Nghẽn cổ chai: CPU yếu + VGA mạnh = lãng phí hiệu năng (Phần 1)

Nghẽn cổ chai (bottle-neck) là thuật ngữ chỉ việc một thành phần trong máy tính hoạt động không theo kịp các thành phần khác, trở thành điểm thắt và kéo lùi hiệu năng cả hệ thống chậm theo nó. Hiện nay, thuật ngữ này chủ yếu đề cập đến sự cọc cạch giữa CPU và VGA bởi đây là 2 thành phần đắt tiền hơn cả và giữ vai trò quyết định tới hiệu năng chơi game. Trước đây GenK cũng đã có một bài viết về vấn đề này. Tuy nhiên do sự phát triển không ngừng của phần cứng và sự thay đổi trong xu hướng làm game, chúng tôi xin phép được khơi lại chủ đề này và kiểm nghiệm trên các phần cứng và game mới hơn.

Với mục đích chính là giúp độc giả có cái nhìn rõ ràng về nghẽn cổ chai, nhờ đó xây dựng cấu hình một cách hiệu quả với hiệu năng cao nhất có thể. Chủ đề sẽ bao gồm 3 phần:

- Phần 1: Các vấn đề về nghẽn cổ chai và ảnh hưởng của nó tới hiệu năng.

- Phần 2: Lựa chọn VGA thích hợp cho các CPU tầm thấp (Celeron và Pentium).

- Phần 3: Lựa chọn VGA thích hợp cho CPU tầm trung (Core i3) và cao (Core i5).

Nguyên nhân gây nghẽn cổ chai

Trong quá trình chạy game, cả CPU và VGA đều phải hoạt động nhưng vai trò của chúng không giống nhau. CPU đảm nhận xử lý kịch bản, còn VGA sẽ vẽ kịch bản đó ra hình ảnh.

Ví dụ trong 1 cảnh cháy nổ, CPU sẽ phải tính toán mọi thứ về vụ nổ đó: bán kính ảnh hưởng, tác động của vụ nổ tới các vật thể xung quanh, môi trường bị biến dạng thế nào, nhân vật mất bao nhiêu máu, hình dạng ngọn lửa bốc lên, âm thanh vụ nổ… Nhiệm vụ của VGA là vẽ ra chúng và hiển thị lên màn hình.

Vậy, nếu như CPU dựng kịch bản quá chậm, còn VGA vẽ quá nhanh thì chuyện gì sẽ xảy ra? Câu trả lời là khung hình bị giật khựng, CPU phải hoạt động 100% còn VGA thì nhàn hạ chờ kịch bản để vẽ tiếp. Tình trạng này khá phổ biến trong các game chiến thuật nặng với cực nhiều unit và địa hình hiểm trở cùng hiệu ứng vật lý, âm thanh phức tạp. Trường hợp ngược lại, CPU dựng đầy đủ kịch bản nhưng VGA không vẽ kịp – cũng sẽ cho kết quả tương tự.

Tuy nhiên, do trong máy tính chơi game giá trị của VGA thường cao hơn CPU nhiều nên mọi người đều ngầm quy ước chỉ gọi trường hợp CPU yếu là “nghẽn cổ chai”.

Một số ngộ nhận về nghẽn cổ chai

- Cứ thấy game giật là kết luận ngay do nghẽn cổ chai: có nhiều bạn kết luận vội vàng dù chưa hiểu nghẽn cổ chai là gì. Thực ra vấn đề nghẽn cổ chai chỉ đặt ra khi VGA của bạn kha khá mạnh mà hiệu năng không được như ý, còn trong đa số trường hợp tụt FPS là do cấu hình yếu mà thôi.

- Nếu bị nghẽn thì tăng setting trong game lên là hết nghẽn: thực ra nói vậy cũng không sai. Chỉ có điều dù VGA có load nhiều hơn thì FPS cũng chả tăng, có khi còn giảm vì tăng setting thì nhiệm vụ của CPU cũng tăng lên. Trong khi đó yêu cầu đặt ra là FPS phải đủ chơi mượt.

- Bị nghẽn là quy kết ngay do CPU yếu: kết luận thực sự quá vội vàng. Có nhiều trường hợp nghẽn cổ chai xảy ra do chính bản thân game không tốt. Lấy ví dụ trường hợp của StarCraft II: game chỉ dùng được 2 nhân của bộ xử lý nên dù CPU mạnh cỡ i5, i7 chăng nữa FPS cũng vẫn tụt ở những cảnh nhiều unit, dù cả CPU lẫn VGA đều chỉ tải khoảng 50%. Nếu gặp phải tình huống như vậy, ép xung CPU là cách duy nhất để tăng FPS.

Cấu hình thử nghiệm – Nội dung thử nghiệm

Main: ASRock Z77 Extreme4

CPU:

- Intel Celeron G550 (930.000 VNĐ)

- Intel Pentium G860 (1.510.000 VNĐ)

- Intel Core i3 3220 (2.735.000 VNĐ)

- Intel Core i5 3570 (4.785.000 VNĐ)

RAM: 2 x 4 GB Kingston HyperX T1 1866

VGA: HD 7970

SSD: Kingston HyperX 240 GB

PSU: 660W

* Xin trân trọng cám ơn Hanoi Computer (43 Thái Hà, Ba Đình, Hà Nội) đã cung cấp CPU và VGA cho bài thử nghiệm.

Các CPU tôi sử dụng để thử nghiệm là những sản phẩm có hiệu năng/giá tốt nhất cho game hiện nay, với giá trải đủ phân khúc từ 900.000 đến 5.000.000 VNĐ. Ngoài ra khi thực hiện test, tôi đặt RAM chạy ở xung nhịp 1866 MHz với CPU Core i5, 1600 MHz với CPU i3 3220, 1333 MHz với G550 và G860.

Do việc tăng setting trong game khiến cả CPU lẫn VGA đều phải tải nhiều hơn, nên tôi sử dụng VGA rất mạnh là HD 7970 với thiết lập cao nhất trong các game thử nghiệm nhằm đặt ra kịch bản khắt khe nhất có thể đối với CPU, nhờ đó kết quả có nhiều tính tham khảo hơn.

Ngoài khung hình trung bình và khung hình nhỏ nhất (min FPS và avg FPS), tôi cũng vẽ lại biểu đồ FPS theo thời gian để các bạn có thể so sánh trực quan hơn.

* Thử nghiệm diễn ra khi CPU Pentium G2020 chưa có tại Việt Nam nên tôi sử dụng G860 tương đương về hiệu năng CPU để thay thế. G2020 có hiệu năng CPU tương đương G860 nhưng giá rẻ hơn và đồ họa tích hợp mạnh hơn.

- Crysis 2: sử dụng Adrenaline Crysis 2 Benchmark Tool, map Central Park.

- FarCry 3: đoạn mở màn khi nhân vật chính bị bắt cóc. Tôi đã chơi qua toàn bộ game và nhận thấy đây là cảnh nặng nhất trong game, hơn cả các cảnh cháy nổ khác.

- Metro 2033: sử dụng Benchmark có sẵn trong game.

- Sniper Elite V2: sử dụng Benchmark có sẵn do game cung cấp.

- Dirt Showdown: sử dụng Benchmark có sẵn trong game.

- Hitman Absolution: sử dụng Benchmark có sẵn trong game.

- Sleeping Dogs: sử dụng Benchmark có sẵn trong game.

- TESV Skyrim: dùng lệnh cheat tạo ra 40 con rồng tấn công người chơi.

- The Witcher 2: cảnh công thành đầu game.

- StarCraft II: đoạn tấn công cao trào trong màn All In (màn cuối campaign Wings of Liberty).

- Total War Shogun 2: Fakashima – 1 trận chiến lớn trong Historical Battle.

Nhóm game bắn súng: Crysis 2 – FarCry 3 – Metro 2033 – Sniper Elite V2

Game đầu tiên là sát thủ một thời Crysis 2. Có sự chênh lệch rõ ràng giữa Core i3, Core i5 và 2 CPU dòng G. Tuy nhiên chúng vẫn giữ được FPS ở mức chơi mượt và hoàn toàn không có vấn đề gì xảy ra trong quá trình chơi.

* Thử nghiệm diễn ra khi Crysis 3 chưa ra mắt. Mong độc giả thông cảm.

FarCry 3 là một minh chứng cho ảnh hưởng của nghẽn cổ chai. G550 và G860 bị tụt khung hình khá nặng ở một số cảnh. Trong khi đó Core i3 và Core i5 lướt ngon lành qua bài test.

Metro 2033 cũng cho thấy CPU yếu không nên đi với VGA quá mạnh. G550 và G860 bị tụt khung hình ợt giai đoạn đầu của bài test. Tuy nhiên nút thắt min FPS 15 thì tất cả đều mắc phải. Cảnh game này yêu cầu xử lý đồ họa rất nhiều.

Sniper Elite V2 lại yêu cầu CPU rất nhẹ nhàng. 4 FPS line quấn sát nhau, hoàn toàn không xảy ra nghẽn.

Nhóm game đua xe, mô phỏng: Dirt Showdown

Dirt Showdown là một game tận dụng CPU rất tốt. FPS chênh lệch kinh khủng khi nâng CPU. Có thể nói hiện tượng nghẽn cổ chai xảy ra rất nặng ở game này. Tuy thế, G550 và G860 vẫn duy trì được khung hình chấp nhận được, ít gây ảnh hưởng đến game. Trong khi đó Core i3 dù có nghẽn nhưng vẫn lướt bay qua game.

Nhóm game nhập vai, hành động: Hitman Absolution – Sleeping Dogs – TESV Skyrim – The Witcher 2

Bối cảnh test của Hitman Absolution là một đám đông náo nhiệt với sự xuất hiện của hơn 100 nhân vật. Vì thế G550 và G860 đuối sức thấy rõ. Core i3 vẫn giữ được khung hình ổn đối với dòng game nhập vai hành động, tuy nhiên khi thử với Core i5 tôi vẫn cảm thấy mượt hơn hẳn.

Đối với Sleeping Dogs, đây là một game tận dụng đa nhân khá tồi nên xung nhịp sẽ là yếu tố quyết định. Vì thế chỉ có G550 hay bị tụt khung hình, 3 CPU còn lại gần như ngang ngửa nhau (xem FPS line).

Với 40 con rồng tấn công người chơi, có thể nói người chơi không thể gặp cảnh nào nặng như kịch bản test của tôi. Do vậy chỉ có Core i3 và Core i5 mới cung cấp được khung hình ổn định, còn G550 và G860 tỏ ra đuối sức.

Đoạn công thành đầu game The Witcher 2 cũng khá nặng. Trong nhiều thời điểm Core i5 cho khung hình vượt trội hẳn Core i3 và G860. G550 rớt lại xa và chơi rất giật.

Nhóm game chiến thuật: StarCraft II – Total War: Shogun 2

Phép thử StarCraft II diễn ra khi Zerg tấn công cao trào trong map All In (màn cuối campaign Wings of Liberty). Theo cảm nhận của tôi, Core i3 đủ chơi ổn định nhưng cần đến Core i5 mới thực sự mượt mà từ đầu đến cuối. G860 và G550 kém hơn hẳn nhưng miễn cưỡng thì cũng chơi được.

Phép thử Shogun 2 là tôi là Fakashima – một trận chiến lớn trong mục Historical Battle. Kết quả cũng giống như StarCraft II: Core i5 lướt mượt, Core i3 tạm ổn, còn G550 và G860 thì hơi bị giật.

Tổng kết

Qua 11 phép thử với nhiều thể loại game, chúng ta có thể rút ra một vài kết luận sau:

- Không nên bắt cặp CPU yếu với VGA quá mạnh, sẽ gây nên nghẽn cổ chai, lãng phí hiệu năng cũng như số tiền cho VGA.

- Tuy nhiên cũng không cần phải quá lo lắng về nghẽn cổ chai. Chỉ cần một CPU đủ mạnh bạn đã có thể có được khung hình ổn định đủ chiến các game nặng CPU. Ngược lại, một VGA mạnh sẽ đủ sức càn quét các game nặng VGA. Điều đó có nghĩa 1 cấu hình chắc-chắn-không-nghẽn chưa chắc đã chơi game tốt hơn cấu hình có-thể-nghẽn khác. Hãy cân nhắc kĩ lợi hại trước khi mua mới hoặc nâng cấp.

- Trước đây các game bắn súng thường yêu cầu cao về VGA hơn CPU. Tuy nhiên sự ra đời của các game mới như FarCry 3 hay Crysis 3 (tôi đã chơi hết, cũng rất khát CPU) đã cho thấy một thực tế mới: game bom tấn không chừa bất cứ thứ gì. Trong khi đó game chiến thuật đặt nặng CPU (do nhiều unit), còn các game hành động nhập vai thì yêu cầu cả 2 (môi trường rộng, hiệu ứng đẹp).

- So với Core i5, Core i3 có hiệu năng/giá tốt hơn hẳn nếu để chơi game, và Core i3 tạm đủ cho nhu cầu xử lý kịch bản của đa số game. Điều này sẽ còn đúng trong tương lai, bởi các nhà làm game không bao giờ phát triển một sản phẩm mà game thủ phải dùng chip 4 nhân mới chơi được. Làm như vậy họ sẽ đánh mất một lượng cực lớn khách hàng vẫn đang dùng chip 2 nhân.

- Celeron G550 và Pentium G860 không đến nỗi quá yếu như ác cảm về tên gọi của chúng. Bằng chứng là chúng vẫn miễn cưỡng chơi được game với thiết lập cao nhất – tức kịch bản nặng nhất có thể cho CPU. Còn việc các CPU này có thể bắt cặp được với VGA nào sẽ được làm rõ trong phần sau.

Như vậy, trong bài viết này GenK đã đưa ra được một vài luận điểm về nghẽn cổ chai. Rất mong nhận được góp ý và thảo luận của quý độc giả. Trong phần sau, chúng ta sẽ đi tìm VGA phù hợp với các CPU bình dân G550, G860 và G2020 – thường gặp trong các cấu hình dưới 10 triệu đồng.

Bài viết thuộc Chuyên đề tư vấn lựa chọn sản phẩm. Mọi thắc mắc cũng như yêu cầu tư vấn cấu hình xin gửi về hòm thư [e-mail]

* Xin trân trọng cám ơn Hanoi Computer (43 Thái Hà, Ba Đình, Hà Nội) đã cung cấp CPU và VGA cho bài thử nghiệm.

Theo GenK