天成说游2024年10月11日发布:性能过剩？CPU居然不影响游戏性能表现

抛去价格优势，Intel CPU目前的市场统治力不断增强，这与其领先的工艺和架构密不可分，进入14nm时代的Skylake更是将其发扬光大。但CPU终究要靠程序应用表现来说话，不同的应用对于CPU的指标依赖有所不同，而CPU规格参数中核心数和频率是这些指标中的骨干。

CPU与游戏之间的关系并不被大多数用户熟知，当然这与游戏性能更多的依赖于显卡密不可分，于是在电竞潮流下CPU逐渐被边缘化，于是乎无论是新装电脑，还是旧有电脑升级，用户考量重心很自然的放在了显卡上，论坛上我们也见识了使用Core 2双核处理器，显卡却一路升级到GTX 970。造成这一现象的原因无外乎CPU游戏无用论。

基于此，笔者策划了一期CPU性能对游戏性能影响的内容，CPU的性能将通过核心数量、核心频率、超线程细分呈现，力求覆盖市售高（Core i7，四核八线程）、中（Core i5，四核四线程）、低（Core i3，双核四线程）及入门级（Pentium，双核双线程）处理器。除了核心数量本文还加入了核心频率对游戏性能的影响，测试使用的Core i7-6700K处理器分别运行在1.6GHz、3.2GHz、默认频率和4.5GHz频率，通过游戏性能的差异验证CPU频率对游戏性能的影响。

为了尽量避免显卡瓶颈对CPU性能发挥的影响，测试显卡选择了华硕GTX980 20周年纪念版，产品基于28nm GM204 GPU，拥有2048个CUDA核心，核心频率为1317-1431MHz，显存频率为7012MHz，显存容量为4GB，显存位宽为256bit。

CPU核心数与游戏性能的论证测试中，为了尽可能的符合市售CPU的特征，使用Core i7-6700K通过BIOS分别模拟成四核八线程、四核四线程、双核四线程、双核双线程，频率均为4.0-4.2GHz默认，另外还加入了单核双线程作为参考。

由于时间和测试误差的限制，测试项目仅选取了3DMark FireStrike、《Crysis 3》、《Tomb Raider 9》三个项目，其中3DMark FireStrike选择了Extreme模式，《Crysis 3》画质为1920x1080 Ultra 8xMSAA，《Tomb Raider 9》画质为1920x1080 Ultimate。

3DMark基准测试成绩

基准测试工具3DMark FireStrike考量CPU和GPU的综合表现，3DMark同时完善支持多线程处理器，所以不同核心数量会带来直接的CPU性能差异，进而一定程度上最后的总分。从双核双线程到四核八线程，综合得分呈现稳步增长，而最低单核双线程和最高四核八线程差距近2000分。

《Crysis 3》游戏测试成绩

第一款游戏《Crysis 3》，处理器核心数量对于游戏帧率的影响微乎其微，直至双核双线程也有46.9fps的平均帧率。不过在单核双线程测试过程中，一到游戏加载过程就会卡死无法进入游戏完成测试。

《Tomb Raider 9》游戏测试成绩

第二款游戏《Tomb Raider 9》，CPU的核心数似乎也对游戏帧率影响不大，即使到单核单线程状态，平均帧率也有117.7fps的成绩，和四核八线程仅有2fps的差距，同样比较微弱。

小结：单纯从测试的这两款游戏来看，CPU的核心数量和线程数量并没有对游戏帧率造成实质的影响，一方面是因为目前的处理器的单核性能已经足够强大，另一方面这与目前的游戏对于多线程的优化不足所致，造成多核处理器的逻辑线程一直处于空闲状态。

CPU核心频率与游戏性能论证测试过程中，保持CPU为四核八线程，频率分别为0.8GHz、1.6GHz、3.2GHz、默认频率（4.0-4.2GHz）和4.5GHz，内存频率保持不变。

3DMark基准测试成绩

3DMark的测试同样很精准的反映了CPU的性能差异，0.8GHz得分同样与默认频率之间拉开了近2000分的差距，不过3.2GHz余默认频率以及超频4.5GHz之间的差异并不太大。

《Crysis 3》游戏测试成绩

《Crysis 3》游戏测试中，CPU从3.2GHz到4.5GHz，游戏帧率基本保持一致。直到CPU频率降至1.6GHz后，游戏帧率才出现了一定下滑，而当CPU频率降至0.8GHz时游戏帧率直接下降至33.6fps，下滑了近30%。

《Tomb Raider 9》游戏测试成绩

《Tomb Raider 9》游戏测试表现和《Crysis 3》相似，3.2GHz到4.5GHz，游戏帧率基本保持一致，差异微弱，当频率降至1.6GHz，帧率出现小幅下滑，同样来到0.8GHz帧率出现严重下滑，平均帧率降至109.8fps，下降幅度约9%。

小结：CPU的核心频率本来是直接影响CPU的性能表现的，但对于游戏而言，测试的Core i7-6700K从3.2GHz到4.5GHz基本变化不大，所以对于那些想通过超频CPU提升游戏性能的大可不必。只有当CPU频率降至一定幅度内后，游戏性能的瓶颈才开始凸显。

测试小结

CPU性能与游戏性能的论证到此告一段落，可以说这样的测试完全出乎意料之外，CPU综合性能影响最大的两个因素核心数量、核心频率对于游戏帧率影响并不显著，只有当核心数量、核心频率降至一定程度才会出现性能瓶颈，很显然无论是频率还是核心数量即使是最低端的Celeron（双核双线程）也不会对也游戏的帧率造成实质性的影响。

当然这次测试，受到时间和测试精度的要求，仅仅用了两款游戏举例，并不能真实的反映市售所有游戏的真实情形。诚然这样，我们也不难发现对于一个纯粹的游戏玩家而言，绝大部分游戏使用Core i3（双核四线程）就可以满足需求，如果你是一名发烧的游戏玩家也可以选择Core i5（四核四线程），实在不是信仰Core i7（四核八线程）还是省了吧。

最后的话

到这里似乎又会勾起另外一个问题，CPU性能是否过剩了？而多核高性能CPU的真实功用又在哪儿呢？正如《处理器性能过剩？探秘CPU对SSD性能影响》一文描述的那样，CPU的性能还远未满足所有应用的需求，八核、十六核的处理器存在就有其应有的价值和应用所在。

CPU从单线程发展到双线程，然后又从单核发展到多核，CPU多核之间的协作效率的提升和应用程序的多核优化，基本实现了性能的翻倍。于游戏而言CPU参与的工作并不多，只有在遇到大量的物理运算（比如物体碰撞、爆炸碎屑效果）、AI运算（比如LOL中的小兵野兵行动）时才需要CPU过多的参与，CPU强大的功能在游戏时代似乎正在被边缘化，才导致了CPU性能的核心数量、核心频率的提升带来的游戏性能提升并不显著。