算的

作者: cloud 时间: 2022-12-6 13:32

bigeblis 发表于 2022-12-6 13:12
瞧瞧去
最近正在纠结要不要换到D5平台

我当时测试用的6400 测试完了以后才有adie

作者: lionsee123 时间: 2022-12-6 13:33

shawnwinton 发表于 2022-12-6 11:51
非常感谢，我也是相似的推断
L3的容量是致命伤同意，性能差距也同意，但解决办法依然是不能只靠L3，内存 ...

  我个人觉得就是那道小学题：一个池子一边放水一边进水，需要多少时间进满。

  双CCD的x3d cache L3会让一个CPU拥有192mb的缓存，单从游戏上而言，这恐怕已经足够放下大量核心代码实例化后的对象了。一旦满足了热点对象的高速缓存，那么剩下的在内存里也足够了。

  你说的提高内存速率，也很正确，但是100Gbps的内存读写速率和80Gbps的内存读写速率，究竟快还是慢，合适不合适，得看他对应的计算核心配套是否吻合。目前而言，zen4架构的计算吞吐问题，恐怕也有大量的实验可以得知。

  而这主要提升的就是每个计算周期内的暂存情况，通过直接减少读取内存提高缓存命中率，减少每个计算周期内的CPU等待时间，变相提高其计算单元的计算效率，减少线程流水线上的空泡，这也是加cache的普遍思路。

  等到再加L3提升游戏帧率的收益越来越低后，就说明了瓶颈不在IO这边了，到计算架构那边的问题了。这个可以观察新的7900x3D和7800x3D进行对比，后续肯定有实验。

作者: alangl 时间: 2022-12-6 13:39
也得看游戏的优化，战地2042这个变态的游戏，10900k 128人地图 20个线程吃满100%占用帧数比多核心调度更好的7960x帧数少了50%，以后游戏要是都能有这么好的优化，没必要mainstream了。直接捡hedt的垃圾就行了

作者: lh4357 时间: 2022-12-6 14:03
其实我也挺想知道所谓的GPU占用100%是啥原理。
(, 下载次数: 47)
这是4090拖1080P最高画质的2077。
占用也接近100了，但功耗离上限还远着呢。

作者: lh4357 时间: 2022-12-6 14:05

lionsee123 发表于 2022-12-6 13:33
我个人觉得就是那道小学题：一个池子一边放水一边进水，需要多少时间进满。

双CCD的x3d cache L3会 ...

所以我一直想知道拿7773X玩游戏，是啥效能。
可惜这玩意太贵。

作者: locoroco 时间: 2022-12-6 14:18
电竞类游戏测试是这样的

3A CPU不是太差的级别差距可以基本可以忽略
反正我认为旗舰显卡的表现
分辨率必须是4K起步，花这么多钱还1080P
知道测试意图，但实际使用。。

作者: 三城六号 时间: 2022-12-6 14:48

shawnwinton 发表于 2022-12-6 11:14
这么说不太对
当GPU占用率100%的时候，继续提升显卡，帧数会继续提高对吧，直到占用率下降，才能消除GPU ...

因为游戏用不全CPU的线程数，但是能用满显卡。
一个4线程的处理器，游戏用满其中两个，占用率也才50%，如果升级到8线程处理器，反而会变成占用率25%

作者: 守护灬纯洁之心 时间: 2022-12-6 15:01
你说得对，准确来说，只有两个情况
1. GPU瓶颈，提升GPU本身的性能即可获得提升（比如超频，加规格，加功耗）
2.非GPU瓶颈
第二点就很多了，从GPU核心到CPU核心这条路上全部遇到的玩意都可能会造成瓶颈，比如PCIe带宽，比如显存带宽，比如内存带宽，比如Ring/IF，比如L3
到最后才是CPU核心本身
很多时候CPU频率上去，帧数得到了提升，这个或许是让L1/L2/L3/Ring/IF这些得到了提升带来的，并非是真·核心处理性能提升
这也是为啥超内存有帮助，换大L3有帮助

作者: jacksting 时间: 2022-12-6 15:09
这个评测有点偏颇。

都用上90系了，难道还用1080小屏幕或者32寸大果粒？1个90系显卡都能买10个1080p显示器了。

90系对应的屏幕起步也要2K 144HZ吧，用上4K 240HZ是不是瓶颈就转到显卡了。

作者: melancholy05 时间: 2022-12-6 16:27
这楼里没有一个人在意0.1% low帧数吗

作者: 林间有新绿 时间: 2022-12-6 16:30
我只说一个之前5900x配4090跑老版本鲁大师显卡95万换7950x后115w 但是4k下没区别 2077都是只有40帧

作者: shenqingyi 时间: 2022-12-6 16:35
本帖最后由 shenqingyi 于 2022-12-6 16:47 编辑

shawnwinton 发表于 2022-12-6 11:14
这么说不太对
当GPU占用率100%的时候，继续提升显卡，帧数会继续提高对吧，直到占用率下降，才能消除GPU ...

其实整天看GPU占用是不是99%纯属吃饱了撑的，我只关注游戏能否达到我想要的流畅帧数。达到了我管它CPU是不是瓶颈呢。

作者: 云无心 时间: 2022-12-6 16:39

toddler 发表于 2022-12-6 10:43
只有真正在用zen4 的用户才知道性能比zen3 强太多了，而且无视5800x3d，这种内存写入减半的玩意 ...

所以游戏无敌U很可能是5900X3D？ 192的三缓搭配高频DDR5 网游无敌U？

作者: csqaclp 时间: 2022-12-6 17:31
网游cpu瓶颈很明显
12490f 1660ti
1080p 永劫无间无尽模式和pubg自闭城显卡跑不满

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 18:34

三城六号发表于 2022-12-6 14:48
因为游戏用不全CPU的线程数，但是能用满显卡。
一个4线程的处理器，游戏用满其中两个，占用率也才50%，如 ...

(, 下载次数: 34)

作者: redtears 时间: 2022-12-6 18:51

58x3d最大的问题是WZ2和2042这种玩意儿会把占用拉爆

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 18:57

守护灬纯洁之心发表于 2022-12-6 15:01
你说得对，准确来说，只有两个情况
1. GPU瓶颈，提升GPU本身的性能即可获得提升（比如超频，加规格，加功耗 ...

是的，其实想想 intel和AMD（尤其是AMD）如此坚决的转进DDR5，应该是CPU现在靠工艺、架构带动IPC提升的能力越来越小了，解决之道还得是高频DDR5

作者: 田上天下 时间: 2022-12-6 19:04
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: shawnwinton 时间: 2022-12-6 19:26
本帖最后由 shawnwinton 于 2022-12-6 19:27 编辑

cloud 发表于 2022-12-6 13:09
https://www.zhihu.com/question/555969048/answer/2723462911

我觉得可以看看我13代测试的游戏部分都 ...

判断游戏CPU瓶颈的方法不是看CPU占用率占满没，而是应该反过来看GPU的占用率，如果GPU占用率不满，就说明GPU FPS低于CPU FPS，性能发挥被限制。

这是你的原文，按照原来的思维这句话是没错的，但就如23# 42#楼的回复，原因并不能完全归咎与CPU，很常见的例子，我换了XXCPU+XX显卡后帧数和以前一样等等，我发这贴的大概意思是想说：内存（和三缓）效率对于瓶颈的影响很大，而直接说CPU瓶颈似乎不准确，虽然它们跟CPU的设计有直接关系。

作者: wawa 时间: 2022-12-6 19:33
我双11帮朋友装了5800x3d,配的金百达3600 c16
和我自己用的13700k对比了下星际2rpg地图

13700k c3600 对比5800x3d c3600最低帧只高1帧
如果是13700k超频全P 5.8g,ring 5g 内存4400 c15
最低帧差了10fps

我觉得5800x3d这种U打游戏是真的屌
只是上限不够,因为基本没得超
我朋友找我装电脑一般都是打游戏,暴雪全家桶居多,统统5800x3d

作者: 灵乌路空 时间: 2022-12-6 19:41
(, 下载次数: 49)

https://www.bilibili.com/video/BV16r4y137uz/

看完就懂了

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