您是否购买了新的处理器,但性能却没有明显提升?
计算机的游戏性能是一个复杂的生态系统,其整体体验取决于多个硬件组件的协调运行。这些组件包括中央处理器 (CPU/CPE)、图形处理器 (GPU/GPE)、系统内存 (RAM)、存储单元(SSD、HDD),甚至显示器。所谓的“瓶颈”是指某个组件的限制导致其他更强大的组件无法全速运行,从而导致性能下降、延迟或卡顿。
用户普遍存在的一个误解是,只需升级 CPU 或 GPU 就能自动解决所有性能问题。然而,如果升级的组件并非真正的限制因素,那么这项投资带来的性能提升将微乎其微,甚至毫无显著提升。这意味着,传统的升级思维模式(通常由注重 CPU 或 GPU 基准测试的营销驱动)需要改变。
现代游戏中真正的性能优化需要一种整体的方法。玩家必须明白,系统的整体性能取决于其最薄弱的环节。这将改变投资策略,从最大化单个组件的性能,到确保所有硬件之间的均衡协同,从而最大限度地提高每笔投资的性能,并避免昂贵且低效的升级。
硬件不再是计算机的“始”和“终”。软件方面(我们在关于 Nvidia 目前拥有的所有图形技术的文章中探讨过)正变得越来越重要。
计算机的瓶颈是什么?
计算机中的瓶颈是指限制整个系统性能的组件。它是最薄弱的环节,阻碍了其他(更快的)部件发挥其全部潜力。在游戏环境中,我们最常谈论的是处理器 (CPU) 和显卡 (GPU),它们是潜在瓶颈的主要来源。例如,如果处理器的速度比显卡慢,它就无法足够快地传输数据,从而导致显卡无法满负荷运行。这种现象被称为 CPU瓶颈 或处理器方面的瓶颈。相反, GPU瓶颈 当显卡处于最大负载下并成为系统的阻碍时,就会发生这种情况,而处理器可以处理更多负载。
务必了解每个游戏或应用程序对组件的压力程度不同。最终性能总是受制于最先达到极限的组件。例如,如果您升级了处理器,但性能并未提升,那么另一个组件很可能是导致性能低下的罪魁祸首。
处理器或显卡的瓶颈在哪里?
我们将游戏分为处理器性能更重要的游戏(CPU 绑定)和显卡处于最前沿的游戏(GPU 绑定)。
在处理器至关重要的游戏中,处理器会计算游戏逻辑、对手的智力、物理,管理大量单位(NPC),简而言之,承担着大量的工作。这类游戏的最佳例子是策略游戏(例如《文明》、《帝国时代》等)和模拟游戏(例如《微软飞行模拟器》、大型多人在线游戏等),在这些游戏中,处理器必须实时处理大量数据。
在这类游戏中,升级到更快的处理器会显著提升帧率。较慢的处理器会导致帧率低和卡顿,因为它无法跟上游戏节奏。如果游戏的流畅度主要取决于处理器的性能,那么升级到更强大的显卡并不能带来理想的效果,至少不值得花费 500 欧元甚至更多。即使你购买了 RTX 5090,在这类游戏中,处理器的性能仍然会限制你的游戏体验。
像《赛博朋克 2077》、《荒野大镖客 2》、《天国:拯救 2》这样的图形密集型游戏对显卡的负担最大,因为显卡需要绘制图形、提供着色、渲染等等。在这种情况下,处理器主要只是辅助显卡并向其发送数据。例如,如果您在玩《赛博朋克 2077》时发现显卡的功耗高达 99 %,那么升级到更新的处理器就毫无意义了,因为您已经充分利用了显卡的全部性能。AMD 的 X3D 芯片也同样无法带来如此出色的性能。
分辨率和图形设置在决定游戏是否受限于 CPU 或 GPU 方面起着重要作用。一般来说,较低的分辨率和要求较低的设置更容易出现 CPU 限制,而高分辨率(4K)和极高图形设置则会给 GPU 带来更大的压力。
这是因为显卡的工作负载会随着分辨率的提高(需要渲染的像素更多)而呈指数级增长,而处理器的工作负载则基本保持不变。在 1080p 分辨率下,强大的 CPU 可以渲染大量帧,但 GPU 可能无法跟上。在 4K 分辨率下,GPU 全速运行,而 CPU 通常未得到充分利用。实际上,这意味着如果您以超高分辨率玩游戏,您的显卡性能可能会受到限制,因此更快的处理器并不会显著提高帧速率。相反,在低分辨率下,由于处理器的限制,更强大的显卡可能无法得到充分利用。
想想你最常玩什么游戏。如果你是策略游戏迷,升级处理器能让你获得更流畅的游戏体验。如果你是角色扮演游戏迷,并且经常遇到卡顿问题,那么第一步是换一块新显卡,但要确保你的处理器能够跟上。
其他组件也可能成为瓶颈
处理器和显卡并非唯一会限制计算机性能的组件。更换处理器后问题仍未得到改善的情况屡见不鲜,因为问题出在系统的其他部分。
RAM 过小或过慢都会导致处理器等待数据,无法充分发挥其性能。如果系统 RAM 不足,处理器就必须从速度更慢的磁盘中读取数据,这会导致卡顿、纹理加载缓慢以及帧率下降。RAM 的速度也会影响体验。现代处理器,尤其是 AMD 处理器,在高速 RAM 的支持下性能更佳。过慢的内存会限制处理器与其他组件之间的数据流。升级 RAM(更大容量或更高频率)可以消除这种情况下的性能瓶颈,减轻处理器的负载,并提升性能,尤其是在多任务处理或运行高要求游戏时。因此,如果您只有 8 GB RAM,并且在游戏中耗尽,那么更换处理器对性能的影响并不大。除非您增加内存,否则系统运行速度会很慢。
硬盘 (HDD) 或速度缓慢的 SATA SSD 可能会拖累整体系统响应速度和游戏体验。处理器可能正在全力工作,但如果必须等待数据从磁盘加载,性能就会变得迟缓。在加载游戏和关卡、在开放世界中传输纹理以及启动程序时,这一点尤为明显。
例如,如果您仍在使用旧 HDD,更换处理器并不能显著加快操作系统的启动速度或应用程序的打开速度。在这种情况下,更换新的 SSD 固态硬盘将达到您想要的效果。NVMe SSD 拥有闪电般的读写速度,可以更快地加载游戏和数据,从而减少游戏过程中的延迟。如果您注意到较新的游戏即使在过场动画中也会出现卡顿,那么原因可能是硬盘速度慢。这就是为什么一些游戏已经推荐将它们安装在 (NVMe) SSD 上。
散热不良会间接导致升级失败。每个处理器和显卡都内置了热节流机制,如果温度过高,它们会降低速度进行散热。如果您安装了更强大的处理器,但保留了旧的(性能太弱的)散热器,或者您的机箱通风不良,则可能会发生处理器过热并降低频率,导致其运行速度低于预期的情况。
升级可能会让人觉得没什么用,但实际上处理器由于过热而未能充分发挥其潜力。显卡也是如此。解决方案在于提高散热质量(更好的风冷或水冷、增加风扇数量、更换导热膏),以确保组件能够不受限制地保持高频运行。因此,如果您在更换处理器后发现系统在负载下过热或风扇噪音异常,则可能是温度导致了隐藏的瓶颈。
在这种情况下,请升级冷却系统,否则新处理器的速度不会比旧处理器快很多。
在寻找性能低下的罪魁祸首时,电源并非您唯一会指责的部件。虽然我们会奖励电脑,但新组件的加入也会增加整体功耗。例如,一个旧的 450W 电源无法持续为最新的显卡、处理器和其他组件供电。当您的电脑突然崩溃,或者您运行测试(基准测试)却无法理解组件为何无法达到宣传的速度时,您就会注意到这一点。
始终确保电源足够强大,并有一定的储备(建议比组件的总消耗量多 20 %),以确保稳定运行。
如何识别哪个组件是瓶颈?
在玩游戏或执行高要求任务时,请密切关注 CPU 和 GPU 的使用情况。您可以使用任务管理器等工具或专用程序(例如 MSI Afterburner、HWiNFO、GPU-Z 等)来监控 CPU 和 GPU 的使用情况。在任务管理器的“ 流程 您可以看到游戏中CPU和GPU的使用百分比。
如果 CPU 百分比远高于 GPU,则意味着游戏对处理器的负载过重,处理器可能是瓶颈。如果 GPU 百分比更高,则游戏可能受到显卡性能的限制,而显卡的性能已接近极限。使用 MSI Afterburner,您可以查看游戏过程中组件的消耗情况。
经验法则是,当 GPU 的运行速度接近 100 % 且 CPU 未充分利用时,限制因素在于显卡。但是,如果 GPU 利用率较低(远低于 95 %),且 CPU(一个或多个核心)负载过重时游戏卡顿,则 CPU 限制了性能。
对于日常任务,您可以通过查看延迟发生的位置来识别瓶颈。例如,如果应用程序加载时间较长,请查看磁盘活动。如果发现磁盘活动较高(可能高达 100 %),则问题不在于其他组件,而在于驱动器。
同样,如果您在工作时经常内存满(例如,%+ 的内存占用率高达 95%),系统就会开始使用磁盘上较慢的“交换内存”,这会显著降低性能。这个问题也无法通过更换处理器来解决,只能通过升级内存容量来解决。Windows 中的资源监视器或性能监视器等工具可以显示在特定活动期间 CPU、磁盘或内存是否已达到上限。
升级处理器(或其他组件)并不总是正确的解决方案
升级处理器可能会带来性能的零提升,也可能带来显著的提升,这取决于你使用的游戏和程序,以及处理器是否是电脑性能的瓶颈所在。在掏钱之前,务必弄清楚电脑的瓶颈在哪里。