Сколько ядер нужно для игрового ПК в 2024 году?

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.

Особенности тестирования

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:

• Материнская плата: Gigabyte B650 DS3H
• ОЗУ: 2x16 ГБ DDR5-6400 МГц
• Видеокарта: Gigabyte GeForce RTX 4080
• SSD: Samsung 980 Pro 512 ГБ, Gigabyte Aorus Gen5 10000 2 ТБ
• Система охлаждения: Noctua NH-U12A
• Блок питания: Corsair HX750i

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

• 16 ядер / 32 потока (2 модуля по 8 ядер) - Ryzen 9 7950X3D
• 12 ядер / 24 потока (2 модуля по 6 ядер) - Ryzen 9 7900X3D
• 8 ядер / 16 потоков (1 модуль, 8 ядер) - Ryzen 7 7800X3D
• 8 ядер / 16 потоков (1 модуль, 8 ядер) - Ryzen 7 7700X
• 6 ядер / 12 потоков (1 модуль, 6 ядер) - Ryzen 5 7600X

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:

• Counter-Strike 2
• Dota 2
• Cyberpunk 2077
• Alan Wake 2
• Baldur's Gate III
• Starfield
• Hogwarts Legacy
• Cities Skylines II

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

Результаты синтетических тестов

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:

• 12 ядер / 24 потока (2x6 с SMT) быстрее 16 ядер / 16 потоков (2x8 без SMT)
• 8 ядер / 16 потоков (1x8 с SMT) быстрее 12 ядер / 12 потоков (2x6 без SMT)
• 6 ядер / 12 потоков (1x6 c SMT) быстрее 8 ядер / 8 потоков (1x8 без SMT)

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.

Производительность в играх

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.

Заключение

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:

• На 4-ядерных процессорах она дает ощутимый прирост в играх (5-20% в зависимости от движка)
• В случае с 6-ядерными CPU SMT может добавить 5-10% к среднему FPS
• На 8-ядерных процессорах и старше SMT уже бесполезен для прироста FPS, а иногда даже контрпродуктивен.

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:

• Современные процессоры (Intel 13000, AMD Ryzen 7000) имеют на 30-40% более высокую производительность ядер, чем 3-4х летней давности модели. Это отражается на FPS.
• Кеш большего объема при прочих равных даст больше производительности, чем +2 ядра.

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.