O que é um gargalo de CPU ou GPU em jogos de PC? (e como consertar isso)


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Uma placa-mãe, incluindo CPU e GPU, dentro de um computador desktop.
Bplanet / Shutterstock.com

Se você joga (especialmente no PC) há algum tempo, provavelmente já ouviu falar de gargalos de CPU e GPU. Esses conceitos são essenciais para entender o desempenho do jogo, mas poucos jogadores sabem realmente o que eles significam ou como lidar com eles.

A CPU e a GPU têm tarefas diferentes

Embora existam muitos processadores dentro do seu computador, dois deles são os mais importantes. A CPU, ou Unidade Central de Processamento, é o processador de uso geral do computador. Ele pode executar qualquer instrução e resolver qualquer problema, desde que você possa expressar como fazê-lo em código de computador.

Em videogames, a CPU faz a maior parte do trabalho pesado. Isso inclui a IA dos personagens do jogo, a simulação da física no mundo do jogo e praticamente todos os outros aspectos do código do videogame.

A GPU, ou Unidade de Processamento Gráfico, é um processador mais especializado. Ele consiste em milhares de processadores simples que são muito bons no tipo específico de matemática usada para desenhar (renderizar) imagens na tela.

Os videogames são fortemente dependentes de ambos os tipos de processadores, embora haja uma tendência de se concentrar na GPU e na corrida sem fim para produzir imagens mais nítidas e complexas.

Então, o que é um gargalo?

https://www.shutterstock.com/image-photo/multicolored-knotted-plastic-cables-als-symbol-1684395670

Os gargalos são simples de entender. Se você está trabalhando com uma equipe de pessoas e todos trabalham contra o relógio para criar algo, você nunca fará isso mais rápido do que o membro mais lento da equipe.

Isso é essencialmente o que é um gargalo. O componente mais lento envolvido em um trabalho coloca um limite rápido para que o trabalho possa ser concluído. Na computação em geral, quase tudo pode ser um gargalo. Por exemplo, se sua RAM não pode alimentar informações para sua CPU com rapidez suficiente, a CPU gasta tempo ociosa enquanto espera. Nesse caso, a RAM é o gargalo. O ideal é que o desempenho dos diferentes componentes do computador seja equilibrado para que nenhum deles perca tempo esperando ociosamente por outro. No entanto, no mundo real, essa é apenas uma meta ideal, não realista.

Por que os gargalos afetam o desempenho do jogo?

A principal métrica pela qual o desempenho do jogo é medido é FPS ou Quadros por segundo. Esta é a quantidade de imagens discretas que o jogo pode renderizar em um único segundo. Hoje, 60 quadros por segundo são o alvo desejado, com 30 quadros por segundo frequentemente considerados o nível mínimo de desempenho antes que problemas profundos de jogabilidade se tornem aparentes.

Cada quadro que um jogo produz é o resultado final de um “pipeline de renderização”, o que significa que uma série de etapas estão envolvidas no desenho da imagem. Pense em um artista começando com um esboço a lápis e depois desenhando camadas sucessivas de detalhes e objetos até que a imagem final esteja pronta. Agora imagine que um grupo de artistas está trabalhando na mesma pintura, mas cada um tem um trabalho específico. Alguns podem fazer seus trabalhos paralelamente, enquanto outros têm que esperar pela produção de outro artista antes de adicionar os seus próprios.

Se você quiser mostrar 30 quadros por segundo na tela, o pipeline de renderização tem um limite de tempo de cerca de 33 milissegundos para completar cada quadro. Se você quiser mostrar 60 quadros por segundo, terá apenas metade desse tempo. Alguns videogames modernos estão rodando a taxas de quadros de 120 fps ou mais. Ao fazer isso, você está reduzindo o tempo para renderizar um completo em milissegundos de um dígito!

Se sua CPU só pode contribuir com sua parte do pipeline de renderização com rapidez suficiente para produzir 30 quadros por segundo, então não importa o quão rápida ou poderosa a GPU é. O contrário também é verdade. Ambos os componentes precisam completar suas tarefas de pipeline de renderização dentro do limite de tempo, ou então você terá um gargalo limitando o desempenho do jogo para o componente mais lento.

Sinais de um gargalo de CPU ou gargalo de GPU

O medidor de FPS da barra de jogos no Windows 10.

Detectar um gargalo em um jogo não é difícil. Você precisará de um software para exibir as métricas de desempenho enquanto estiver no jogo. Você pode usar o atalho Win + G para abrir monitores de desempenho integrados no Windows 10 ou procurar uma das muitas alternativas de terceiros.

Seja qual for o medidor de desempenho que você usar, aqui estão algumas regras gerais de gargalo:

  • CPU em 99-100%, com GPU abaixo de 99-100%: Gargalo da CPU.
  • GPU em 99-100%, com CPU abaixo de 99-100%: Normal, a menos que o desempenho esteja abaixo da taxa de quadros desejada, então é um gargalo da GPU.
  • VRAM em 99-100%: VRAM pode estar cheio demais, levando a gargalos à medida que os dados são trocados para um HDD ou SSD muito mais lento.
  • RAM em 99-100%: O mesmo que VRAM excessivamente cheio, podem ocorrer lentidão à medida que os dados são movidos de e para o arquivo de paginação.

Devemos ressaltar que, se o seu jogo estiver rodando consistentemente na taxa de quadros desejada, nos níveis de detalhes que você deseja, nenhum desses números importa. Somente quando o desempenho do jogo é afetado é que ele se torna relevante.

Jogos diferentes, gargalos diferentes

https://www.shutterstock.com/image-photo/istanbul-turkey-13-august-2019-simulation-1485783266

É importante observar que seu sistema pode apresentar um gargalo em um jogo, mas não em outro. Como alternativa, dois jogos podem causar gargalos em um computador de maneiras totalmente diferentes. Diferentes motores e gêneros de jogos colocam pressão em diferentes partes do sistema. Por exemplo, grandes jogos de mundo aberto ou aqueles que oferecem simulações altamente realistas podem esmagar sua CPU, enquanto atiradores de corredor chamativos têm cargas leves de CPU, mas muito para sua GPU fazer.

Dicas para lidar com gargalos de jogos

Configurações de gráficos Doom Eternal.

Dependendo do tipo de gargalo, há várias coisas que você pode tentar para aliviar o problema. Não há almoço grátis aqui, é claro. Algo terá que ser sacrificado em nome do desempenho, mas a experiência geral deve ser melhor.

Se você estiver construindo um novo PC ou atualizando um existente, é importante emparelhar uma CPU e GPU para ter um nível de desempenho equilibrado. Sabemos que isso não ajuda seu computador atual, mas é uma excelente dica para manter em mente no futuro.

Se você tiver um afunilamento de CPU, tente diminuir as configurações do jogo que afetam a CPU de maneira desproporcional. Por exemplo, menor fidelidade física ou densidade de multidão pode reduzir o impacto da CPU.

Embora possa parecer contra-intuitivo, considere aumentando a carga em sua GPU quando você está com a CPU congestionada. Aumente as configurações até que sua GPU esteja em 100% de utilização. Isso permitirá que a GPU defina o ritmo e dê à CPU algum espaço para respirar. Isso não significa que você aumentará sua taxa de quadros, mas pelo menos obterá a melhor qualidade de imagem que seu sistema pode produzir em uma determinada taxa.

Quando você tem um afunilamento de CPU, também pode considerar a definição de um limite de taxa de quadros. Novamente, isso não permitirá que você alcance taxas de quadros mais altas, mas ao diminuir o limite para um nível em que a CPU não esteja totalmente saturada, você pode reduzir ou eliminar a trepidação e tornar o jogo mais jogável.

Se você tem limitação de GPU, a boa notícia é que isso é fácil de consertar. Os gráficos podem ser dimensionados de uma maneira que as tarefas da CPU não podem. Você pode obter grandes ganhos diminuindo a resolução ou reduzindo algumas configurações gráficas. Normalmente, você pode encontrar guias de otimização para o seu jogo, destacando as configurações com os maiores impactos no desempenho.

Gargalos de jogo sempre permanecerão um tópico quente e podem ser difíceis de resolver, mas com um pouco de paciência, você geralmente pode encontrar o equilíbrio certo de configurações para funcionar melhor com seu hardware.


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