В характеристиках процессора легко найти десяток чисел: частоту в гигагерцах, количество ядер и потоков, объем кэша, энергопотребление. Но напрямую перевести их в FPS нельзя. Процессор с 16 ядрами не обязательно будет быстрее восьмиядерного в играх, а модель с частотой 5,6 ГГц может уступить процессору с более низкой тактовой частотой.
Причина в том, что игровая производительность складывается сразу из нескольких факторов. Важны архитектура ядер, их реальная частота под нагрузкой, количество ядер, объем и задержки кэша, работа оперативной памяти и особенности конкретного игрового движка.
При этом процессор действительно способен серьезно влиять на FPS. Особенно хорошо это заметно в соревновательных играх с сотнями кадров в секунду, крупных симуляторах, стратегиях, MMO и других проектах с высокой процессорной нагрузкой.
Разберемся, на что влияет процессор в играх, какую роль играют частота, количество ядер и кэш и почему выбирать игровой процессор только по одной характеристике неправильно.
На что влияет процессор в играх
Процессор выполняет значительную часть работы, необходимой для подготовки следующего кадра, а затем формирует команды и данные для видеокарты.
В зависимости от игры на процессор ложатся:
- игровая логика;
- физика и столкновения;
- поведение NPC;
- состояние объектов игрового мира;
- часть анимаций;
- сетевые вычисления;
- подготовка команд для видеокарты;
- фоновые задачи игрового движка.
Например, в большом городе процессору приходится обрабатывать множество NPC, автомобилей, скриптов и объектов. В стратегии – состояние большого количества юнитов. В соревновательном шутере задача другая: подготовить следующий кадр настолько быстро, чтобы видеокарта могла выдавать 300, 400 или больше FPS.
Именно поэтому требования к процессору сильно отличаются даже между играми с похожей графикой.
Что происходит, когда процессор становится ограничением
Процессор и видеокарта работают над кадром одновременно на разных этапах, но каждый компонент имеет собственный предел производительности.
Представим, что видеокарта способна отрисовать 250 кадров в секунду, а процессор успевает подготовить данные только для 170.
Итоговая производительность окажется около процессорного предела. Видеокарта часть времени будет ждать новые данные и не сможет постоянно работать с полной загрузкой.
Замена ее на еще более мощную модель в таком случае ничего не изменит.
Поэтому ответ на вопрос «влияет ли процессор на игры» однозначный: да, причем процессор способен ограничивать не только средний FPS, но и 1% Low и стабильность времени кадра.
В каких играх процессор особенно важен
Сильнее всего разница между процессорами проявляется там, где видеокарта еще имеет заметный запас производительности.
Типичные сценарии:
- Counter-Strike 2, Valorant и другие соревновательные игры при высоком FPS;
- симуляторы;
- стратегии с большим количеством объектов и юнитов;
- MMO;
- крупные игровые миры с большим количеством NPC;
- Full HD с мощной видеокартой и монитором 240–500 Гц.
В таких условиях ограничение часто смещается в сторону процессора.
В 1440p и особенно в 4K на высоких настройках ситуация обычно меняется. Видеокарте требуется больше времени на отрисовку каждого кадра, поэтому различия между процессорами могут сокращаться.
Это не означает, что в 4K процессор перестает иметь значение. Если игра остается процессорозависимой, используется видеокарта верхнего класса или нужен высокий FPS, разница между процессорами может сохраняться. Просто вероятность упора именно в видеокарту становится выше.
На что влияет частота процессора в играх
Тактовая частота показывает, сколько тактов выполняет процессорное ядро за секунду. Например, 5 ГГц соответствуют примерно пяти миллиардам тактов в секунду.
Чем выше частота при прочих равных, тем быстрее ядро способно выполнять последовательность вычислений.
Для игр это особенно важно. Игровой движок нельзя бесконечно разделить между десятками ядер: часть вычислений зависит от результата предыдущих операций. Поэтому скорость наиболее нагруженных потоков часто определяет, насколько быстро процессор сможет подготовить очередной кадр.
Ключевая оговорка здесь – «при прочих равных».
Почему нельзя сравнивать процессоры только по гигагерцам
Один такт не означает одну выполненную операцию.
Разные архитектуры способны выполнять за такт разный объем полезной работы. Эту характеристику обычно описывают через IPC – Instructions Per Clock, то есть количество инструкций за такт.
Поэтому два процессора с одинаковыми 5 ГГц могут заметно отличаться по реальной производительности.
На нее одновременно влияют архитектура ядра, IPC, частота, кэш и подсистема памяти. Поэтому сравнивать гигагерцы относительно корректно прежде всего между близкими процессорами одной архитектуры.
Базовая и максимальная частота – тоже не одно и то же
В характеристиках процессора обычно указаны базовая частота и максимальный Boost.
Максимальные 5,5 или 5,6 ГГц не означают, что все ядра постоянно работают именно на этой частоте.
Современный процессор динамически меняет ее в зависимости от:
- количества нагруженных ядер;
- температуры;
- энергопотребления;
- лимитов мощности;
- характера задачи.
Поэтому для игр имеет значение не только максимальная цифра в спецификации, но и частота, которую процессор способен реально поддерживать под конкретной нагрузкой.
Пример – Ryzen 7 9800X3D и 9850X3D. Эти процессоры хорошо показывают роль частоты.
Оба используют восемь ядер Zen 5 и 96 МБ L3-кэша. Одно из главных отличий Ryzen 7 9850X3D – более высокая максимальная частота: до 5,6 ГГц против 5,2 ГГц у 9800X3D.
При этом дополнительные 400 МГц не превращаются в пропорциональную прибавку FPS. В среднем игровое преимущество 9850X3D оказывается значительно меньше относительной разницы в максимальной частоте.
То есть частота процессора действительно влияет на FPS, но только как часть общей производительности ядра. Увеличение гигагерцев не дает фиксированного процента прироста во всех играх.
На что влияет количество ядер процессора
Ядро – самостоятельный вычислительный блок внутри процессора. Чем больше ядер, тем больше работы процессор потенциально может выполнять параллельно.
Современные игровые движки давно используют многопоточность. Разные потоки игрового движка могут одновременно обрабатывать физику, ресурсы, звук, анимации и другие подсистемы.
Поэтому слишком малого количества производительных ядер современному игровому ПК действительно может не хватать.
Но каждый следующий набор ядер не повышает FPS пропорционально.
Почему 16 ядер не дают вдвое больше FPS, чем восемь
Игру нельзя идеально разделить на 16 одинаковых частей.
Обычно существуют один или несколько наиболее критичных потоков, от которых зависит скорость подготовки кадра. Остальные ядра помогают выполнять параллельные задачи, но только до тех пор, пока движок способен эффективно их использовать.
Если игре уже хватает восьми быстрых ядер, переход на 12 или 16 не заставит ее автоматически задействовать всю дополнительную вычислительную мощность.
Это хорошо видно среди современных процессоров верхнего класса. Восьмиядерный Ryzen 7 9850X3D способен показывать в играх более высокую производительность, чем 16-ядерный Ryzen 9 9950X3D, хотя в хорошо распараллеливаемых рабочих программах преимущество уже будет на стороне Ryzen 9.
Это и есть главное различие: дополнительные ядра увеличивают потенциальную многопоточную производительность, но не гарантируют более высокий игровой FPS.
Почему количество ядер у Intel нельзя сравнивать напрямую
У современных процессоров Intel общее число ядер не всегда означает набор одинаковых вычислительных блоков.
Многие модели сочетают производительные P-ядра и эффективные E-ядра. Они отличаются по архитектуре и производительности, поэтому условные 20 или 24 ядра такого процессора нельзя напрямую сравнивать с 12 или 16 одинаковыми ядрами Ryzen только по одной цифре в характеристиках.
Это еще одна причина не использовать количество ядер как универсальный показатель игровой производительности.
Исследования масштабирования также показывают, что после достижения достаточного количества быстрых ядер дальнейшая отдача в играх резко уменьшается. В контролируемых тестах процессоров одной архитектуры переход с шести на восемь ядер в среднем давал относительно небольшой прирост, хотя конкретный результат сильно зависел от игры.
Потоки процессора – это не дополнительные физические ядра
В характеристиках можно встретить, например, обозначение 8 ядер / 16 потоков.
Это не означает наличие шестнадцати полноценных вычислительных ядер.
AMD Ryzen использует SMT, позволяющий одному физическому ядру одновременно обслуживать два программных потока и эффективнее задействовать доступные вычислительные ресурсы.
Дополнительные потоки повышают производительность в подходящих многопоточных задачах, но не удваивают вычислительную мощность ядра.
При этом разные современные архитектуры используют многопоточность по-разному. Поэтому количество потоков, как и количество ядер, нельзя оценивать отдельно от устройства конкретного процессора.
На что влияет кэш процессора
Кэш – очень быстрая память, расположенная непосредственно в процессоре.
Она нужна потому, что вычислительные ядра способны обрабатывать данные значительно быстрее, чем оперативная память успевает их предоставлять. Если нужной информации нет рядом с ядром, процессору приходится получать ее с более медленного уровня памяти.
Современные процессоры используют несколько уровней кэша:
| Уровень | Особенности |
| L1 | Самый маленький и быстрый, расположен максимально близко к ядру |
| L2 | Больше L1, обычно связан с конкретным ядром |
| L3 | Значительно вместительнее и обычно используется группой ядер |
В играх особенно интересен L3.
Игровому движку постоянно требуются данные о состоянии мира, объектах, персонажах, физике и других элементах текущей сцены. Если значительная часть этого рабочего набора помещается в L3, процессор реже обращается к оперативной памяти и меньше времени проводит в ожидании данных.
Почему большой кэш может дать больше FPS
Представим, что ядро достаточно быстро выполняет вычисления, но регулярно вынуждено ждать необходимые данные.
Дополнительные несколько сотен мегагерц в таком сценарии помогают ограниченно: ядро лишь быстрее доходит до следующего момента ожидания.
Больший эффективный объем кэша решает другую часть проблемы – сокращает количество обращений к значительно более медленной оперативной памяти.
Поэтому кэш способен влиять не только на средний FPS, но и на 1% Low и стабильность времени кадра.
Почему X3D-процессоры так быстры в играх
На этом принципе построена технология AMD 3D V-Cache. Дополнительный кристалл L3-кэша значительно увеличивает его общий объем.
В играх, чувствительных к объему и задержкам кэша, это позволяет заметно повысить производительность без простого увеличения количества вычислительных ядер.
Именно поэтому восьмиядерные Ryzen X3D способны опережать в играх значительно более многоядерные процессоры. Для чисто игровой нагрузки быстрые ядра и большой L3 нередко оказываются полезнее дополнительных ядер, которые конкретный движок все равно не сможет полноценно загрузить.
При этом эффект сильно зависит от игры. Если ее рабочие данные и без того хорошо помещаются в стандартный кэш либо производительность ограничена другой частью системы, увеличение L3 дает значительно меньший результат. Объем кэша также нельзя напрямую сравнивать между процессорами разных архитектур: отличаются его организация, задержки и взаимодействие с вычислительными ядрами.
Подробнее о том, как устроен AMD 3D V-Cache, почему дополнительный L3 повышает FPS и чем отличаются поколения X3D, мы рассказывали в отдельной статье: «Что такое AMD 3D V-Cache и почему X3D-процессоры быстрее в играх».
Что важнее для FPS – частота, количество ядер или кэш
Одной главной характеристики здесь нет.
Сначала процессору должно хватать производительных ядер для конкретной нагрузки. Если ядер недостаточно, процессор уже не успевает параллельно выполнять все необходимые игре задачи.
После достижения достаточного количества ядер результат все сильнее определяется производительностью каждого ядра и скоростью доступа к данным. Здесь уже одновременно работают архитектура, IPC, реальная частота, кэш и подсистема памяти.
Поэтому:
- дополнительная частота полезна, если игра ограничена скоростью выполнения вычислений;
- дополнительные ядра полезны, пока движок способен эффективно распределять между ними работу;
- больший кэш особенно помогает там, где процессор часто обращается к большому набору игровых данных.
Современный восьмиядерный процессор с высокой производительностью на ядро и большим кэшем вполне способен быть значительно лучшим игровым решением, чем 12- или 16-ядерная модель.
| Характеристика | На что влияет | Когда особенно важна |
| Частота | Скорость работы ядра в рамках конкретной архитектуры | Высокий FPS, процессорозависимые игры |
| Количество ядер | Объем работы, которую можно выполнять параллельно | Многопоточные игры, фоновые и рабочие задачи |
| L3-кэш | Скорость доступа к часто используемым данным | Симуляторы, MMO, стратегии, процессорозависимые сцены |
| Архитектура и IPC | Общая эффективность ядра и объем работы, выполняемый за такт | Практически во всех играх |
Именно последняя строка не позволяет сравнивать процессоры только по гигагерцам, ядрам или мегабайтам кэша. Даже близкие цифры в спецификациях могут соответствовать совершенно разной игровой производительности.
Почему процессор влияет не только на средний FPS
Средний FPS показывает лишь часть картины.
Два процессора могут выдавать близкое среднее значение, но заметно различаться в сложных сценах. Например, при появлении большого количества NPC или игроков одна система периодически опускается до 70 FPS, а другая удерживает 100.
Для оценки таких ситуаций используют 1% Low и время кадра (frame time).
1% Low показывает уровень FPS в области самых медленных 1% кадров. Время кадра показывает, сколько времени требуется системе на формирование каждого отдельного кадра.
Более быстрый процессор способен улучшить оба показателя, если причиной просадок является именно процессорная часть игры.
Но процессор не исправляет все статтеры. Причиной могут быть:
- компиляция шейдеров;
- нехватка видеопамяти;
- подгрузка данных с накопителя;
- драйверы;
- фоновые программы;
- особенности самого движка.
Поэтому высокий средний FPS и плавность игры – связанные, но не идентичные характеристики.
Как понять, что FPS ограничивает именно процессор
Ориентироваться только на общую загрузку процессора нельзя.
Например, восьмиядерная модель может показывать 40–50% общей загрузки, хотя один или несколько наиболее важных для игры потоков уже ограничивают скорость подготовки кадров.
На процессорное ограничение обычно указывает сочетание нескольких признаков:
- видеокарта заметно недогружена;
- снижение разрешения почти не повышает FPS;
- уменьшение графических настроек дает небольшой эффект;
- отдельные потоки процессора загружены значительно сильнее остальных;
- частота кадров особенно снижается в сценах с большим количеством NPC, игроков или объектов.
Простой тест – уменьшить разрешение, сохранив остальные настройки.
Если производительность существенно выросла, основным ограничением, скорее всего, была видеокарта. Если FPS почти не изменился, а загрузка видеокарты заметно снизилась, стоит проверить процессор и другие возможные ограничения.
Сколько ядер выбрать для игрового ПК
Для чисто игрового компьютера нет необходимости автоматически стремиться к максимальному количеству ядер.
Шесть современных производительных ядер по-прежнему способны обеспечить высокий FPS во многих играх и подходят для игровых систем среднего класса.
Восемь быстрых ядер дают дополнительный запас и сегодня остаются особенно привлекательной конфигурацией для производительного игрового ПК.
12–16 ядер имеют больше смысла, если компьютер одновременно используется для серьезных многопоточных задач либо конкретный процессор предлагает другие преимущества помимо числа ядер.
Это не жесткая шкала. Старый восьмиядерный процессор может заметно уступать современному шестиядерному, а восьмиядерный X3D – опережать значительно более многоядерные модели.
Поэтому количество ядер всегда нужно оценивать вместе с архитектурой, частотой, кэшем и реальными результатами в нужных играх.
Какой процессор лучше выбрать под разные игровые сценарии
| Сценарий | Что особенно важно в процессоре |
| Киберспорт, монитор 240–500 Гц | Высокая производительность на ядро, большой кэш, стабильные рабочие частоты |
| Симуляторы, стратегии, MMO | Быстрые ядра и большой L3-кэш |
| AAA в 1440p | Достаточно производительный процессор без переплаты в ущерб видеокарте |
| 4K на высоких настройках | Баланс сборки; в большинстве игр ограничение чаще смещается к видеокарте |
| Игры + тяжелая профессиональная работа | Больше производительных ядер при сохранении высокой игровой производительности |
| Максимально быстрый чисто игровой ПК | Особенно интересны современные Ryzen X3D |
Таблица показывает главный принцип: требования к процессору зависят не только от самой игры, но и от целевой частоты кадров, разрешения, видеокарты и дополнительных задач компьютера.
Итог
Главная ошибка – пытаться выбрать процессор по одной цифре.
Частота важна, потому что помогает ядрам быстрее выполнять вычисления, но гигагерцы корректно сравнивать прежде всего между процессорами близкой архитектуры.
Количество ядер определяет возможности параллельной работы, однако после того, как игре их уже достаточно, дальнейшее увеличение числа ядер дает все меньшую отдачу.
Кэш сокращает задержки доступа к часто используемым данным и в подходящих играх способен серьезно повысить производительность, но размер L3 тоже нельзя напрямую переводить в FPS.
Для игрового процессора нужен баланс: достаточное количество быстрых ядер, высокая производительность каждого ядра и эффективная подсистема кэша.
Процессор стоит выбирать вместе с видеокартой, а не отдельно от нее. В играх в 1440p и особенно в 4K более мощная видеокарта во многих случаях даст больший прирост, чем переход на значительно более дорогой процессор.
Оптимальная игровая сборка – это баланс между производительностью процессора, видеокарты, оперативной памяти и остальными компонентами, а не максимальная цифра в характеристиках одного из них. В разделе игровых компьютеров MAN-MADE можно выбрать сбалансированную конфигурацию под нужное разрешение и целевой FPS.
