Фон
Спрятанный заголовок

Оглавление

Введение

Вопрос необходимости и достаточности производительности центральных процессоров для игровых систем является одним из самых актуальных, как при покупке новых ПК, так и при модернизации имеющихся домашних систем. Вроде бы, давно известно, что основным ограничителем производительности в 3D-играх является видеокарта, и именно её мощности нужно уделять больше всего внимания, если речь идёт о современных играх. Но это не означает достаточности слабых моделей CPU, многие игры сейчас требуют 4-6-ядерных процессоров с высокой одно- и многопоточной производительностью.

Кроме этого, далеко не всегда домашние ПК используются исключительно для игр. Порой на них обрабатываются фотографии и видеоролики, да и современные браузеры вовсю используют многопоточность, получая преимущество от нескольких вычислительных ядер, работающих на высокой частоте. Не говоря уже о том, что даже у домашних компьютеров бывают задачи, которые требуют одновременного выполнения нескольких ресурсоёмких программ — можно же играть в игры и транслировать видео процесса в сеть. Игровой стриминг становится всё более массовым.

Да и в играх без достаточно мощного многоядерного CPU, видеокарта даже современного уровня не сможет показать все свои возможности. Возможно, для домашних систем и нет смысла гоняться за самыми мощными и дорогими моделями центральных процессоров, но и слабые для них тоже не подойдут. Даже если они принадлежат к таким сравнительно новым линейкам, как процессоры Intel 10-го поколения, вышедшие весной этого года.

Процессоры семейства Comet Lake (кодовое имя компании для 10-го поколения Core) используют микроархитектуру Skylake и произведены по улучшенному 14 нм техпроцессу. Отличаются они от предыдущих моделей в основном количественными изменениями: имеют до 10 вычислительных ядер, а также поддерживают многопоточность на всех моделях CPU, за исключением Celeron, имеют турбо-частоту до 5,3 ГГц для одного ядра и до 4,9 ГГц для всех ядер, а также официальную поддержку более скоростной памяти: DDR4-2933 для старших моделей и DDR4-2666 для младших. Работают эти процессоры в связке с чипсетом 400-й серии и предназначены для нового разъёма LGA 1200.

Возможно, кому-то покажется, что 10 ядер у топовой модели Core i9 — это мало, по сравнению с 16 ядрами у верхней модели из продуктовой линейки конкурента. Но ситуация с играми сильно отличается от чисто вычислительных задач, в них до сих пор очень редко эффективно используется больше восьми потоков (не путать с ядрами). И очень редко даже самым современным играм не хватает четырёхъядерных процессоров с поддержкой многопоточности, имеющих поддержку восьми вычислительных потоков. Гораздо важнее производительность этих ядер — именно это чаще всего становится ограничителем производительности в играх, и тут важно как количество инструкций, исполняемых за такт, так и количество этих самых тактов в единицу времени — то есть, тактовая частота CPU.

Наши исследования показывают, что от изменения количества ядер с 6-8 до 12-16 в играх ничего не меняется. Вот четырёх ядер уже может не хватать для некоторых игр, и уже точно иногда не хватает шестиядерников без поддержки многопоточности. На наш взгляд, идеальным вариантом для игр прямо сейчас являются процессоры с шестью достаточно производительными ядрами и поддержкой многопоточности — для игрового и домашнего применения это максимально выгодный вариант. Но это на сегодня, а с учётом перспективы может быть желателен небольшой запас в виде дополнительной пары вычислительных ядер — то есть, 8 ядер и 16 потоков.

Но это пока что всего лишь теоретические выкладки, основанные на наших предыдущих тестах. А что получится в реальном сравнении нескольких моделей процессоров Intel 10-го поколения, отличающихся друг от друга не только ценой, но и важнейшими характеристиками: количеством ядер и вычислительных потоков, базовой и турбо-частотой, поддержкой скоростной памяти и т.д. Итак, самое время перейти к делу — что за железо у нас сегодня на тестировании, и как именно мы будем его изучать?

Тестовый стенд и условия тестирования

Для проведения игровых тестов мы взяли систему на базе современной материнской платы от компании ASRock, основанной на свежем топовом чипсете Intel Z490 и поддерживающей все интересующие нас сегодня модели процессоров Intel 10-го поколения, дополнив конфигурацию 16 гигабайтами быстрой памяти DDR4-3600 (такого объёма для наших целей вполне достаточно, а её производительность также весьма важна в играх, но это — тема для отдельного материала), высокопроизводительный NVMe-накопитель и достаточно мощный блок питания.

Чтобы максимально широко охватить всю линейку процессоров 10-го поколения, мы взяли не только несколько моделей Core из разных ценовых диапазонов, но и один процессор Pentium и даже... Celeron. Компанию наиболее мощным моделям i9-10900K и i7-10700K, а также средним i5-10400 и i3-10100, составили Pentium Gold G6600 и Celeron G5920, серьёзно отличающиеся друг от друга по основным характеристикам (в скобках указано количество ядер и потоков, а также частоты):

  • Core i9-10900K (10C/20T; 3,7-5,3 ГГц)
  • Core i7-10700K (8C/16T; 3,8-5,1 ГГц)
  • Core i5-10400 (6C/12T; 2,9-4,3 ГГц)
  • Core i3-10100 (4C/8T; 3,6-4,3 ГГц)
  • Pentium Gold G6600 (2C/4T; 4,2 ГГц)
  • Celeron G5920 (2C/2T; 3,5 ГГц)

Как видите, мы охватили всё семейство 10-го поколения процессоров Intel, от топовой модели Core i9, имеющей 10 ядер и 20 потоков, работающей на частоте до 5,3 ГГц, до самого недорогого Celeron G5920, который имеет всего два ядра без поддержки многопоточности и турбо-частоты, а его базовая частота составляет всего 3,5 ГГц. Но и самые любопытные с практической точки зрения промежуточные конфигурации мы тоже захватили, конечно же, включая модели Core с 4, 6 и 8 ядрами, наиболее интересные именно для игровых применений.

Для того чтобы проверить, насколько производительность игровой системы зависит исключительно от центрального процессора, мы решили взять мощную модель видеокарты NVIDIA GeForce GTX 2080 Ti, которую по своим возможностям лишь совсем недавно переплюнуло совершенно новое поколение Ampere. Но и топовая модель видеокарты из предыдущего поколения не должна будет сильно ограничивать общую производительность — по крайней мере, в не самых высоких разрешениях.

К слову о разрешениях и настройках графики. Так как прирост от использования более производительных CPU, по опыту всех наших игровых тестов, получается заметно большим в тех режимах, когда скорость рендеринга ограничена именно его мощностью (вот так неожиданность!), то первым делом мы выбрали для тестов самое распространенное разрешение 1920×1080 при средних настройках качества. Именно в таких случаях будет наблюдаться максимально возможная отдача от мощных многоядерных CPU.

Ещё более низкие разрешения и настройки графики не имеет смысла тестировать, так как их никто просто не использует в реальности. С другой стороны, всё большее распространение получает разрешение 4K, так почему бы не взять его? Просто потому, что в нём всё всегда ограничивает исключительно установленная в систему видеокарта. И если у вас именно такой монитор, то вам подойдёт практически любой процессор 10-го поколения из линейки Core, даже четырёхъядерный, скорее всего. Но лучше взять CPU хотя бы с 6-8 ядрами — помните про необходимость некоторого запаса.

Ну а для того, чтобы сравнение разных CPU всё же было более практичным, мы также добавили и более реалистичные условия: разрешение 2560×1440 при ультра-настройках качества (где-то это максимальные настройки качества, а где-то — чуть ниже). Этот режим уже будет заметно больше ограничен производительностью видеокарты, но примерно в таких условиях люди обычно и играют, особенно на мощных графических процессорах вроде GeForce GTX 2080 Ti. Хотя топовые GPU умудряются даже в таких режимах упираться в CPU, и мы это проверим.

Что касается графических настроек в играх, кроме выбора среднего и ультра-качества, мы также постарались минимизировать случаи упора производительности в мощность отдельных ядер центрального процессора в тех играх, где это возможно, выбирая самые современные графические API: DirectX 12 и Vulkan. Да и драйвер для видеокарты мы использовали самый свежий на момент тестов. В общем, всё готово — давайте приступим к тестам.

Тестирование производительности

Для начала совсем чуть-чуть остановимся на разнице производительности CPU в играх и других приложениях. Современные многоядерные CPU выглядят намного лучше процессоров с меньшим количеством ядер в чисто вычислительных задачах, вроде финального рендеринга и обработки больших объёмов данных. Но в играх дела почти всегда обстоят несколько иначе — в них просто нет таких интенсивных вычислений, занимающих все имеющиеся ядра. В большинстве игр куда важнее производительность одного-двух ядер, и как раз это интересует нас сегодня — баланс однопоточной скорости и многоядерности, как и влияние тактовой частоты.

Чтобы определить разницу между производительностью нескольких моделей процессоров Intel 10-го поколения, мы протестировали их в восьми играх разных жанров, имеющих как минимум одно сходство — во всех них есть встроенные возможности для тестирования. Использование встроенных бенчмарков в мы считаем правильным, ведь при потенциально небольшой разнице в производительности, точность измерений и их повторяемость нужно обеспечить максимально возможные. Кроме средних показателей частоты кадров, мы также приведём и минимальные, чтобы отследить случаи падения производительности, вызывающие отсутствие комфорта и плавности. А ещё чуть позже рассмотрим и влияние мощности CPU на время рендеринга кадров и показатель мгновенной частоты кадров.

Assassin's Creed Odyssey

Игра пусть и далеко не самая свежая, но всё ещё довольно требовательная, в том числе и к мощности GPU. Но в самом распространённом разрешении Full HD производительность должна упираться именно в мощность центрального процессора. Сразу же отметим, что на Celeron G5920 игра работает некорректно — не загружается ни тест, ни сам игровой процесс, приложение просто виснет при попытке их загрузки. Вероятно, из-за того, что игра требует четырёх вычислительных потоков, как минимум. Которых нет у Celeron, но есть у Pentium Gold G6600. И вот на нём игра и тест работают, правда загружаются очень медленно.

Assassin’s Creed Odyssey (1920x1080 Medium)
Avg Min
Core i9-10900K 135 72
Сore i7-10700K 133 68
Core i5-10400 122 59
Core i3-10100 106 57
Pentium Gold G6600 65 24
Celeron G5920 0 0

Хорошо видно, что скорость рендеринга в таких условиях сильно зависит от модели CPU и не упирается в мощность тестового графического процессора. Эта игра — пример проекта с хорошим приростом как от количества ядер (умеет использовать до 6-8), так и от высокой однопоточной производительности. Двух ядер и четырёх потоков Pentium Gold этой игре не хватает совсем, и частота кадров даже на средних настройках графики падает ниже 30 FPS, что просто неприемлемо.

Все процессоры Core справились с задачей обеспечения как минимум 60 FPS — лишь изредка частота кадров падала до 57-59 FPS у Core i5-10400 и Core i3-10100. Старшие же модели дали приличный прирост по кадровой частоте, так что толк от дальнейшего увеличения количества вычислительных ядер и повышения их тактовой частоты тут вполне заметен. Но останется ли он при повышении нагрузки на графическую карту?

Assassin’s Creed Odyssey (2560x1440 Ultra High)
Avg Min
Core i9-10900K 78 47
Сore i7-10700K 77 46
Core i5-10400 75 41
Core i3-10100 74 38
Pentium Gold G6600 50 23
Celeron G5920 0 0

Даже в заметно более тяжелых для GPU условиях, скорость вычислений на CPU всё ещё продолжает ограничивать общую производительность, хотя уже и заметно меньше — разница между четырьмя Core снизилась. Топовая модель семейства GeForce RTX 20 всё ещё упирается в возможности CPU, что позволяет советовать игрокам наиболее мощные модели CPU компании Intel 10-го поколения.

Pentium Gold всё так же далёк от обеспечения комфорта и не подойдёт для игры, но и все четыре модели Core уже не дадут максимального комфорта с 60 FPS, как минимум. Впрочем, это не так страшно, ведь при средней частоте кадров в 74-78 FPS вполне можно играть с приемлемым комфортом. Отдельно заметим, что именно две старшие модели дают наибольший показатель минимальной частоты кадров, что сильно сказывается на комфорте. Так что если вам нужен максимум, то берите хотя бы Core i7.

Borderlands 3

Эта игра уже более новая, но она заметно сильнее загружает GPU, а к CPU предъявляет куда меньшие требования, как показывают наши тесты. Даже при том, что мы намеренно использовали именно DX12-версию, которая лучше работает на многоядерных процессорах. В итоге, игра хоть и запускается на Celeron G5920, но загружается при этом очень медленно и зависает в процессе загрузки — ещё при кэшировании шейдеров. Увы, но встроенный бенчмарк не выдаёт минимальных показателей FPS, поэтому мы ограничились только средними в этот раз.

Borderlands 3 (1920x1080 Medium)
Avg
Core i9-10900K 193,6
Сore i7-10700K 194,4
Core i5-10400 176,8
Core i3-10100 167,7
Pentium Gold G6600 102,0
Celeron G5920 0,0

Хорошо видно, что даже при средних настройках в не самом высоком Full HD-разрешении, скорость рендеринга в игре скорее ограничена мощностью довольно быстрой GeForce RTX 2080 Ti, чем процессорами. Увеличение скорости при применении пары наиболее мощных моделей CPU не слишком велико, хотя некоторая разница между двумя старшими Core и двумя младшими и тут прослеживается.

Правда, она может быть не слишком великой для того, чтобы выбрать заметно более дорогой процессор — Core i3 и Core i5 также неплохо справляются с этой игрой. И даже на Pentium Gold в неё можно играть. Но отметим, что хотя бенчмарк не выдаёт показатели минимального FPS, в процессе тестирования мы заметили, что на Pentium Gold при сравнительно высоком среднем FPS картинка заметно подёргивается в процессе — нет требуемой плавности. Поэтому мы отдельно рассмотрим эту игру в дополнительном тестовом разделе, а сейчас переходим к более высокому разрешению.

Borderlands 3 (2560x1440 Ultra)
Avg
Core i9-10900K 84,8
Сore i7-10700K 83,9
Core i5-10400 82,0
Core i3-10100 82,2
Pentium Gold G6600 81,7
Celeron G5920 0,0

В более сложных условиях повышенного разрешения и усложнённой графики, разницы между всеми вариантами центральных процессоров, на которых игра заработала, уже нет совсем. Даже Pentium Gold показывает результат на уровне Core i5, а топовый Core i9 ушёл совсем недалеко от них — в рамках погрешности тестирования.

Так что тем, кто играет на мониторах с высоким разрешением и при наличии достаточно мощных GPU, слишком производительный и многоядерный центральный процессор не всегда обязателен, порой будет достаточно моделей вроде Core i5-10400, или даже Core i3-10100. А вот Pentium, даже при немалой средней кадровой частоте в этом отдельном проекте, для всех игр посоветовать нельзя.

F1 2020

Игры компании Codemasters с официальной лицензией Формулы 1 выходят ежегодно, но не слишком сильно меняются из год в год с графической точки зрения. Но игры последних лет отличаются тем, что в них есть полноценная поддержка DirectX 12, именно эту версию мы и использовали, так как она помогает получить максимум от тестовых CPU.

Сразу же хотим рассказать о том, как повела себя игра на самом слабом процессоре Intel 10-го поколения — Celeron G5920, имеющем лишь пару вычислительных ядер без поддержки многопоточности. Видимо, именно по причине нехватки потоков, игра сразу же вывела сообщение с предупреждением о том, что используется CPU с характеристиками ниже минимальных системных требований, предъявляемых игрой:

И хотя в итоге игра всё же запускается, но делает это крайне медленно, да и в остальном наше тестирование на Celeron G5920 превратилось в медленную и мучительную пытку. Повторять такое вам не советуем, как и в принципе использовать подобный CPU для запуска современных игр.

F1 2020 (1920x1080 Medium)
Avg Min
Core i9-10900K 301 242
Сore i7-10700K 297 235
Core i5-10400 259 204
Core i3-10100 231 187
Pentium Gold G6600 138 109
Celeron G5920 19 15

Ещё одна игра с явным отсутствием упора в мощность GPU, в которой хорошо видно разницу между протестированными процессорами Intel 10-го поколения. Да, частота кадров тут очень высока и кто-то может сказать, что 200-300 FPS просто не нужны, но не стоит забывать про сетевую игру с соревновательной составляющей, в которой применяются мониторы с частотой обновления заметно выше 60 Гц, и поэтому обеспечение стабильных 120-240 FPS и даже выше вполне может быть востребовано игроками.

Celeron можно не рассматривать вообще, 15-19 FPS абсолютно точно не позволят играть в F1 2020. А вот Pentium Gold вполне справился со своей задачей. Более того, он выдал в таких условиях как минимум 109 FPS. То есть, играть даже на таком слабом процессоре в эту конкретную игру будет вполне комфортно. Ну а все модели Core способны дать ещё большее, что может пригодиться для киберспортсменов. Впрочем, между Core i7 и Core i9 разницы даже в лёгких для GPU условиях нет.

F1 2020 (2560x1440 Ultra High)
Avg Min
Core i9-10900K 154 137
Сore i7-10700K 153 135
Core i5-10400 154 136
Core i3-10100 152 134
Pentium Gold G6600 115 93
Celeron G5920 18 14

В более тяжёлом для GPU тестовом режиме сложилась ожидаемая ситуация — скорость рендеринга сильно упирается в мощность видеокарты, и от смены CPU мы не видим почти никаких преимуществ, если не говорить о моделях Pentium Gold и Celeron. Для разрешения 2560×1440 при ультравысоких настройках в этой игре может быть достаточно даже Pentium Gold, который никогда не скатывался ниже 93 FPS. Но на всех Core играть всё же приятнее, они показали ровненький график, что говорит о 100% упоре скорости в GPU в их случае.

Ghost Recon Breakpoint

Эта игра поддерживает два графических API: Vulkan и DirectX 11, и мы использовали первый, так как он более новый и умеет пользоваться возможностями современных многоядерных процессоров, что нам и нужно. Но и эта игра довольно сильно загружает работой графический процессор, так что прирост в скорости рендеринга на более мощных CPU всё равно будет не слишком большим.

Ghost Recon Breakpoint (1920x1080 Medium)
Avg Min
Core i9-10900K 200 60
Сore i7-10700K 202 60
Core i5-10400 185 60
Core i3-10100 167 60
Pentium Gold G6600 115 60
Celeron G5920 61 33

Впрочем, применение мощной видеокарты GeForce RTX 2080 Ti позволило показать неплохой прирост средней частоты кадров на старших моделях Core. Но это касается только средней частоты кадров, а вот минимальный показатель во всех случаях, кроме Celeron, замер на отметке 60 FPS — похоже на упор в мощность GPU в какой-то части встроенного теста. Впрочем, это значение в любом случае соответствует уровню очень хорошей комфортности при игре, что нас вполне устраивает.

Тем более, что на протяжении большей части игры скорость не будет ограничена видеокартой, и верхние модели Core i7 и Core i9 показывают даже более чем 200 FPS в среднем, что будет полезно для сетевой игры при использовании специализированных игровых мониторов с высокой частотой обновления. А вот разница между Core i3 и Pentium Gold уже велика, и пусть на более младшей модели и можно играть с приличным комфортом, для сетевой игры лучше выбрать Core. Удивительно, но даже на системе с Celeron обеспечивается какой-то минимальный комфорт с 33 FPS как минимум при 61 FPS в среднем. Посмотрим, что будет в более тяжелом режиме:

Ghost Recon Breakpoint (2560x1440 Ultra)
Avg Min
Core i9-10900K 124 60
Сore i7-10700K 124 60
Core i5-10400 124 59
Core i3-10100 122 60
Pentium Gold G6600 99 58
Celeron G5920 51 28

В общем, снова ничего неожиданного. Несмотря на трехзначные цифры средней частоты кадров, обеспечиваемые мощной видеокартой, рендеринг в игре при таких условиях упирается исключительно в GPU, а прироста от смены CPU на более мощные модели практически не видно. Все четыре модели Core показали идентичную производительность, да и Pentium Gold отстал от них не так уж сильно. Но это относится только к этой игре, в которой важнее GPU, чем CPU.

Но это не значит, что подойдёт вообще любой процессор — на Celeron играть будет совсем некомфортно. Естественно, что при наличии в системе менее мощных видеокарт, разницы между центральными процессорами можно будет не заметить вообще. Так что при игре в высоких разрешениях толку от более производительного CPU вы можете не увидеть, и будет лучше приобрести высокопроизводительную видеокарту.

Shadow of the Tomb Raider

Последняя игра из популярной серии Tomb Raider получила продвинутый D3D12-рендерер, который мы и использовали в нашей работе, чтобы дать возможность раскрыться всем тестовым процессорам. Этот режим отлично работает на всех современных CPU и GPU, а вот на слабом Celeron G5920 игра загружалась крайне медленно, а тест зависал в середине второго подтеста, не выдавая результатов вообще, хотя частота кадров при этом была порядка не менее 30 FPS. Но увы, два вычислительных ядра вообще не дают возможности поиграть в приключения Лары Крофт. На Pentium Gold загрузка уровней также была ощутимо медленнее, но на нём игра хотя бы работает.

Shadow of the Tomb Raider (1920x1080 Medium)
Avg Min
Core i9-10900K 186 130
Сore i7-10700K 174 122
Core i5-10400 150 101
Core i3-10100 127 82
Pentium Gold G6600 109 69
Celeron G5920 0 0

Это же показывают и тестовые результаты — минимум 69 FPS при 109 FPS в среднем на Pentium Gold — это довольно неплохо, хотя и близко к нижней границе. Интересно, что все протестированные процессоры выстроились по линейке — каждый из более мощных даёт ещё больший прирост. Топовый Core i9-10900K стал лучшим, что вполне естественно, и вместе с Core i7-10700K они обеспечат максимальный комфорт владельцам 120 Гц игровых мониторов. Несколько менее мощные Core i3 и Core i5 также весьма хороши в этой игре. Рассмотрим более тяжёлые графические настройки:

Shadow of the Tomb Raider (2560x1440 Highest)
Avg Min
Core i9-10900K 116 92
Сore i7-10700K 117 93
Core i5-10400 116 92
Core i3-10100 102 81
Pentium Gold G6600 90 50
Celeron G5920 0 0

Некоторое преимущество у мощных CPU осталось даже при заметно большей нагрузке на GPU — при помощи повышении разрешения и качества графики. Нагрузка хоть и выросла, но скорость не постоянно упиралась в GPU в случае GeForce RTX 2080 Ti. Разница между процессорами осталась, хотя три самых мощных процессора Core и показали одинаковые результаты. Вывод остаётся тем же — в более высоком разрешении смысла в самых мощных моделях CPU заметно меньше.

И всё же, система с Core i3-10100 уже ограничена мощностью центрального процессора даже при таких сложных условиях, пусть она и обеспечивает более чем 100 FPS в среднем. Но это снова конкретная игра такая — она нетребовательна к CPU настолько, что даже Pentium Gold может обеспечить вполне комфортный уровень производительности в ней, хоть уже и менее чем на уровне 60 FPS, являющемся эталоном.

Total War Saga: Troy

Игра Total War Saga: Troy продолжает известную серию стратегических игр Total War, это очень новый проект, вышедший совсем недавно. Но увы, несмотря на то, что в предыдущих играх серии была поддержка DirectX 12, из-за недостатка оптимизации его выкинули из той версии игрового движка, которая используется конкретно в Total War Saga: Troy. Так что прироста от большого количества ядер Core i9 может и не быть.

Total War Saga: Troy (1920x1080 Medium)
Avg Min
Core i9-10900K 306 243
Сore i7-10700K 299 241
Core i5-10400 267 217
Core i3-10100 230 178
Pentium Gold G6600 105 80
Celeron G5920 74 54

Так и получилось, разницы между Core i9 и Core i7 практически нет, хотя эти модели процессоров и сильно отличаются друг от друга и по количеству ядер и по их предельной производительности. Но так как обеспечивается скорость рендеринга в 300 FPS в среднем, то это всё не так уж и важно. Core i5 лишь немного отстал от пары самых мощных моделей, а вот Core i3-10100 уже заметно медленнее их. Но и его 230 FPS будет более чем достаточно даже для сетевых игр.

Что касается пары самых слабых моделей процессоров Intel 10-го поколения, то они в целом дают приличный комфорт в этой игре, но сильно отстали от всех Core. Похоже, что Total War Saga: Troy не предъявляет особенных требований к системе, и поэтому применение Celeron G5920 обеспечивает неплохой комфорт с 74 FPS в среднем при 54 FPS как минимум, а уж Pentium Gold G6600 и вообще способен дать максимум плавности даже на некоторых моделях игровых мониторов. Но что-то может измениться при более высоких настройках графики, которые задействуют и вычислительные ядра CPU.

Total War Saga: Troy (2560x1440 Ultra)
Avg Min
Core i9-10900K 81 63
Сore i7-10700K 80 62
Core i5-10400 80 61
Core i3-10100 78 61
Pentium Gold G6600 36 29
Celeron G5920 32 26

Так и есть, графические настройки в этой игре увеличивают нагрузку не только на GPU, как это часто бывает, но и на центральные процессоры, которым приходится обрабатывать отряды большего размера с просто огромным количеством игровых персонажей. Именно поэтому общая производительность сильно снижается. Правда, все процессоры Core с четырьмя и более вычислительными ядрами показывают одинаковый результат, говорящий об упоре в GPU.

Зато хорошо видно, что при установке ультра-настроек игре начинает остро не хватать количества вычислительных ядер у процессоров Pentium Gold и Celeron. Причём, игре важны именно ядра, а не потоки, так как результаты двух слабых процессоров весьма близки, а Celeron отличается от Pentium именно тем, что не имеет поддержки многопоточности. То есть, для высоких настроек в этой игре оптимальным будет процессор Core i3-10100.

Metro Exodus

Игра Metro Exodus вышла уже довольно давно, но до сих пор является одной из наиболее требовательных к мощности игровой системы. Для нас хорошо, что в её движке есть D3D12-рендерер, позволяющий распараллелить часть работы на CPU, поэтому мы его и использовали. Две слабые системы снова отличились медлительной загрузкой — на Celeron тест и игра загружаются крайне медленно, раза в 3-4 хуже, чем на топовых, да и на Pentium Gold этот процесс происходит медленнее, чем на Core с большим количеством ядер. Но всё же даже слабые CPU дают возможность поиграть.

Metro Exodus (1920x1080 Normal)
Avg Min
Core i9-10900K 170,6 80,1
Сore i7-10700K 165,7 78,5
Core i5-10400 150,8 70,8
Core i3-10100 140,5 70,4
Pentium Gold G6600 106,4 57,2
Celeron G5920 62,3 36,0

И ещё как — Pentium Gold G6600 почти дотянулся до комфортного режима с 60 FPS, как минимум. Более чем 100 FPS в среднем при 57,2 FPS минимальных весьма близки к этому. Конечно, топовый Core i9-10900K тут даст ещё более приятные 170 FPS в среднем и 80 FPS как минимум, но в этой игре разница между очень разными CPU не слишком велика. Пусть каждый более мощный процессор и даёт прирост скорости, но с ростом цены он становится всё меньше. А при более сложной графике он ещё больше уменьшится. В таких же условиях разве что на Celeron не очень комфортно играть, но всё же с 62 FPS в среднем.

Metro Exodus (2560x1440 Ultra)
Avg Min
Core i9-10900K 83,0 46,1
Сore i7-10700K 82,4 45,7
Core i5-10400 81,3 44,1
Core i3-10100 82,1 44,6
Pentium Gold G6600 69,8 39,5
Celeron G5920 41,4 23,1

Если на средних настройках в Full HD-разрешении производительность в игре часто упирается в даже мощный GPU, то при усложнении задачи графический процессор становится практически единственным ограничителем скорости рендеринга, по крайней мере на всех системах с процессорами Core, показавших очень близкие результаты. Pentium Gold G6600 отстал от них совсем немного, а вот Celeron G5920 уже не подходит для игры совсем, просадки частоты кадров ниже 24 FPS никуда не годятся.

Far Cry 5

Наверное, это — самая старая игра, представленная в нашем сегодняшнем сравнении. Неудивительно, что она использует исключительно DirectX 11, и вряд ли сможет использовать все возможности топовых многопоточных процессоров с большим количеством вычислительных ядер. Тем интереснее будет посмотреть на то, как покажут себя в этой игре сравнительно слабые процессоры.

Far Cry 5 (1920x1080 Normal)
Avg Min
Core i9-10900K 178 144
Сore i7-10700K 170 134
Core i5-10400 150 119
Core i3-10100 138 110
Pentium Gold G6600 107 85
Celeron G5920 24 11

Увы, но Celeron не выдержал ещё одну проверку — хотя игра с ним работает, но двух вычислительных потоков ей явно не хватает и FPS падает до неприлично низких значений. Кроме прочего, на этом CPU примерно в середине теста частота кадров падает до минимального значения, вызывая сильный некомфортный рывок. А вот Pentium Gold в этой устаревшей игре работает очень хорошо, обеспечивая 85 FPS и более.

Понятно, что все более мощные процессоры Intel 10-го семейства показали как минимум 100 FPS и даже ещё больше кадров в секунду. Каждая из более мощных моделей дают определённый прирост в скорости рендеринга и топовый Core i9-10900K достиг 144 FPS как минимум, что весьма полезно при наличии быстрого игрового монитора. Что изменится в более тяжёлом режиме?

Far Cry 5 (2560x1440 Ultra)
Avg Min
Core i9-10900K 136 118
Сore i7-10700K 135 110
Core i5-10400 129 106
Core i3-10100 118 92
Pentium Gold G6600 102 76
Celeron G5920 23 11

По диаграмме с результатами более высокого разрешения и максимально возможного качества графики хорошо видно и общий возраст игры и использование DirectX 11. Видеокарта GeForce RTX 2080 Ti слегка упёрлась в мощность центральных процессоров, работающих явно не в оптимальном режиме. Скорость рендеринга всё так же ограничена CPU, но скорее всего именно производительностью отдельных вычислительных ядер, на которые возложена обработка графики.

Поэтому замена Pentium Gold G6600 на топовый Core i9-10900K дала 33% к средней производительности и более чем 50% к минимальному показателю — даже в условиях повышенного разрешения и ультра-настроек графики. Игра хорошо иллюстрирует важность центральных процессоров в устаревших играх с поддержкой DirectX 11, которые сильно зависят от мощности CPU.

Дополнительные детальные тесты

Для большей наглядности мы решили провести ещё и дополнительные тесты, чтобы в удобной форме показать вам, как определить упор в возможности CPU и GPU, а также на конкретных примерах доказать важность мощных центральных процессоров в современных играх, хорошо использующих особенности современных моделей Intel 10-го поколения в виде многопоточности и высокой тактовой частоты.

Для начала рассмотрим графики встроенного бенчмарка из игры Ghost Recon Breakpoint — чтобы понять, чем отличается упор в CPU от ограничения скорости рендеринга в основном графическим процессором. Тестовые условия для тестов взяты идентичные — разрешение Full HD при средних настройках качества. Рассмотрим детальные результаты пары процессоров из бенчмарка этой игры, который даёт весьма удобные диаграммы:

Pentium Gold G6600
Core i9-10900K

Хорошо видно, что при использовании процессора модели Pentium Gold G6600, он был загружен на 78%-100% со средним значением в 90%, а вот GPU в это время работал вполсилы — лишь на 51% от своих возможностей в среднем. Только в самом конце теста его загрузка подобралась к максимуму. В случае же установленного в систему топового Core i9-10900K всё было ровно наоборот — центральный процессор был загружен в среднем на 55% с пиками до 62%, а вот видеокарта молотила почти по полной, загружаясь работой в среднем на 89%, хотя пик у неё почти такой же — 95%.

На графиках всё это видно ещё нагляднее. То есть, в случае процессора Pentium Gold, ограничителем общей производительности будет именно он, не раскрывая возможности мощной видеокарты GeForce RTX 2080 Ti, и можно легко повысить разрешение и другие настройки графики, при этом частота кадров не просядет. А вот Core i9-10900K в этих условиях почти полностью раскрывает возможности установленного GPU, и оба они обеспечивают общую высокую производительность — почти вдвое выше, чем Pentium Gold с заметно меньшим количеством ядер. Так что современным играм весьма важно, чтобы вычислительных ядер было хотя бы четыре, а лучше 6 или даже 8.

И даже если по средним показателям частоты кадров не всегда виден толк от более мощного процессора, то графики мгновенной частоты кадров и времени рендеринга кадра покажут это максимально наглядно. Рассмотрим средние настройки и Full HD-разрешение на примере игры Metro Exodus на протяжении нескольких секунд тестового прогона:

Хорошо видно, что частоту кадров разные модели CPU обеспечивают очень разную (пусть она и всегда заметно выше 60 FPS). Если на Celeron это всего лишь порядка 60-80 FPS, но с падениями до 40 FPS, то Pentium Gold даёт уже 130-140 FPS, а разные модели Core — от 180 до 230 FPS. То есть, скорость рендеринга на разных моделях процессоров отличается в разы, и на игровом мониторе с поддержкой 240 Гц только старшие CPU способны раскрыть максимальный потенциал мощного ПК.

Есть у нас ещё один наглядный пример пользы от высокопроизводительных процессоров, особенно для владельцев игровых мониторов с высокой частотой обновления — игра Borderlands 3 в тех же условиях средних настроек и Full HD-разрешения, которые позволяют показать всё максимально наглядно, пусть и на маленьком отрезке в несколько секунд длиной:

Тут Celeron уже отсутствует, так как игра просто не запустилась на этом процессоре, не подходящем для современных игр. Зато есть Pentium, который вроде бы обеспечивает как минимум 60 FPS на этом графике. Но посмотрите — и средняя частота кадров на нём заметно ниже той, что дают процессоры Core, а пики падения FPS, показывающие минимальные значения, приближаются к важной границе в 60 кадров в секунду. То есть, в самых тяжёлых случаях возможно и падение ниже предела комфортности. А на более мощных Core такого точно не случится.

Ну и самый показательный случай — игра F1 2020 при тех же средних настройках, только тут мы рассматриваем не частоту кадров, а время рендеринга кадров на протяжении нескольких секунд. То есть, чем ниже значения на графике — тем лучше. И хотя процессор Celeron в этой игре кое-как работал, мы его убрали для наглядности, а то он выдавал слишком большие значения времени рендеринга кадров (и крайне низкий FPS, соответственно).

По сравнению результатов Pentium Gold G6600 и всех процессоров Core хорошо видно не только то, что среднее время рендеринга кадров при слабом CPU было заметно выше, но ещё важнее крайне нестабильные времена рендеринга кадров на системе с Pentium Gold. Если разброс результатов для соседних кадров на всех моделях Core был довольно невелик, то время рендеринга кадра на Pentium Gold порой резко меняется от 6 мс до 30 мс.

То есть, наблюдаются постоянные скачки от 166 FPS до 33 FPS, которые в результате вызывают рывки и отсутствие плавности и комфорта при рендеринге соседних кадров. Картинка при этом постоянно дёргается, а уж результативно играть в соревновательные игры так и вовсе будет невозможно. То есть, мы наглядно показали, что даже при довольно высоких показателях встроенных бенчмарков, слабые CPU вполне могут обеспечивать не самый комфортный игровой процесс в реальности, и это также нужно учитывать. В общем, подробный анализ показал, что Celeron для игр не подходит вообще, но и процессоры Pentium лучше не рассматривать, а целиться на Core i3, как минимум.

Выводы

Мы специально протестировали различные игры отличающихся жанров и времени выхода, использующие разные графические API, разработанные с технической поддержкой компаний Intel, AMD и NVIDIA и других, чтобы максимально охватить возможные варианты развития событий таким образом, чтобы сравнительная производительность в них всех дала возможность сделать какие-то обобщённые и более-менее однозначные выводы.

При упоре производительности в возможности CPU, мощные модели процессоров способны дать очень приличный прирост скорости рендеринга в подавляющем большинстве случаев, причём для игр полезна и однопоточная производительность и многопоточная. Игры все разные, в том числе отличается и нагрузка на CPU и GPU, это ещё и сильно зависит от применяемого графического API. В целом, игры постарше, рассчитанные на старые API, получают больший прирост от однопоточной производительности, а более новые — от большего количества потоков, но 6-8 ядер и больше даже эти игры эффективно использовать пока не умеют.

Возможно, это изменится с выходом мультиплатформенных игр, созданных для консолей следующего поколения, имеющих восемь полноценных вычислительных ядер. А пока что в играх мы наблюдаем упор в CPU и GPU в разной мере. Для того, чтобы подвести итоги, оценим среднегеометрические показатели по всем протестированным нами играм. Нужно сравнивать цифры производительности отдельно для двух выбранных нами режимов разрешения и настроек качества (по значениям вы сразу поймете почему).

Все игры в разрешении 1920x1080 на средних настройках
Средний FPS Минимальный FPS
Core i9-10900K (10C/20T) 100% 100%
Core i7-10700K (8C/16T) 98% 96%
Core i5-10400 (6C/12T) 88% 86%
Core i3-10100 (4C/8T) 78% 79%
Pentium Gold G6600 (2C/4T) 52% 53%
Celeron G5920 (2C/2T) 21% 21%

За 100% мы взяли производительность топового процессора модели Core i9-10900K, а остальные значения показывают относительную среднегеометрическую производительность других протестированных моделей в использованных нами играх. В скобках после названий CPU для удобства указано количество ядер и потоков.

Для вычисления среднегеометрических значений в случае Celeron пришлось вычеркнуть результаты трёх игр, так как они просто не работали на нём. То есть, в реальности дела самого простого двухъядерного процессора в играх даже ещё хуже — Celeron абсолютно не годится для запуска современных игр. Игры последних лет используют многопоточные вычисления и требуют хотя бы четырёх потоков, а ещё лучше — четырёхъядерных CPU с поддержкой многопоточности. Кроме этого, имеющиеся ядра Celeron работают на сравнительно низкой частоте, что также окончательно ставит крест на его использовании в игровых ПК.

Но и слишком большое количество ядер в играх до сих пор довольно редко используется эффективно, гораздо важнее производительность этих ядер — в однопоточную производительность игры упираются чаще. От изменения количества ядер с 6-8 штук до 12-16 в играх сейчас почти ничего не меняется, а идеальным вариантом для игр на сегодня являются процессоры с шестью высокопроизводительными ядрами и поддержкой многопоточности. Для игрового и домашнего применения это оптимальный вариант. Но если учитывать перспективу, то лучше обратить внимание на модели с 8 ядрами и 16 потоками.

Усреднённые результаты получились любопытными. Pentium Gold G6600 для игр в Full HD-разрешении использовать в целом хотя и можно, но не нужно. Тут всё зависит от игры — в некоторые проекты играть будет вполне можно, но на заметно сниженной частоте кадров, а вот в других играх вы получите явную неравномерность при выводе кадров, что не позволяет рекомендовать этот CPU для игровых систем. Для примера можно взять Borderlands 3 и F1 2020, графики которых приведены в детальном анализе. Для игр вообще лучше рассматривать хотя бы уровень Core i3.

Что касается процессоров Core разного ценового позиционирования, то разница между слабейшим Core i3-10100 и сильнейшим Core i9-10900K составила в среднем 21%-22%, что немало. Но если у вас обычный Full HD-монитор с частотой обновления 60 Гц и вам достаточно стабильных 60 FPS, то и младшая модель вам в целом подойдёт. А вот обладателям мониторов с более высоким разрешением и частотой обновления, лучше будет обратить внимание на верхние модели с большим количеством ядер и большей частотой, которые помогут обеспечить большую производительность.

Тем более, что у них есть и некоторый запас на будущее в виде пока ещё не используемых вычислительных ядер. Пусть пока что разница между Core i9 и Core i7 слишком мала, а разница в цене достаточно велика, чтобы рекомендовать именно старшую модель во всех случаях. Оптимальным же игровым решением с невысокой ценой нам видится процессор Core i5-10400 с шестью ядрами — на сегодняшний день его вычислительных возможностей вполне достаточно. Фактически, эта модель является золотой серединой и весьма удачным CPU для игровых применений.

Все игры в разрешении 2560x1440 на ультра настройках
Средний FPS Минимальный FPS
Core i9-10900K (10C/20T) 100% 100%
Core i7-10700K (8C/16T) 99% 98%
Core i5-10400 (6C/12T) 98% 95%
Core i3-10100 (4C/8T) 95% 91%
Pentium Gold G6600 (2C/4T) 73% 64%
Celeron G5920 (2C/2T) 30% 26%

Переход к более тяжёлым для графического процессора настройкам показал, что Celeron G5920 всё так же не тянет игры вообще, и его точно не нужно рассматривать, а Pentium Gold G6600, как ни странно, несколько улучшил свои позиции, так как требовательность игр к мощности CPU при большей нагрузке на GPU даже снижается. И всё же лучше будет посмотреть на какую-либо модель постарше, хотя бы Core i3. Тем более, что разница между всеми Core в таких условиях вовсе стала несущественной — то есть, играм в разрешении 2560x1440 при ультра-настройках графики будет вполне достаточно и Core i3-10100, а апгрейд до Core i9-10900K принесёт лишь 5% к средней производительности дополнительно.

Впрочем, не забываем ещё о минимальных показателях частоты кадров, которые отличаются сильнее — разница между всеми моделями процессоров Core 10-го поколения уже приближается к 10%. А вот Pentium Gold во многих играх, вроде F1 2020, будет сильно страдать от периодических падений производительности, вызывающих отсутствие плавности и комфорта, так что ещё раз подтвердим тот вывод, что игрокам лучше всё же смотреть в сторону процессоров Core, пусть и младших моделей.

В общем, мы в очередной раз получили довольно ожидаемые результаты. Первый вариант настроек показал значительную разницу в производительности между моделями CPU, близкую к тому, что получают массовые игроки, имеющие Full HD-мониторы, а второй — более реалистичное положение дел для систем игровых энтузиастов — с несущественной разницей между достаточно мощными CPU. Современные игры таковы, что высокие графические настройки дают практически полный упор в возможности видеокарты, а уж 4K совершенно точно упрётся только в GPU.

Но и в разрешении 2560x1440 при максимальных настройках качества скорость рендеринга слегка упирается в возможности CPU, и установка более мощного процессора даёт некоторое преимущество — хотя в среднем это уже менее 10%. Так что при игре на мониторах с высоким разрешением больше внимания нужно уделять выбору видеокарты. Получается, что больше всего смысла в использовании мощных моделей Intel Core 10-го поколения у владельцев современных видеокарт, имеющих хорошие игровые мониторы и играющих в разрешении Full HD. Для владельцев же 4K-мониторов и телевизоров толку от топовых CPU будет не так много, ведь даже самые мощные GPU при высоких настройках и разрешениях чаще упираются в собственную мощность, а мощь топовых процессоров просто не даст улучшений в плавности.

Но есть и ещё один фактор, который может повлиять на выбор более мощной модели CPU, который мы пока не отметили. Мы то провели своё тестирование на свежеустановленной ОС, с отсутствием дополнительного ПО, фактически на "голой" системе с единственным активным приложением — игрой. А обычные игроки часто используют свои системы с кучей софта в фоне, вроде браузера с кучей вкладок и мессенджеров, отбирающих вычислительные ресурсы CPU у игры. Кроме этого, заядлые игроки иногда используют дополнительные оверлеи для системного мониторинга и улучшения графики, а также ПО для стриминга и записи видеоповторов. В таких случаях более отзывчивыми и комфортными будут игровые системы с мощными многоядерными CPU, и производительность процессора для них будет играть ещё большую роль.

По результатам проведённых тестов вполне можно сориентироваться при выборе процессора для игрового ПК. Хорошо видно, что самые слабые процессоры, вроде Celeron G5920, вообще не годятся для требовательных современных 3D-игр, во многом это же касается и Pentium Gold G6600, очень слабо показавшего себя в некоторых проектах, а в других играх обеспечившего заметно меньшую производительность, чем даже самый простой Core. Но и середнячки, типа Core i3-10100, также могут ограничивать общую производительность в играх, особенно в Full HD-разрешении при достаточно мощной видеокарте, а также при параллельной работе в фоне других приложений. Мы бы посоветовали для игровых ПК выбирать вариант CPU из линеек Core i3 и Core i5. Например, весьма неплохо показал себя процессор Core i5-10400, который мы считаем оптимальным для современной игровой системы.

Оборудование для тестирования предоставлено компанией Intel в рамках партнерского проекта

12 октября 2020 Г.