بررسی عملکرد پردازنده‌ های Ryzen در بازی‌ ها

عرضه‌ی سری اول پردازنده‌های Ryzenدر هفته‌ی گذشته با استقبال بالای کاربران و کارشناسانِ این عرصه مواجه شد و خبرها همگی از فروش بالا یا اتمام موجودی برخی از فروشندگان بزرگ حکایت داشتند. بررسی‌های رسمی انجام شدند و نتایج واقعی و مستندِ پردازنده‌های جدید به تدریج منتشر شدند. از آنجایی که این پردازنده و مادربرد پلتفرمِ AM4 را دراختیار نداشتیم، هنوز امکان انجام بررسی اختصاصی را پیدا نکرده‌ایم. اما به دلیل اهمیت این عرضه و نقشی که در ادامه‌ی روند پیشرفتِ سخت افزار پی‌سی و سیستم‌های مختص بازی خواهد داشت، قصد داریم نگاهی اجمالی به راندمان پردازنده‌های رایزن در بازی‌ها داشته باشیم.

شرکت AMD پردازنده‌های جدید را بر اساس معماری Zen تولید کرده است. معماری Zen یک معماریِ X86 کاملا جدید است که از بنیان برای ارتقای انقلابی راندمانِ پردازنده‌های ای‌ام‌دی نسبت به پردازنده‌های نسل قبلی FX توسعه پیدا کرده است. بهبود کارایی در بخش زمانبندی دستورالعمل‌ها، حافظه‌ی Cache جدید برای ریز دستورالعمل‌ها و قابلیت پیش بینی انشعاب با خطای کمتر با بهره گیری از شبکه‌های عصبی، همگی از پیشرفت‌های این معماریِ تازه محسوب می‌شوند. قابلیت اجرای دو فرآیند پردازشی همزمان در هر هسته هم simultaneous multithreading یا به اختصار SMT گفته می‌شود که با قابلیتِ مشابه در پردازنده‌های بولدوزر تفاوت ساختاریِ بارزی دارد.

پردازنده‌های جدید در سری اول با سه مدل Ryzen 7 1700X، Ryzen 7 1800X و Ryzen 7 1700 به بازار عرضه شده‌اند و همگی دارای ۸ هسته‌ی فیزیکی هستند که به کمک قابلیتِ SMT می‌توانند ۱۶ هسته‌ی پردازشی منطقی را در برنامه‌ها در اختیار گذارند یا قابلیت پردازش ۱۶ رشته‌ی پردازشیِ همزمان یا Thread را فرآهم می‌کنند. اما تفاوتِ اصلی این پردازنده‌ها در فرکانس کاری است، به نحوی که مدل 1800Xاز ۳.۶ تا ۴ گیگاهرتز، مدل 1700Xاز ۳.۴ تا ۳.۸ گیگاهرتز و مدل معمولی Ryzen 7 1700از ۳.۰ تا ۳.۷ گیگاهرتز در نوسان خواهند بود و همگی هم قابلیتِ اورکلاک دارند.

تراشه‌های مادربرد معرفی شده برای سوکت متناسب با این پردازنده‌ها هم در ۳ مدل X370، B350 و A320 معرفی شده‌اند که X370 بیشترین امکانات و A320 کمترین قابلیت‌های جانبی را دارد. نکته‌ی مهم این که هر سه تراشه تنها از PCI Express 2.0برای ادواتِ جانبی پشتیبانی می‌کنند و از این نظر شبیه به تراشه‌های ۳ نسل پیشِ اینتل برای پردازنده‌های Haswell یعنی Z87/Z97 هستند. این مورد می‌تواند در پشتیبانی از سخت افزارهای جانبی متعدد و نیازمندِ پهنای باند بالا مانندِ SSDهای NVMe و تاندربولت محدودیت ایجاد کند.

در اتفاقی فراتر از انتظار و مطابق ادعاهای ای‌ام‌دی، راندمانِ پردازنده‌های Ryzen 7 1800X و Ryzen 7 1700Xدر بسیاری از برنامه‌های تولید محتوا، گرافیک سه بعدی و تبدیل ویدیویی بسیار عالی و در حد پردازنده‌های قدرتمندی مانند 6900K و 6850Kظاهر شدند و تحسین کاربران و صاحب‌نظران را بر انگیختند. اما در بازی‌ها همه چیز مطابق انتظار نیست و با اینکه در معرفیهای رسمیِ AMD از مدت‌ها قبل بنچمارک‌های متعددی از برخی بازی‌ها هم منتشر شده بود، اما نتایج بدست آمده در بررسی‌های رایزن در بازی‌ها سوال برانگیز و گاهی هم نا امید کننده است که کمی بعد به آن خواهیم پرداخت.

ای‌ام‌دی معمولا در اسلایدهای رسمی از رزولوشن 4K برای نشان دادن قابلیتِ پردازنده‌های جدیدش استفاده می‌کرد و آنها را با پردازنده‌های رده حرفه‌ای و گران قیمت Broadwell-Eمقایسه می‌کرد تا نسبت راندمان به قیمتِ پردازنده‌های جدیدش را برجسته کند. حال آن که پردازنده‌های برادوِل سه نسل قدیمی‌تر هستند و بهترین راندمان در بازی‌ها را پردازنده‌های جدیدترِ Skylake و Kaby Lake ارائه می‌کنند. از طرف دیگر رزولوشن 4K به خاطر بار سنگین پردازشِ فوق سنگینی که روی کارت گرافیکی اعمال می‌کند، همیشه سیستم را در حالت GPU-Bound قرار می‌دهد و در واقع این کارت گرافیک است که گلوگاه می‌شود و نه پردازنده. در چنین رزولوشن بالایی اصولا تفاوت بین پردازنده‌ها آشکار نمی‌شود و به همین خاطر همیشه در بنچمارک‌های بررسی توان پردازنده‌ها در بازی، رزولوشن را به 720p یا 1080p تغییر می‌دهند تا نرخ فریم بازی افزایش یافته و بار پردازشی تا حدِ ممکن روی CPU افزایش یابد و توانایی واقعی پردازنده سنجیده شود.

به طور خلاصه برای سنجش و مقایسه‌ی توانِ پردازنده‌ها در بازی بهتر است مقایسه همیشه با آخرین نسلِ معماری پردازنده انجام شود و دقت نمایشِ تصویر هم تا حد ممکن پایین باشد تا تفاوت‌ها آشکار شود. در واقع اگر بنچمارک‌ها در رزولوشن 4K انجام شود، صورت مساله نادیده گرفته شده و هدفِ مدنظر که مقایسه‌ی جدی بین پردازنده‌ها بوده محقق نشده است. در این حالت راندمانِ پردازنده‌های Core i7 با مدل‌های ضعیف‌تر مانند Core i5 ها یا Core i3 ها هم به نظر یکسان می‌رسد، در حالی که چنین نیست.

Tomshardware در بررسی Ryzen R7 1800Xدر بخش راندمان بازی‌ها سعی می‌کند هر آنچه را که ممکن است از راندمانِ پردازنده‌های رایزن بکاهد در آزمایش گنجانده است . مثلا پروفایل تنظیمات مصرف انرژی یا Power Options در ویندوز را به High Performance تغییر داده و یک بار هم راندمان را در حالت غیر فعال بوده قابلیتِ SMT سنجیده است. ثابت شده که قابلیت SMT در برخی پردازش‌ها تاثیرِ منفی روی راندمان پردازنده‌های رایزن دارد.

همان‌گونه که در بنچمارک‌ها قابل مشاهده است، با تمام تمهیداتی که برای رفع موانع از ارائه‌ی بالاترین راندمان برای پردازنده‌های Ryzenاندیشیده شده، باز هم پیشتازی با پردازنده‌های اینتل و مخصوصا Core i7 7700K است.

در بررسی دیگری از Techspot که روی راندمان رایزن در بازی‌ها متمرکز بود هم نتایج جالبی ثبت شد. در اکثرِ ۱۶ بازی در نظر گرفته شده برای سنجش و مقایسه، کمابیش پردازنده‌های ۴ هسته‌ای اینتل از سری Core i7 و حتی Core i5 به پردازنده‌ی ۸ هسته‌ای و پرچمدار ای‌ام‌دی چیرگی داشتند، برخی عناوین با فاصله‌ی ناچیز و برخی هم با تفاوت محسوس.

مثلا در بازی Civilization VI که می‌دانیم ماهیتا به پردازنده‌ی قدرتمندی برای راندمانِ مناسب نیاز دارد و می‌تواند تا ۱۶ رشته‌ی پردازشی یا Thread را به خدمت بگیرد، انتظار این است که پردازنده‌های Ryzen با تمامِ قوا ظاهر شوند و پردازنده‌های ۴ و ۸ هسته‌ای اینتل را مغلوب کنند، اما بر خلافِ انتظار ضعیف‌تر عمل می‌کنند و Ryzen 7 1800X در حالتِ عادی همرده‌ی Core i5 7600K قرار می‌گیرد. اما این برتری مختص رزولوشن 1080p نبود و در رزولوشن 1440p هم با وجود سنگینی بیشترِ بار تراشه‌ی گرافیکی و GPU-Bound بودنِ بازی‌ها، باز هم پردازنده‌های Ryzen با اختلافی قابل توجه راندمانِ پایین‌تری عرضه کردند.

در 1440p هم به عنوان نمونه در Gears of War 4 پردازنده‌ی Core i7 7700K به طور متوسط می‌تواند ۱۴۲ فریم بر ثانیه را تولید کند، در حالی که در سوی دیگر پردازنده‌ی Ryzen 7 1800X تنها توانسته به میانگینِ ۱۲۶ فریم دسترسی پیدا کند. کمینه‌ی فریم تولیدی هم کمابیش همین وضعیت را دارد. نکته‌ی قابل ذکر هم پیشرفتِ شگرفِ نسل جدید پردازنده‌های AMD است که با دیدنِ راندمان پردازنده‌ی FX-8370 در انتهای جدول کاملا به چشم می‌آید و نشان می‌دهد Ryzen تا چه حد وضعیت را برای سازنده‌اش بهبود بخشیده است. سرانجام در پایانِ سنجش تمامِ این ۱۶ بازی در رزولوشن 1080p و 1440p میانگینی بدست آمد که شاید نماینده‌ی خوبی از راندمان در تمام بازی‌ها نباشد، اما دیدی کلی از وضعیت پردازنده‌های مختلف در بازی‌های روز را ارائه می‌کند.

آمار استخراج شده چند نکته را برجسته می‌کند. نخست اینکه قابلیت SMT در Ryzen در بازی‌ها در مجموع تاثیر منفی دارد و باید به نحوی از طریق بروز رسانی سیستم عامل، درایورها و کد بازی‌ها رفع شود و دوم این که پردازنده‌های رایزن علی رغمِ تمام بهبودهای صورت گرفته در بالاترین فرکانس کاری هم حریفِ پردازند‌های نسل قبلی از سوکت 2011-C و نسل جدیدتر با معماری اسکای لیک و کبی لیک نمی‌شوند. پرچمدارِ بالاترین راندمان در بازی‌ها هم هنوز با فاصله در اختیارِ Core i7 6700K و Core i7 7700Kقرار دارد. پردازنده‌ی Ryzen 7 1800X با قیمت ۵۰۰ دلاریِ خود به طور میانگین ۲۰ درصد ضعیف‌تر از Core i7 7700K با قیمت ۳۳۰ دلار و ۱۲ درصد ضعیف‌تر از Core i7 6900K با قیمتِ ۱۰۰۰ دلار عمل کرده است. با این اوصاف ضعفِ پردازنده‌های Ryzen در بازی‌ها چه علتی دارد؟

در ابتدا تصور می‌شد که شاید این قابلیتِ SMT است که مسئول ایجاد کاستی در نتایجِ پردازنده‌های جدید است، اما بعد از تست‌هایی که در حالت خاموش بودن SMT هم انجام گرفت، مشخص شد که با وجودِ تاثیر گذار بودن آن روی بیشتر بنچمارک‌ها، نمی‌توان آن را متهم اصلی این اتفاق قلمداد کرد. به علاوه، غیر فعال کردن SMT در برخی بازی‌ها نتیجه‌ی عکس دارد و باعثِ کاهش کارایی هم می‌شود، بنابراین غیر فعال سازی دائمی آن در پی‌سی‌های گیمینگ کاری اصولی نیست و بهینه‌ سازی‌ها باید در سطح نرم افزاری و کد بازی‌ها اعمال شود.

توصیه‌های رسمی ای‌ام‌دی در پاسخ به ابهامات متعددی که در این خصوص ایجاد شده بود مواردی را در برمی‌گیرد:

-آنها اولین و عمده‌ترین عامل را طراحی جدید و خاصِ معماری Zen اعلام کردند که هنوز هیچ یک از موتورهای بازی موجود نمی‌توانند از آن استفاده‌ی بهینه‌ای داشته باشند. البته با سابقه‌ای که از بازی‌سازان در اختیار داریم بعید است که بسیاری از بازی‌های فعلی و قدیمی صرفا برای سازگاری با این پردازنده‌ها بهینه شوند، چرا که به تحمیل هزینه‌های اضافی منجر می‌شود. به گفته‌ی AMD برخی بازی‌ها مانند Battlefield 1 ،Overwatch و Sniper Elite 4هم اکنون هم با پردازنده‌های جدید عالی عمل می‌کنند که البته این ادعا در بنچمارک‌های انجام شده نیز ثابت شد.

-دومین توصیه فعال سازی حالت High Performance در تنظیمات مصرفِ توان در ویندوز بود که بر طبق نمودارها تاثیر مثبتی هم داشت. البته فراموش نکنیم که این تاثیر مختصِ پردازنده‌های AMD نخواهد بود و پردازنده‌های اینتل هم از آن منتفع خواهند شد. بنابراین این روش بیشتر یک توصیه برای افزایش‌ رقمیِ راندمان است تا یک راهکارِ اصولی که کاربرِ نهایی بتواند از آن استفاده کند.

در هر حال هنوز هم سوالاتی در مورد راندمانِ Ryzen در بازی‌ها وجود دارد که به آنها پاسخ قطعی داده نشده و تنها گذشتِ زمان و فرصت دادن به توسعه دهندگان برای بهینه سازی نرم افزاری می‌تواند تکلیفِ این موارد را مشخص کند.

همان‌گونه که گفتیم و در خبرهای اخیر هم منعکس شده بود، ای‌ام‌دی اعلام کرده که کاستی پردازنده‌های Ryzen در بازی‌ها و مخصوصا در رزولوشن 1080p بیشتر به خاطر بهینه نبودن در سطح نرم افزاری است و مشکلِ حادی وجود ندارد که قابل برطرف سازی نباشد. به ادعای این شرکت هم اکنون بیش از ۳۰۰ توسعه دهنده در حالِ کار با Zen هستند و برخی توسعه دهندگان مانند Stardock سازنده‌ی بازی Ashes of Singularity و Creative Assembly سازنده‌ی بازی Total War: Warhammer هم در حال بهینه سازی بازی‌هایشان با پردازنده‌ی جدید هستند.

همچنین لیزا سو (Lisa Su)، مدیرعامل شرکت AMD هم در پاسخ به سوالاتِ برخی افراد در همین مورد اظهار داشته که آنها تا کنون بیش از ۱۰۰ عنوان بازی را در رزولوشن 1080p آزمایش کرده‌اند و بیشتر آنها عملکردِ خوبی داشته‌اند، آنهایی هم که مطابق انتظار ظاهر نشده‌اند قطعا بهینه خواهند شد.

اما آنچه که فعلا از بنچمارک‌ها برمی‌آید و به الگوی نسبتا ثابتی در تمامِ آنها تبدیل شده این است که پردازنده‌های Ryzen را نمی‌توان بهترین گزینه در بازی‌ها قلمداد کرد. اگر بخواهیم این مقایسه را به صورت غیرعادلانه و صرفا بر اساس راندمان در نظر بگیریم، حتی پردازنده‌ی پرچمدارِ Ryzen 7 1800X هم در اکثریت قریب به اتفاقِ موارد پایین‌تر از برخی مدل‌های Broadwell-E و در تمام موارد پایین‌تر از Core i7 6700K و Core i7 7700K ظاهر شده و این مصاف حداقل تا این زمان به سود AMD پایان نپذیرفته است. بنابراین در مقایسه‌ی شانه‌ی به شانه‌ی دو پردازنده‌ی هم قیمت مانند Ryzen 7 1700 و Core i7 7700K برنده‌ی قطعی و نهایی کاملا محرز است و نیازی به کند و کاوِ بیشتر نیست.

با این نتایج بهترین گزینه برای بازی‌ها را می‌توان پردازنده‌های سریع Kaby Lake و Core i7 6700K/7700K معرفی کرد. این‌ها پردازنده‌های ۴ هسته‌ای چابکی هستند که با فرکانسِ کاری بالا و البته راندمان تک هسته‌ای چشمگیر خود در بازی‌ها هنوز هم بی رقیب عمل می‌کنند و برای دارندگان نمایشگرهای 1080p و 1440p که کارت‌های گرافیکی پر سرعتی مانند GTX 1070 و GTX 1080 را خریداری کرده‌اند و توقع میانگین فریم بالایی دارند هم انتخاب برتر محسوب می‌شوند، به ویژه برای گیمرهایی که از نمایشگرهای ۱۴۴ هرتزی استفاده می‌کنند. بر طبقِ بررسی Tomshardware پردازنده‌ی Core i7 7700K با فرکانس کاری برابر هم سریع‌تر از Ryzen 7 1800X عمل می‌کند و قاعدتا IPC یا میزانِ دستورالعمل در ثانیه‌ی (instructions per cycle)بالاتر در اینجا موثر واقع شده است.

موتورهای بازی بر خلاف برنامه‌های تولید محتوا از پردازش‌های موازی سنگین و با الگوی پردازشی یکسان استفاده نمی‌کنند و به همین جهت هنوز هم از تعداد هسته‌های بالای پردازنده‌ای مانند Ryzen در زمان اجرا منتفع نمی‌شوند. به بیانِ دیگر پردازنده‌ای که هسته‌های کمتر اما سریع‌تری دارد در بازی‌ها به پردازنده‌ای که هسته‌های بیشتر اما کندتری دارد ارجحیت دارد و این به طور متناوب در بنچمارک‌ها ثابت می‌شود.