CPU Limited: o príncipio

Julho 2016



Este artigo explicará o que é o "CPU Limited", fenômeno complexo que traduz a interação do processador com a placa gráfica. Ele fornecerá elementos para formarmos uma ideia objetiva deste fenômeno.

Escutamos falar muito desse assunto a cada lançamento de uma placa gráfica potente e acessível, pois é super atraente a ideia de montar uma nova placa gráfica em seu antigo PC, para "adaptá-lo" aos jogos. Mas será uma boa ideia gastar em uma nova placa? Será um bom investimento?



Introdução

O CPU Limited é uma expressão que indica que em um PC, se o processador (CPU) é lento comparado com a placa gráfica, esta deverá esperar as informações do CPU para trabalhar, ela será limitada, então, pelo CPU, resultando no fraco número de imagens por segundo (im/s) nos jogos. O objetivo este artigo é o de ver em que medida este efeito é sensível, dependendo dos CPU, às placas gráficas e às resoluções de tela utilizadas.

O fenômeno é complexo, pois implica o tamanho da tela (ou mais exatamente sua resolução). A placa gráfica é muito mais exigida se tiver de tratar com grandes telas: ela deverá gerenciar muitos mais pixels em uma tela grande, isto é, haverá mais pixels em uma tela de 24" do que uma de 19".

Procedimento do teste

Os testes foram realizados com 2 PC, rodando com o Windows XP (DX9), com a mesma tela de 19 polegadas, e com a resolução de 1280 x 1024:
- um Dell Dimension 8400 de 2005 (chipset placa mãe i 925X), com um P4 650 à 3.4 Ghz , 2Go de DDR2 533 Mhz, 1 slot PCI Express x16 v1,
- um PC montado na primavera 2008, placa mãe Asus P5KC, C2D E6850 a 3 Ghz, 2 Go de DDR2 800 Mhz, 1 slot PCI Express x16 v1.

Os dois PCs foram montados sucessivamente com uma GeForce 8600 GT (equivalente a uma 9500 GT), uma HD 3850 (mais ou menos a HD 4670 atualmente), depois uma HD 4850 representando a revelação do verão 2008 .

Primeiro foi realizado teste sintético, 3DMark06, o resultado geral é claro, mas também o resultado em imagens por segundo dos 4 jogos propostos, pois o resultado geral considera a potência da CPU, o que falsifica um pouco os resultados. Depois, foi testado Crysis, com muitos detalhes, sem AA, sempre com a mesma cena. Este jogo é seguidamente citado como referência nos testes das configurações, pois ele é exige muitos recursos. A versão do Crysis que serviu para este teste, pode ser baixada gratuitamente, assim, mesmo aqueles que não possuem o jogo podem fazer o teste no seu PC e comparar.

Resultados

Os resultados btidos foram os seguintes:

Testes 3DMark06

8600 GT sur PC P4 : score : 4200 ; Proxycon : 15.5 im/s ; Firefly : 17.1 im/s ; Canyon : 16.4 im/s ; Deep Freeze : 20.2 im/s.
8600 GT sur PC C2D: score : 4900 ; Proxycon : 16 im/s ; Firefly : 17.6 im/s ; Canyon : 16.8 im/s ; Deep Freeze : 20.6 im/s.

HD 3850 sur PC P4 : score : 5700 ; Proxycon : 22.8 im/s ; Firefly : 21.0 im/s ; Canyon : 37.0 im/s ; Deep Freeze : 28.8 im/s.
HD 3850 sur PC C2D: score : 9500 ; Proxycon : 30.3 im/s ; Firefly : 36.1 im/s ; Canyon : 39.6 im/s ; Deep Freeze : 46.0 im/s

HD 4850 sur PC P4 : score : 5900 ; Proxycon : 22.8 im/s ; Firefly : 21.1 im/s ; Canyon : 43.1 im/s ; Deep Freeze : 29 im/s.
HD 4850 sur PC C2D: score :11 500 ; Proxycon : 35.7 im/s ; Firefly : 44.7 im/s ; Canyon : 53.4 im/s ; Deep Freeze : 60.6 im/s.


Constata-se:

A HD 8600 GT tem um resultado 3DMark06 inferior de mais ou menos 10% com o P4, decorrente essencialmente do resultado da CPU, que intervém no resultado geral, os resultados nos jogos sendo equivalentes (a 0.5 im/s) com o P4 ou com o C2D.
Ela não é limitada pelo CPU nos dois casos.

A HD 3850 é sensivelmente limitada pelo P4, o resultado geral é 40% inferior, mas ai também o resultado CPU não favorece o P4, os resultados nos jogos sendo somente de 30% inferiores com o P4 no conjunto dos 4 jogos.

A HD 3850 é, vamos dizer, um pouco CPU limited" com um P4, na ordem de 30%, o que não é nada, mesmo se os resultados são melhores do que com uma 8600 GT (mais ou menos + 50%).

A HD 4850 é ainda mais limitada para o P4, pois ela dá os mesmos resultados do que a HD 3850 em três dos 4 jogos. Esta placa não oferece praticamente nenhum ganho em desempenho em relação à uma HD 3850, associada a um P4.

Testes no Crysis, versão demonstração

As configurações do jogo são:
Resolução 1280, detalhes elevados, sem Anti Aliasing,
As placas gráficas são overclockadas,
Cena do amanhecer na baia, n°19 (o objetivo é o de destruir o scrambler),

Os resultados obtiveram os seguintes valores, imagens por segundo medidas por Fraps em uma duração de 360s :

8600 GT sur PC P4: min: 1 im/s, max: 16 im/s, média: 10.8 im/s;
8600 GT sur PC C2D: min: 4 im/s, max: 18 im/s, média: 11.2 im/s;

HD 3850 sur PC P4: min: 2 im/s, max: 41 im/s, média: 23.7 im/s;
HD 3850 sur PC C2D: min: 13 im/s, max: 45 im/s, média: 29.3 im/s;

HD 4850 sur PC P4: min: 3 im/s, max : 48 im/s, média: 24.9 im/s;
HD 4850 sur PC C2D: min: 24 im/s, max : 70 im/s, média: 48.3 im/s.

Constata-se:

Para a 8600 GT, a diferença entre PC P4 ou PC C2D é fraca: 0.4 im/s melhor em média.

Para a HD 3850, a diferença é sensível entre os 2 PC, mais ou menos 20% a menos

Apesar desta limitação, esta placa é interessante para um PC P4 em relação à 8600 GT, pois 2 vezes mais de imagens/s (23 ao invés de 11) são obtidas.

Para a HD 4850, não se nota praticamente nenhum progresso, se comparada com a 3850 no PC P4, uma imagem/s melhor!
Esta placa tem mais desempenho no PC com C2D a 3 Ghz, com uma progressão de +50% se comparada com a 3850. Nota-se um mínimo de imagens por segundo, claramente mais baixa quando as placas estão no PC P4, o que provocará problemas para as cenas complexas.

A HD 3850 permite jogar em High no Crysis no PC P4 com 24 im/s em média, mas as cenas com muito detalhes serão difíceis de jogar: 2 im/s ao invés de 13 im/s no PC C2D!

Influencia da frequência do processador: Q6600

O Q6600 teve muito sucesso, sendo um Quad Core mais ou menos acessível, permitindo trabalhar mais rapidamente com os aplicativos multimídia. Mas, e para os jogos? Sua frequência nominal de 2.4 Ghz interfere no bom funcionamento?

O teste foi realizado com a versão de demonstração do Crysis com o Q6600 e a HD 4850, com a placa mãe Asus P5KC, 2Go de DDR2 1066 Mhz, alim Antec Earthwatt 500W, ventirad OCZ Vendetta em modo PWM performances.

As configurações do jogo são as mesmas das precedentes: resolução 1280 x 1024, detalhes elevados, sem Anti Aliasing, a HD 4850 não é overclockada,
Cena do amanhecer na baia, n°19 (o objetivo é destruir o scrambler).

Os valores obtidos foram, imagens por segundo medidas por Fraps em um período de 300s (5mn):

- Q6600 à 2.4 Ghz (nominal) :
Min: 12 im/s; Max: 72 im/s; Média: 46 im/s
Temperatura max du CPU: 54°C

-Q6600 a 3.0GHz (o/c 25%):
Min: 28 im/s; Max: 72 im/s; Média: 48 im/s
Temperatura max du CPU: 56°C


-Q6600 à 3.4 Ghz (o/c 41%):
Min: 28 im/s; Max: 74 im/s; Média: 49 im/s
Temperatura max du CPU: 68°C

Análise dos resultados:

O overclocking de 3Ghz dá apenas melhores resultados em média (+2 im/s), mas as cenas complexas passarão melhor, o mínimo de framerate passando de 12 a 28 imagens/s.
O overclocking de 3.4 Ghz não dá um framerate realmente diferente: +1 im/s em média, mesmo valor mínima. Por outro lado, o aquecimento do CPU é muito mais importante.

Conclusão:

Ooverclocking do Q6600 à 3Ghz parece ser a melhor configuração para jogar, com o framerate mínimo, com uma ligeira melhoria em média, sem aquecimento importante.

Conclusão

Os resultados falam por eles mesmos, o «CPU Limited» é importante para a resolução de 1280 x 1024. Para ver outros resultados práticos, veja CPU Limited na pratica

Atenção, você pode atualizar seu PC, mas a troca da placa gráfica deve ser feita com muita precaução. No caso de uma placa gráfica muito potente será preciso também trocar a CPU, para tirar o máximo de sua nova aquisição, sobretudo se está em jogo a resolução1280 em uma tela de19".

Se a CPU não pode ser substituída por um modelo mais potente, será preciso limitar a potência da placa gráfica, caso contrário você pagará muito mais caro, sem ter nada melhor.

Veja também :
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