Что такое узкое место ПК? Его причины, как определить и избежать?
Вы хотите узнать все о узком месте ПК? Я написал это руководство, чтобы помочь вам понять основы того, как работает узкое место CPU GPU и как это может помочь вам обеспечить бесперебойную обработку графики и общую производительность вашего ПК.
Для этого вам понадобится способ избежать и уменьшить узкое место ПК, потому что, даже если у вас дорогой графический процессор или CPU, проблемы с производительностью всё равно могут возникнуть. Всё дело в правильном подборе компонентов – балансе.
Прежде чем я расскажу вам, почему на ПК возникают узкие места CPU и GPU и как их избежать, давайте сначала рассмотрим определение узкого места, а затем я углублюсь в советы о том, как определить и избежать узкие места.
Руководство по узкому месту ПК
Что такое узкое место CPU GPU?
Узкое место в компьютере — это ситуация, в которой менее работоспособная часть снижает производительность более работоспособной части. Это приводит к тому, что в определённый момент в нашей системе данные “застревают”, не позволяя другим компонентам полностью раскрыть свой потенциал, поэтому мы получим более низкую производительность, чем ожидалось, как показано на рисунке ниже.
Узкие места в ПК часто возникают, когда компоненты компьютера не сбалансированы, в основном между CPU и GPU, поскольку именно они выполняют большую часть вычислительной работы и постоянно взаимодействуют друг с другом.
Если баланс между CPU и GPU нарушен, один из них может стать узким местом и значительно повлиять на производительность обработки. Когда производительность процессора низкая и графический процессор не может использоваться эффективно, это называется “узким местом CPU”. Противоположная ситуация называется “узким местом GPU”.
Роль графических процессоров в узком месте
Графический процессор играет решающую роль в плавном рендеринге изображений. Для достижения этого он определяет цвет и прозрачность каждого пикселя для каждого кадра и сохраняет их в буфере кадров для рисования. Этот процесс включает в себя различные задачи, такие как вычисление положения объектов, таких как игрок, фон и враги, с использованием преобразования координат для отображения результатов на обычном или игровом мониторе.
При выполнении лёгких операций, таких как создание офисных документов или просмотр Интернета, объём обрабатываемых данных невелик, поэтому графическая производительность компьютера обычно не является проблемой.
При работе с интенсивными задачами, такими как расширенное редактирование видео, 3D-моделирование с использованием программного обеспечения CAD или 3D-игры, обработка графики может не выполняться, что приводит к заиканию во время воспроизведения видео или снижению производительности.
Следовательно, память GPU, архитектура, технология, ядра Cuda и общая производительность имеют решающее значение для запуска таких требовательных приложений на компьютере.
Роль процессоров в узком месте
Центральный процессор, мозг компьютера, управляет всем компьютером, управляя различными частями от блоков памяти и инструкций обработки до периферийных устройств, таких как клавиатуры и мыши. Кроме того, в то время как GPU обрабатывает задачи, связанные с графикой, CPU обрабатывает более сложные операции.
Хотя может показаться, что CPU не играет большой роли в графике, на самом деле он выполняет множество задач, таких как вычисление физики столкновений и движений объектов, управление искусственным интеллектом противника, генерация звуковых эффектов, обновление пользовательского интерфейса, управление пользовательскими вводимыми данными и синхронная обработка данных и т.д.
Например, при производстве компьютерной графики 3D на процесс объединения больших объёмов данных в один выходной файл, известный как “рендеринг”, сильно влияет производительность центрального процессора.
Продолжительность рендеринга может быть значительно сокращена с помощью процессора с большим количеством ядер и потоков, что позволяет выполнять более сложные задачи одновременно.
Узкое место CPU возникает при высоких кадрах в секунду
Хотя GPU создаёт один кадр в течение 16,66 мс, если CPU отстаёт от задач в каждом кадре, это ограничит частоту кадров и не сможет быть увеличено.
Это особенно сложно при стремлении к высокой частоте кадров, такой как 240 Гц, для которой процессору требуется завершить обработку в течение чуть более 4 мс, то есть в четыре раза больше. Вы можете следить за историей до сих пор, но вычислительные возможности CPU имеют решающее значение для достижения высокой частоты кадров.
Другими словами, чем выше частота кадров в секунду, тем больше вероятность возникновения узких мест в процессоре, потому что процессор должен обрабатывать ту же обработку за более короткое время. Это зависит от игры, но особенно при воспроизведении игр в FullHD частота кадров в секунду часто не поднимается выше определенного уровня, независимо от того, насколько хороший установлен графический процессор.
Процессор вряд ли будет узким местом для игр 4K
С другой стороны, при достижении высокого разрешения, такого как 4K, вычисления могут быть немного более точными, но другие процессы будут постоянно загружены из-за разницы в разрешении.
Поскольку в режиме 4K видеокарта может с трудом поддерживать высокую частоту кадров в секунду, узким местом является исключительно графический процессор, а не центральный процессор, что с меньшей вероятностью является ограничивающим фактором.
Как определить узкие места на ПК?
- Проверьте производительность вашего CPU, графического процессора и оперативной памяти с помощью инструментов системного мониторинга, таких как диспетчер задач, монитор ресурсов или стороннее программное обеспечение, такое как MSI Afterburner.
- Например, откройте игру и играйте в неё не менее 30 минут. Обратите внимание на высокие показатели загрузки любого из этих компонентов. Если один компонент постоянно работает с максимальной производительностью, в то время как другие остаются в среднем на уровне от 50 до 70%, это может указывать на узкое место.
- Например, если CPU в среднем составляет 40%, в то время как GPU часто записывает значения выше 90 %, это представляет собой узкое место видеокарты. Аналогично, если вы заметили, что GPU составляет в среднем 50%, в то время как CPU часто записывает значения выше 90 %, у CPU есть узкое место.
Примечание: иногда разница в использовании между компонентами может быть не столь очевидной. В случае, когда CPU работает на 80%, а GPU — на 60%, это вызывает небольшое узкое место в процессоре, и беспокоиться об этом не стоит. Стоит отметить, что низкий процент использования указывает на то, что компонент простаивает или находится в режиме ожидания, в то время как высокий процент указывает на перегрузку.
Как устранить узкое место CPU GPU?
Как только вы выясните, какой компонент, по вашему мнению, вызывает узкое место, графический процессор или CPU, вы можете работать над его устранением.
ПРОЦЕССОР
Если вы заметили, что процессор не справляется с работой, очевидным решением является снижение его рабочей нагрузки. Например, вы можете закрыть открытые программы с помощью диспетчера задач. Аналогичным образом, вы можете ускорить процесс запуска, исключив некоторые программы, которые запускаются автоматически. И избегайте работы со многими открытыми программами. Многозадачность перегрузит ваш процессор больше, чем необходимо.
Ещё одна вещь, которую вы можете сделать, это физически очистить процессор, включая радиатор, и заменить термопасту. Более высокие, чем обычно, температуры PCH-ядра могут привести к значительному снижению производительности процессора. Это не только позволяет избежать высокого шума вентилятора, но и поддерживает хорошую температуру.
Одним из возможных решений повышения производительности является разгон центрального процессора, но не все процессоры могут быть разогнаны. Если это не сработает, рассмотрите возможность обновления вашего центрального процессора до процессора с большей вычислительной мощностью. Просто убедитесь, что оно совместимо с типом сокета вашей материнской платы, прежде чем вносить изменения.
Графический процессор
Если узкое место возникает из-за графического процессора, вы можете попытаться исправить это, изменив настройки игры. Это включает в себя снижение разрешения, изменение настроек детализации или уменьшение количества отображаемых кадров в секунду (FPS).
Другим решением является очистка видеокарты от пыли, поскольку это является одной из основных причин регулирования температуры и может препятствовать её функционированию. Кроме того, проверьте общие настройки вашей видеокарты и актуальность драйверов. Наконец, если ничего из этого не работает, вы можете рассмотреть возможность обновления вашего GPU до более совершенной модели.
Концепция баланса (комбинации) CPU и GPU
Лучший способ устранить узкое место в CPU и GPU — это, без сомнения, заранее сбалансированный выбор компонентов, включая разъём DVI, DisplayPort или HDMI (разные версии поддерживают разную максимальную частоту кадров в секунду). Не переходите и не оставляйте в стороне процессор или видеокарту.
Обычно лучше использовать комбинацию CPU и GPU в одном диапазоне, чтобы соответствовать этому стилю разработки, особенно если вы хотите добиться высокой частоты кадров вместо 4K.
Независимо от того, насколько высокопроизводительный графический процессор установлен и подходит ли он для требовательных приложений, таких как 3DCG, 3DCAD и 3D-графические игры, низкоэффективный процессор всё равно может привести к неудовлетворительным условиям работы. Кроме того, существует риск возникновения проблем при использовании компьютера не по назначению из-за ограниченной производительности процессора.
Поэтому, независимо от того, используете ли вы свой компьютер только для определённой цели или для широкого спектра вариантов использования, обеспечьте хороший уровень производительности процессора. Кроме того, благодаря сочетанию компонентов с одинаковыми уровнями производительности, таких как высокопроизводительные CPU и GPU, CPU и GPU среднего уровня и CPU и GPU низкого уровня, каждая часть функционирует эффективно.
Ниже приведена таблица, в которой перечислены процессоры и графические процессоры с балансом производительности, позволяющим избежать узкого места:
| Начальный уровень
| Средний диапазон | High End |
| Intel Core i3 или более старый Core i5 / AMD Ryzen 3 или более старый Ryzen 5
| Последнее поколение Intel Core i5 / AMD Ryzen 5 | Последнее поколение Intel Core i7 / AMD Ryzen 7 |
| GTX 1050 Ti, GTX 1060 или RX RX 6400. | GTX 1660 Ti, GTX 1660 или RX 5500 XT 8 ГБ | RX 5700 XT, RTX 3070 или RTX 2080. |
То же самое касается компонентов высшего класса, таких как Core i9 / Ryzen 9, с графическим процессором NVIDIA GeForce RTX 4070, 4070 Ti или RX 7900 XT. вышеописанные предназначены для энтузиастов и профессионалов, которым требуются высочайший уровень производительности и возможности многозадачности.
Заключение
Причина узкого места — не что иное, как сочетание имеющегося у нас оборудования и требований игры, в которых возникает проблема. Если ваши компоненты не сбалансированы, их можно считать ответственными за узкое место, но на более сбалансированном компьютере обычно виновата игра и то, как игра запрограммирована, и мало что можно сделать.
Если вы знаете, в какую игру хотите поиграть, вполне разумно проверить точку баланса между CPU и GPU, исходя из рекомендованных производителем спецификаций. Самая экономная комбинация CPU и GPU — это та, при которой оба процессора загружаются без ощущения перегруженности.