到底誰是瓶頸?深入研究游戲提速之謎
曾經有位真誠的網友給我發了一份求助信,我沒有珍惜,只是草草回信了之,等我后來遇到類似情況之時才后悔莫及,人世間最痛苦的事莫過于此,如果上天能夠給我一個再來一次的機會,我會對那個網友說三個字:謝謝你。如果非要在這份謝意上加個附件,我希望是……您能把本文從頭至尾閱讀完!
泡泡網評測室“You Think.I Do”欄目創辦以來,我們收到了很多熱心網友的來信,大家紛紛將自己的想法和建議發了過來,這讓我們獲益匪淺,評測文章的思路和選題開闊不少,我們無以為報,只有為廣大讀著奉獻更多實用、公正、權威、新穎的精彩文章。
當然也有不少網友發來求助郵件,但由于編輯的精力有限,有些未能及時答復,有些僅僅就事論事簡單作答,其實很多網友的問題都很有代表性,比如去年就有網友發來了這樣一份郵件:
duke_***@yahoo.com.cn:我想知道在游戲讀取時,快慢看的是什么硬件?CPU、內存、GPU、硬盤,哪個影響最大?
當時筆者是這樣給他回復的:都有關系,內存大小最為直接,但如果你有雙通道DDR2-800 2GB以上的內存,那再大再快就沒多少影響了,此時CPU速度就比較關鍵。硬盤的速度一般來說不是瓶頸,因為CPU編譯數據的速度沒那么快,顯卡只影響游戲運行速度,跟游戲加載速度沒多大關系。
古語有云:“事不目間耳聞,而臆斷其有無,可乎?”筆者雖然接觸硬件很多,但還真沒有專門針對游戲加載速度進行過測試,當時筆者的這番回復看似挺有道理,實則毫無根據。直到近期測試幾塊硬盤時,才發現原來影響游戲啟動速度的因素非常多,遠非想象中的那么簡單。
于是,筆者開啟了這份塵封已久的郵件,花了很多時間,嘗試了電腦關鍵配件的各種排列組合,并精確測試其性能表現,本文就此誕生……
為讓評測文章更具參考價值,同時也讓廣大網友能夠看到自己最感興趣的內容,泡泡網DIY評測室特意開設了“You Think.I do”板塊,您可以將最感興趣的內容、甚至任何想法發送到郵箱“Think@PCPOP.COM”,我們會有針對性地挑選網友關注的熱點進行評測,一旦您的建議被采納,在評測文章發布之日我們會為您送出精美禮物一份!
往日經典文章回顧:
電腦的游戲性能,所有的IT網站和雜志都在做各種測試:游戲卡不卡、特效能否全開最高、抗鋸齒性能如何……不管測顯卡、CPU還是內存,最終衡量游戲性能的唯一指標其實是FPS(幀率),只要FPS足夠高游戲就能流暢運行,這樣的電腦才算是速度快性能強。
玩游戲追求的是爽快、酣暢淋漓的感覺,FPS自然是越高越好,而與FPS有直接關系的自然就是顯卡,CPU內存這些配件都只能退居其次,尤其是目前CPU性能越強,內存帶寬充足,價格越來越便宜的情況下,基本上CPU和內存都已經不再是瓶頸,只要保證不拖后腿就行了。
通過我們之前“撥亂反正!論游戲電腦CPU和GPU之搭配”的測試來看,主流CPU對于游戲來說,已經處于性能過剩狀態,更強的CPU、更高的頻率都不會對游戲FPS帶來額外的性能提升,那對于游戲玩家來說,買上千元的中高端CPU并且極限超頻,豈不是一點意義都沒有了?
當然不是!FPS只是游戲性能的一方面,當游戲FPS足夠高的情況下,您就會特別在意游戲的啟動速度、加載地圖耗時多少、讀取存檔快不快、場景切換時卡不卡、每過一關進入下一關時迫不及待……此時的游戲性能就跟CPU有莫大的關系了:

圖:從第一場景開始到第二場景結束的全過程
這是之前筆者測試CPU與GPU搭配時所繪制的CPU占用率曲線,其中令人印象最深刻的就是——E2200比其它CPU多花了20秒的時間才從第一場景過渡到第二場景(100-160秒的區間),而E8200和Q9450由于速度較快,就提前結束了全部測試(總共不到320秒)。由此可見,CPU性能/頻率雖然對于游戲FPS貢獻不大,但卻能大大加快游戲加載過程!
那么除了CPU之外,電腦內部的其它核心配件(顯卡、內存、硬盤)對于游戲加載速度的影響有多大呢?游戲提速的瓶頸到底在哪?本文就對此進行深入研究!
為了測試游戲加載時間,筆者選擇了幾款知名度比較高的游戲,其中包括廣大玩家喜聞樂見的《3DMark Vantage》測試軟件,經久不衰的經典之作《魔獸爭霸:冰封王座》,史上最BT的大作《Crysis》和《FarCry2》。
● 3DMark Vantage:
之所以選3DMark Vantage,并不是因為它的畫面華麗或者要求苛刻,而是因為它的加載時間十分漫長,軟件啟動后設置好模式,點擊“開始測試”后需要整整Loading 1-2分鐘才可能正式進入測試畫面,高配置電腦能夠大幅縮短加載時間。
所以3DMark Vantage能夠代表一些大型3D游戲的啟動/加載過程,而且測試結果也比較精確。
測試方法:啟動軟件后,點擊“Run Benchmark”開始測試,計算從鼠標點擊到進入第一測試場景所花時間。
● 魔獸爭霸3:冰封王座:
本來想要測的是熱門的《魔獸世界》,但由于網絡游戲的場景不固定,隨機因素比較大,測試結果很不精確,所以只好選擇暴雪的另一款經典游戲《魔獸爭霸3》。
這款游戲雖然消耗資源不多,但一些玩家自定義修改的RPG地圖要比游戲自帶地圖復雜很多,在讀取這類地圖時消耗時間也比較長,絲毫不遜于最新的大作,因此筆者決定將魔獸爭霸也拿來做測試,它可以代表一些老游戲的加載過程。
測試方法:進入魔獸爭霸后,讀取地圖《守衛劍閣1.3XZ3》,計算從加載到完成所需時間。
● 孤島危機:
Crysis的大名真可謂如雷貫耳,其畫面華麗程度以及對顯卡的苛刻要求至今無出其右者,是目前評測顯卡必測的游戲之一。除了對顯卡要求較高之外,Crysis對CPU的要求也不低,而且由于游戲體積非常龐大,運行時對于硬盤和內存要求也比較高。
測試方法:運行游戲自帶的CPU Test1批處理文件,計算從開始啟動到進入游戲測試畫面所花時間。
● 孤島驚魂2:
FarCry2的畫面雖然和Crysis有很大差距,對系統的要求也低不少,但這款游戲最大的特性就是游戲世界面積達到50平方公里,玩家在游戲過程中可以實現不同區域的地圖無縫過度,因此對于游戲加載性能是另一番考驗。
測試方法:運行游戲自帶的FC2BenchmarkTool,計算從點擊開始測試到進入游戲測試畫面所花時間。
● 游戲加載時間測試方法:
每次測試前首先重新啟動系統,確保游戲是第一次啟動,因為二次啟動時內存會有殘余數據,導致加載時間縮短,影響測試結果的準確性。
由于四款游戲的啟動方式各有差別,我們無法使用精確的測量軟件來計算加載時間,于是只好使用原始的掐表計時方法,從鼠標點擊“加載/運行”游戲開始計時,到游戲進入3D畫面后終止,秒表統計出最終結果,估計誤差在0.5秒以內。對于一款加載時間在半分鐘以上的游戲來說,0.5s的誤差就可以忽略不計了,這點時間確實很難察覺。
● 測試平臺:
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泡泡網評測室 | |
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硬件系統配置 | |
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Intel Core i7 920 (133×20=2.66GHz,L2=2M,L3=8M) Intel Core 2 Quad Q9450(333×8=2.66GHz,L2=12M) Intel Core 2 Duo E8200(333×8=2.66GHz,L2=6M) Intel Core 2 Duo E7200(266×9.5=2.53GHz,L2=6M) Intel Core 2 Duo E5200(200×12.5=2.5GHz,L2=2M) Intel Core 2 Duo E2200(200×11=2.2GHz,L2=1M) | |
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顯 卡 |
ASUS HD4870 512MB(750/3600MHz) ASUS HD4650 512MB(750/1800MHz) |
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主 板 |
ASUS Rampage II Extreme(X58) ASUS Rampage Formula(X48) |
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內 存 |
DDR3-1066 1GB×3(5-5-5-15 2T) DDR2-800 2GB×2(5-5-5-15 2T) DDR2-800 1GB×2(5-5-5-15 2T) |
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硬 盤 |
Intel SSD WD 640GB×3 Raid0 |
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電 源 |
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顯示器 |
Sony 40V380A |
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軟件系統配置 | |
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系 統 |
Windows vista Unimate SP1 32Bit |
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DirectX |
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驅 動 |
催化劑9.2WHQL |
CPU方面,涵蓋了目前Intel市售全系列型號,雙核有1M\\2M\\3M\\6M四個版本,可以考察二級緩存對游戲加載速度的影響,四核也加入了Q9450和最新的i7 920,可以看看四核比雙核有無優勢,當然CPU超頻也不會落下。
顯卡方面,并沒有選擇太多,只是挑選了兩款性能差距很大的顯卡,看看對游戲加載速度有無影響。
內存方面,容量和速度分別進行測試,2GB和4GB做對比,DDR2-800和DDR2-1066做對比,考慮到CPU外頻對內存帶寬會有影響,因此超頻后再次進行對比。
硬盤方面,由于測試條件限制未能組建Raid0,但還是對比了普通硬盤和固態硬盤的性能,看看近期關注度超高的SSD能否提高游戲運行速度。
升級內存對于玩家來說最為方便了,買來直接插上就能用,所以筆者首先測試內存容量和速度對于游戲啟動速度的影響。

裝好常用必備軟件的Vista系統就要占據將近1GB的內存(物理內存+虛擬內存總量),而一般大型游戲也要消耗1GB甚至更多的內存,因此2GB對于Vista來說是捉襟見肘的,如果在游戲過程中頻繁的使用虛擬內存,就會造成游戲性能的下降,尤其是在加載過程中。
通過測試來看,耗時最長的3DMark Vantage反而沒受到內存容量的影響,因為它本身不是個完整的游戲,體積不大占據內存也不多,2GB綽綽有余了。而其它三款大型游戲在加載過程中,都或多或少的受到內存容量的影響,雖然只有一兩秒鐘而已。


無論Q9450是否超頻,內存頻率還是對加載速度有一定的貢獻,尤其是負荷最大的3DMark Vantage,在CPU高外頻(3.2GHz 400外頻)的時候內存頻率影響更大,因為只有外頻足夠高內存帶寬才能得到充分利用。
不過考慮到DDR2-1066內存條要比同容量DDR2-800貴不少,這樣的投資似乎并不劃算,對于Core2來說DDR3就更不值了。
Intel劃分CPU檔次的主要手段就是二級緩存,其次才是外頻和主頻,1M的E2200、2M的E5200、3M的E7200、6M的E8200,他們之間價格相差一百甚至幾百元,那對于游戲加載速度的影響能有多大呢?
為了消除外頻和主頻的影響,此次筆者特意將四顆CPU統一設定為8×333=2666MHz,此時測試結果基本完全取決與CPU的二級緩存大小:




除了很老的魔獸爭霸外,其它幾款游戲對L2都比較敏感,1M是完全不夠用的,E5200要比E2200在相同頻率下快不少,而2M/3M/6M之間的性能差別分別在1-2秒之間,綜合來看E5200的性價比還是最高的,而E7200和E8200也體現出了自己的價值,至少不會像在游戲FPS測試中那樣一點貢獻都沒有!
CPU頻率越高,速度自然越快,可是這條理論對于游戲性能(此處指FPS)并不適用,游戲FPS主要取決于顯卡,CPU只要不是瓶頸就行了。那么頻率越高的CPU能否讓游戲加載速度變得更快呢?




測試結果非常直觀,CPU頻率對啟動時間的影響幅度比內存容量、速度、還有二級緩存都要大很多,默認頻率2.2GHz的E2200隨便超到2.66GHz,游戲加載時間就能減少5-6秒。默認頻率已經高達2.66GHz的E8200,超到3.6GHz還能變得更快,加載時間又能減少5-6秒,這種速度提升就要比FPS提升5-6幀強很多倍!
筆者還嘗試了將其超至4GHz,由于這顆E8200體制較差此時雖然不太穩定,但游戲速度還能繼續提高,看來CPU性能才是游戲最大的瓶頸!
之前做過很多測試,四核相比雙核,在幾乎所有的游戲中都不能帶來額外的FPS提升,因為游戲根本無法利用到雙核處理器的全部效能。那么在游戲加載過程中,四核能否憑借富裕的處理能力,讓游戲啟動的更快呢?
Q9450就相當于是兩顆E8200粘起來的膠水四核,主頻外頻L2都完全相同,用他們兩個做對比就能直接體現出四核與雙核的差異。另外筆者還特意加入了同為2.66GHz的i7 920,看看Intel非常先進的四核處理器比起上代產品有無過人之處。




測試結果一目了然,不管是否超頻,Q9450的表現與E8200如出一轍,四核無用論對于游戲加載速度也能適用。
不過,i7的表現令人眼前一亮,它始終都要比Core 2 Quad快一點,尤其是在比較苛刻的3DMark Vantage加載過程中,足足快了十多秒,看來i7全新的架構功不可沒,即便四核對游戲依然無用,但原生四核、三通道DDR3內存、8M共享三級緩存、QPI總線這些設計都讓i7的單核效能更上一層樓,實為游戲玩家的非常好的利器!
通過前面的測試可以發現,CPU本身的規格以及頻率對游戲啟動速度的影響最大,所以筆者就使用主流的E8200將其超至3.6GHz這個可以長期穩定使用的頻率,雖然CPU瓶頸依然存在但已經得到了有效的緩解,然后再更換硬盤,測試硬盤對游戲速度的貢獻。
首先我們了解下兩塊待測硬盤的理論讀取速度到底如何,大家也好心里有數:Intel SSD的讀取速度高達210MB/s,而且尋道時間極低,而WD640GB這塊普通硬盤的平均讀取速度只有90MB/s,最高速度也才114MB/s,而且尋道時間多達12ms(這已經是3.5寸硬盤中最快的了)。

對于魔獸這種老游戲來說,游戲總體積還不到1GB,游戲啟動過程中也不會讀取太多數據,普通硬盤的速度絕對夠用;體積只有幾百兆的3DMark Vantaga也是如此,即便啟動時間長達一分多種,更換為SSD之后時間也僅縮短了一秒而已。
而FarCry2則在啟動時讀取了太多數據,所以更換SSD后速度又提升不少,比超頻CPU還管用,而Crysis則提升有限,這可能跟測試場景和關卡有關系。
顯卡可謂是游戲的主角,好顯卡可以讓游戲運行更加流暢、上高分辨率、特效全部開啟、打開AA/AF讓畫質更好,這是眾所周知的道理。那么好顯卡能否讓游戲跑得更快呢?

測試結果讓人比較失望,HD4870的性能可達HD4650的三倍,可游戲啟動/加載速度絲毫沒有變得更快,這是因為在正式介入游戲3D界面之前,顯卡基本無所作為,頂多也就是往顯存中預讀一些數據,這對于帶寬比內存高許多的顯存來說根本就是小菜一碟,不會造成瓶頸。
至此所有的測試就告一段落了,由于測試條件所限未能驗證所有配件的各種組合,但相信目前所測得的結果對很多朋友都有一定的參考價值了,游戲讀取速度的瓶頸在哪已是顯而易見!
● 游戲啟動時間測試數據一覽:

16×4=64組測試數據,耗費整整一周時間
● 測試遺憾:
由于時間所限,沒有對AMD平臺的CPU進行對比,不過游戲啟動速度以后會作為我們的基本測試項目之一,主要用以考察CPU性能,AMD CPU能否在這方面超越Intel,我們拭目以待。
由于顯卡對游戲加載速度完全沒有影響,所以就只測了兩塊顯卡,直到文章截稿時才想起來漏了一種市場占有率最高的顯卡——整合顯卡!整合顯卡需要占用系統內存當做顯存使用,這樣會造成內存性能下降,進而影響到游戲的加載速度,但具體能影響多少就不得而知了,遺憾。
由于手頭空閑硬盤沒有兩塊一樣的,所以未能組建Raid0系統進行測試,基本上Raid0之后磁盤讀取速度就能翻倍,這樣游戲速度就能得到提升。不過考慮到Intel單塊SSD的讀取速度就是普通硬盤的兩倍,因此我們可以猜測普通硬盤組Raid0后并不會讓游戲速度得到明顯提升,畢竟磁盤瓶頸還不明顯。
● 測試結果分析與全文總結:
很顯然,CPU才是影響游戲加載速度快慢的主要瓶頸,這與我們之前“夠用就好”的原則不符,實際情況是頻率越高越好、緩存越大越好、架構越新越好。CPU即便是超頻到3.6GHz都還是瓶頸,因為超頻到4GHz后速度還能加快,既便如此幾款游戲的加載時間都在20秒以上,如此看來目前的CPU性能還是不夠強……
只要CPU還是主要瓶頸,那么內存硬盤這些配件就不會對游戲速度造成本質性影響,換句話說CPU能引起質變,而其它配件只能引起量變,不過量變累積起來也能引發質變。
綜合來看,性價比高的CPU非E5200莫屬,當然默認頻率下用太浪費了,對于這顆超頻神器來說,理應3.6GHz起,如果條件允許的話4GHz長期使用,游戲速度的提升是立竿見影的。
發燒玩家對于速度的追求是無極限的,只要能獲得一點點性能提升,他們就會趨之若鶩,所以內存、硬盤一定要盡可能用最好的,雖然四核對游戲毫無幫助,但Core i7的優異表現令人刮目相看,超頻到4GHz左右長期使用的話,絕對是目前最強的游戲主機!
當然,光有游戲啟動/加載速度快還是沒用的,想要游戲流暢完爽還得依靠高性能顯卡的支持,所以CPU和顯卡之間的搭配與取舍也是相當重要的,這就得看玩家自己的經濟條件以及主觀感受了。■<
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