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到底谁是瓶颈?深入研究游戏提速之谜

    曾经有位真诚的网友给我发了一份求助信,我没有珍惜,只是草草回信了之,等我后来遇到类似情况之时才后悔莫及,人世间最痛苦的事莫过于此,如果上天能够给我一个再来一次的机会,我会对那个网友说三个字:谢谢你。如果非要在这份谢意上加个附件,我希望是……您能把本文从头至尾阅读完!

    泡泡网评测室“You Think.I Do”栏目创办以来,我们收到了很多热心网友的来信,大家纷纷将自己的想法和建议发了过来,这让我们获益匪浅,评测文章的思路和选题开阔不少,我们无以为报,只有为广大读着奉献更多实用、公正、权威、新颖的精彩文章。

    当然也有不少网友发来求助邮件,但由于编辑的精力有限,有些未能及时答复,有些仅仅就事论事简单作答,其实很多网友的问题都很有代表性,比如去年就有网友发来了这样一份邮件:

    duke_***@yahoo.com.cn我想知道在游戏读取时,快慢看的是什么硬件?CPU、内存、GPU、硬盘,哪个影响最大?

    当时笔者是这样给他回复的:有关系,内存大小最为直接,但如果你有双通道DDR2-800 2GB以上的内存,那再大再快就没多少影响了,此时CPU速度就比较关键。硬盘的速度一般来说不是瓶颈,因为CPU编译数据的速度没那么快,显卡只影响游戏运行速度,跟游戏加载速度没多大关系。

    以上是我个人感觉,因为我经常更换各种硬件,CPU双核四核都试验过,硬盘也经常组阵列,各类显卡经常换。你的这个提议很好,但要做系统的测试太困难了,我们会想想办法,看看能否向广大读者们直观的表达出来。

    古语有云:“事不目间耳闻,而臆断其有无,可乎?”笔者虽然接触硬件很多,但还真没有专门针对游戏加载速度进行过测试,当时笔者的这番回复看似挺有道理,实则毫无根据。直到近期测试几块硬盘时,才发现原来影响游戏启动速度的因素非常多,远非想象中的那么简单。

    于是,笔者开启了这份尘封已久的邮件,花了很多时间,尝试了电脑关键配件的各种排列组合,并精确测试其性能表现,本文就此诞生……


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    为让评测文章更具参考价值,同时也让广大网友能够看到自己最感兴趣的内容,泡泡网DIY评测室特意开设了“You Think.I do”板块,您可以将最感兴趣的内容、甚至任何想法发送到邮箱“Think@PCPOP.COM”,我们会有针对性地挑选网友关注的热点进行评测,一旦您的建议被采纳,在评测文章发布之日我们会为您送出精美礼物一份!

    往日经典文章回顾:

    电脑的游戏性能,所有的IT网站和杂志都在做各种测试:游戏卡不卡、特效能否全开最高、抗锯齿性能如何……不管测显卡、CPU还是内存,最终衡量游戏性能的唯一指标其实是FPS(帧率),只要FPS足够高游戏就能流畅运行,这样的电脑才算是速度快性能强。

    玩游戏追求的是爽快、酣畅淋漓的感觉,FPS自然是越高越好,而与FPS有直接关系的自然就是显卡,CPU内存这些配件都只能退居其次,尤其是目前CPU性能越强,内存带宽充足,价格越来越便宜的情况下,基本上CPU和内存都已经不再是瓶颈,只要保证不拖后腿就行了。

    通过我们之前“拨乱反正!论游戏电脑CPU和GPU之搭配”的测试来看,主流CPU对于游戏来说,已经处于性能过剩状态,更强的CPU、更高的频率都不会对游戏FPS带来额外的性能提升,那对于游戏玩家来说,买上千元的中高端CPU并且极限超频,岂不是一点意义都没有了?

    当然不是!FPS只是游戏性能的一方面,当游戏FPS足够高的情况下,您就会特别在意游戏的启动速度、加载地图耗时多少、读取存档快不快、场景切换时卡不卡、每过一关进入下一关时迫不及待……此时的游戏性能就跟CPU有莫大的关系了:


图:从第一场景开始到第二场景结束的全过程

    这是之前笔者测试CPU与GPU搭配时所绘制的CPU占用率曲线,其中令人印象最深刻的就是——E2200比其它CPU多花了20秒的时间才从第一场景过渡到第二场景(100-160秒的区间),而E8200和Q9450由于速度较快,就提前结束了全部测试(总共不到320秒)。由此可见,CPU性能/频率虽然对于游戏FPS贡献不大,但却能大大加快游戏加载过程!

    那么除了CPU之外,电脑内部的其它核心配件(显卡、内存、硬盘)对于游戏加载速度的影响有多大呢?游戏提速的瓶颈到底在哪?本文就对此进行深入研究!

    为了测试游戏加载时间,笔者选择了几款知名度比较高的游戏,其中包括广大玩家喜闻乐见的《3DMark Vantage》测试软件,经久不衰的经典之作《魔兽争霸:冰封王座》,史上最BT的大作《Crysis》和《FarCry2》。

● 3DMark Vantage:

    之所以选3DMark Vantage,并不是因为它的画面华丽或者要求苛刻,而是因为它的加载时间十分漫长,软件启动后设置好模式,点击“开始测试”后需要整整Loading 1-2分钟才可能正式进入测试画面,高配置电脑能够大幅缩短加载时间。

    所以3DMark Vantage能够代表一些大型3D游戏的启动/加载过程,而且测试结果也比较精确。

    测试方法:启动软件后,点击“Run Benchmark”开始测试,计算从鼠标点击到进入第一测试场景所花时间。

● 魔兽争霸3:冰封王座:

    本来想要测的是热门的《魔兽世界》,但由于网络游戏的场景不固定,随机因素比较大,测试结果很不精确,所以只好选择暴雪的另一款经典游戏《魔兽争霸3》。

    这款游戏虽然消耗资源不多,但一些玩家自定义修改的RPG地图要比游戏自带地图复杂很多,在读取这类地图时消耗时间也比较长,丝毫不逊于最新的大作,因此笔者决定将魔兽争霸也拿来做测试,它可以代表一些老游戏的加载过程。

    测试方法:进入魔兽争霸后,读取地图《守卫剑阁1.3XZ3》,计算从加载到完成所需时间。

● 孤岛危机:

    Crysis的大名真可谓如雷贯耳,其画面华丽程度以及对显卡的苛刻要求至今无出其右者,是目前评测显卡必测的游戏之一。除了对显卡要求较高之外,Crysis对CPU的要求也不低,而且由于游戏体积非常庞大,运行时对于硬盘和内存要求也比较高。

    测试方法:运行游戏自带的CPU Test1批处理文件,计算从开始启动到进入游戏测试画面所花时间。

● 孤岛惊魂2:

    FarCry2的画面虽然和Crysis有很大差距,对系统的要求也低不少,但这款游戏最大的特性就是游戏世界面积达到50平方公里,玩家在游戏过程中可以实现不同区域的地图无缝过度,因此对于游戏加载性能是另一番考验。

    测试方法:运行游戏自带的FC2BenchmarkTool,计算从点击开始测试到进入游戏测试画面所花时间。

● 游戏加载时间测试方法:

    每次测试前首先重新启动系统,确保游戏是第一次启动,因为二次启动时内存会有残余数据,导致加载时间缩短,影响测试结果的准确性。

    由于四款游戏的启动方式各有差别,我们无法使用精确的测量软件来计算加载时间,于是只好使用原始的掐表计时方法,从鼠标点击“加载/运行”游戏开始计时,到游戏进入3D画面后终止,秒表统计出最终结果,估计误差在0.5秒以内。

    对于一款加载时间在半分钟以上的游戏来说,0.5s的误差就可以忽略不计了,这点时间确实很难察觉。

● 测试平台:

泡泡网评测室

硬件系统配置

处理器

Intel Core i7 920 (133×20=2.66GHz,L2=2M,L3=8M

Intel Core 2 Quad Q9450333×8=2.66GHzL2=12M

Intel Core 2 Duo E8200333×8=2.66GHzL2=6M

Intel Core 2 Duo E7200266×9.5=2.53GHzL2=6M

Intel Core 2 Duo E5200200×12.5=2.5GHzL2=2M

Intel Core 2 Duo E2200200×11=2.2GHzL2=1M

 

ASUS HD4870 512MB(750/3600MHz)

ASUS HD4650 512MB(750/1800MHz)

 

ASUS Rampage II Extreme(X58)

ASUS Rampage Formula(X48)

 

DDR3-1066 1GB×35-5-5-15 2T

DDR2-800 2GB×25-5-5-15 2T

DDR2-800 1GB×25-5-5-15 2T

 

Intel SSD

WD 640GB×3 Raid0

 

Tt 暗黑PLUS AH550P

显示器

Sony 40V380A

软件系统配置

 

Windows vista Unimate SP1 32Bit

DirectX

 DirectX Redist 2008.11

 

催化剂9.2WHQL

    CPU方面,涵盖了目前Intel市售全系列型号,双核有1M\\2M\\3M\\6M四个版本,可以考察二级缓存对游戏加载速度的影响,四核也加入了Q9450和最新的i7 920,可以看看四核比双核有无优势,当然CPU超频也不会落下。

    显卡方面,并没有选择太多,只是挑选了两款性能差距很大的显卡,看看对游戏加载速度有无影响。

    内存方面,容量和速度分别进行测试,2GB和4GB做对比,DDR2-800和DDR2-1066做对比,考虑到CPU外频对内存带宽会有影响,因此超频后再次进行对比。

    硬盘方面,由于测试条件限制未能组建Raid0,但还是对比了普通硬盘和固态硬盘的性能,看看近期关注度超高的SSD能否提高游戏运行速度。

    升级内存对于玩家来说最为方便了,买来直接插上就能用,所以笔者首先测试内存容量和速度对于游戏启动速度的影响。

    装好常用必备软件的Vista系统就要占据将近1GB的内存(物理内存+虚拟内存总量),而一般大型游戏也要消耗1GB甚至更多的内存,因此2GB对于Vista来说是捉襟见肘的,如果在游戏过程中频繁的使用虚拟内存,就会造成游戏性能的下降,尤其是在加载过程中。

    通过测试来看,耗时最长的3DMark Vantage反而没受到内存容量的影响,因为它本身不是个完整的游戏,体积不大占据内存也不多,2GB绰绰有余了。而其它三款大型游戏在加载过程中,都或多或少的受到内存容量的影响,虽然只有一两秒钟而已。

    无论Q9450是否超频,内存频率还是对加载速度有一定的贡献,尤其是负荷最大的3DMark Vantage,在CPU高外频(3.2GHz 400外频)的时候内存频率影响更大,因为只有外频足够高内存带宽才能得到充分利用。

    不过考虑到DDR2-1066内存条要比同容量DDR2-800贵不少,这样的投资似乎并不划算,对于Core2来说DDR3就更不值了。

    Intel划分CPU档次的主要手段就是二级缓存,其次才是外频和主频,1M的E2200、2M的E5200、3M的E7200、6M的E8200,他们之间价格相差一百甚至几百元,那对于游戏加载速度的影响能有多大呢?

    为了消除外频和主频的影响,此次笔者特意将四颗CPU统一设定为8×333=2666MHz,此时测试结果基本完全取决与CPU的二级缓存大小:

    除了很老的魔兽争霸外,其它几款游戏对L2都比较敏感,1M是完全不够用的,E5200要比E2200在相同频率下快不少,而2M/3M/6M之间的性能差别分别在1-2秒之间,综合来看E5200的性价比还是最高的,而E7200和E8200也体现出了自己的价值,至少不会像在游戏FPS测试中那样一点贡献都没有!

    CPU频率越高,速度自然越快,可是这条理论对于游戏性能(此处指FPS)并不适用,游戏FPS主要取决于显卡,CPU只要不是瓶颈就行了。那么频率越高的CPU能否让游戏加载速度变得更快呢?

    测试结果非常直观,CPU频率对启动时间的影响幅度比内存容量、速度、还有二级缓存都要大很多,默认频率2.2GHz的E2200随便超到2.66GHz,游戏加载时间就能减少5-6秒。默认频率已经高达2.66GHz的E8200,超到3.6GHz还能变得更快,加载时间又能减少5-6秒,这种速度提升就要比FPS提升5-6帧强很多倍!

    笔者还尝试了将其超至4GHz,由于这颗E8200体制较差此时虽然不太稳定,但游戏速度还能继续提高,看来CPU性能才是游戏最大的瓶颈!

    之前做过很多测试,四核相比双核,在几乎所有的游戏中都不能带来额外的FPS提升,因为游戏根本无法利用到双核处理器的全部效能。那么在游戏加载过程中,四核能否凭借富裕的处理能力,让游戏启动的更快呢?

    Q9450就相当于是两颗E8200粘起来的胶水四核,主频外频L2都完全相同,用他们两个做对比就能直接体现出四核与双核的差异。另外笔者还特意加入了同为2.66GHz的i7 920,看看Intel非常先进的四核处理器比起上代产品有无过人之处。

    测试结果一目了然,不管是否超频,Q9450的表现与E8200如出一辙,四核无用论对于游戏加载速度也能适用。

    不过,i7的表现令人眼前一亮,它始终都要比Core 2 Quad快一点,尤其是在比较苛刻的3DMark Vantage加载过程中,足足快了十多秒,看来i7全新的架构功不可没,即便四核对游戏依然无用,但原生四核、三通道DDR3内存、8M共享三级缓存、QPI总线这些设计都让i7的单核效能更上一层楼,实为游戏玩家的非常好的利器!

    通过前面的测试可以发现,CPU本身的规格以及频率对游戏启动速度的影响最大,所以笔者就使用主流的E8200将其超至3.6GHz这个可以长期稳定使用的频率,虽然CPU瓶颈依然存在但已经得到了有效的缓解,然后再更换硬盘,测试硬盘对游戏速度的贡献。

    首先我们了解下两块待测硬盘的理论读取速度到底如何,大家也好心里有数:Intel SSD的读取速度高达210MB/s,而且寻道时间极低,而WD640GB这块普通硬盘的平均读取速度只有90MB/s,最高速度也才114MB/s,而且寻道时间多达12ms(这已经是3.5寸硬盘中最快的了)。

    对于魔兽这种老游戏来说,游戏总体积还不到1GB,游戏启动过程中也不会读取太多数据,普通硬盘的速度绝对够用;体积只有几百兆的3DMark Vantaga也是如此,即便启动时间长达一分多种,更换为SSD之后时间也仅缩短了一秒而已。

    而FarCry2则在启动时读取了太多数据,所以更换SSD后速度又提升不少,比超频CPU还管用,而Crysis则提升有限,这可能跟测试场景和关卡有关系。

    显卡可谓是游戏的主角,好显卡可以让游戏运行更加流畅、上高分辨率、特效全部开启、打开AA/AF让画质更好,这是众所周知的道理。那么好显卡能否让游戏跑得更快呢?

    测试结果让人比较失望,HD4870的性能可达HD4650的三倍,可游戏启动/加载速度丝毫没有变得更快,这是因为在正式介入游戏3D界面之前,显卡基本无所作为,顶多也就是往显存中预读一些数据,这对于带宽比内存高许多的显存来说根本就是小菜一碟,不会造成瓶颈。

    至此所有的测试就告一段落了,由于测试条件所限未能验证所有配件的各种组合,但相信目前所测得的结果对很多朋友都有一定的参考价值了,游戏读取速度的瓶颈在哪已是显而易见!

● 游戏启动时间测试数据一览:


16×4=64组测试数据,耗费整整一周时间

● 测试遗憾:

    由于时间所限,没有对AMD平台的CPU进行对比,不过游戏启动速度以后会作为我们的基本测试项目之一,主要用以考察CPU性能,AMD CPU能否在这方面超越Intel,我们拭目以待。

    由于显卡对游戏加载速度完全没有影响,所以就只测了两块显卡,直到文章截稿时才想起来漏了一种市场占有率最高的显卡——整合显卡!整合显卡需要占用系统内存当做显存使用,这样会造成内存性能下降,进而影响到游戏的加载速度,但具体能影响多少就不得而知了,遗憾。

    由于手头空闲硬盘没有两块一样的,所以未能组建Raid0系统进行测试,基本上Raid0之后磁盘读取速度就能翻倍,这样游戏速度就能得到提升。不过考虑到Intel单块SSD的读取速度就是普通硬盘的两倍,因此我们可以猜测普通硬盘组Raid0后并不会让游戏速度得到明显提升,毕竟磁盘瓶颈还不明显。

● 测试结果分析与全文总结:

    很显然,CPU才是影响游戏加载速度快慢的主要瓶颈,这与我们之前“够用就好”的原则不符,实际情况是频率越高越好、缓存越大越好、架构越新越好。CPU即便是超频到3.6GHz都还是瓶颈,因为超频到4GHz后速度还能加快,既便如此几款游戏的加载时间都在20秒以上,如此看来目前的CPU性能还是不够强……

    只要CPU还是主要瓶颈,那么内存硬盘这些配件就不会对游戏速度造成本质性影响,换句话说CPU能引起质变,而其它配件只能引起量变,不过量变累积起来也能引发质变。

    综合来看,性价比高的CPU非E5200莫属,当然默认频率下用太浪费了,对于这颗超频神器来说,理应3.6GHz起,如果条件允许的话4GHz长期使用,游戏速度的提升是立竿见影的。

    发烧玩家对于速度的追求是无极限的,只要能获得一点点性能提升,他们就会趋之若鹜,所以内存、硬盘一定要尽可能用最好的,虽然四核对游戏毫无帮助,但Core i7的优异表现令人刮目相看,超频到4GHz左右长期使用的话,绝对是目前最强的游戏主机!

    当然,光有游戏启动/加载速度快还是没用的,想要游戏流畅完爽还得依靠高性能显卡的支持,所以CPU和显卡之间的搭配与取舍也是相当重要的,这就得看玩家自己的经济条件以及主观感受了。■<

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