Prestanda i spel med olika kärnantal

De senaste åren har kärnantalet på processorer ökat explosionsartat. Borta är den tid då vi stod stilla och stampade med fyrkärniga modeller, då vi idag har varianter på konsumentsidan med hela 16 kärnor från både AMD och Intel – om än i en något speciellt utförande från det sistnämnda företaget med deras hybridlösning. Prestandafördelarna med många kärnor är tydlig i kraftigt parallelliserade laster som 3D- och videorendering, men vid spelande finns det dock en del frågetecken.

Just spel och prestandaskillnaden mellan processorer med olika kärn- och trådantal är upplägget för denna artikel. Uppslaget kommer ursprungligen från forummedlemmen @GuessWho, som i ett inlägg tyckte det vore intressant att se hur processorer med olika kärnantal vid presterar i spel när de körs vid samma klockfrekvens. Det ursprungliga förslaget var att jämföra 8 kärnor ned till och med 4 kärnor, med och utan SMT/Hyperthreading, men vi väljer här att expandera utsnittet gällandes kärnantal.

Testet baseras kring processorer ur AMD:s Ryzen 5000-serie, där vi har plockat in flera olika modeller snarare än att artificiellt stänga av kärnor i BIOS/UEFI-konfigurationen. På menyn står Ryzen 9 5950X, Ryzen 9 5900X, Ryzen 7 5800X samt Ryzen 5 5600X, där dessa representerar ett spann av processorkärnor från 16 ned till 6. Då det inte finns någon fyrkärnig modell i Ryzen 5000-familjen blir vi dock tvungna att artificiellt stänga av kärnor hos Ryzen 5 5600X för de mätpunkterna.

Samtliga processorer körs vid en låst klockfrekvens på 4 GHz och paras ihop med grafikkortet Geforce RTX 3080 Founders Edition. Uppsättningen spel kommer direkt från SweClockers sedvanliga svit för grafikkortstester. Det rör sig om totalt tolv titlar, där alla använder olika grafikmotorer och en blandning av grafikgränssnitten DirectX 12, DirectX 11 samt Vulkan.

För att göra testet tidsmässigt hållbart begränsar vi oss till upplösningen 1080p, vilken också är mest intressant sett till hur den är mer bunden till processorprestanda än högre diton likt 1440p och 4K UHD. Medan det primära syftet är att testa kärnskalningen i spel så kommer vi oundvikligen även att få med en viss prestandapåverkan från kretsuppbyggnaden mellan de olika Ryzen-processorerna, däribland cachemängd och latenser vid kommunikation mellan CCX-kluster.

Vi börjar med Battlefield V och här ser vi att det är väldigt jämnt i toppen. Bäst resultat, med liten marginal, får 16 kärnor utan SMT aktiverat men prestandan är jämn hela vägen ned till 8 kärnor med SMT aktiverat. Vid renodlade 8 kärnor sjunker lägstanivå något, där exempelvis 6 kärnor med SMT ger en något jämnare upplevelse. Det största tappet sker dock först vid renodlade 6 kärnor utan SMT och sedan går det riktigt utför när vi begränsar processorn till enbart 4 kärnor utan SMT.

I Control är vi betydligt mer GPU-bundna, vilket syns tydligt på resultaten. Här syns i princip raka staplar ned till renodlade 8 kärnor utan SMT aktiverat. Vid 6 kärnor med SMT aktiverat syns ett minimalt tapp i prestanda och generellt klarar sig spelet alldeles utmärkt ned till 4 kärnor med SMT aktiverat. Det är först vid renodlade 4 kärnor utan SMT som lägstavärdena tar en rejäl dipp.

Metro Exodus är det spel som påverkas absolut minst av kärnantalet i vår speluppställning. Som synes presterar denna titel väldigt likartat oavsett kärnantal, men vi ser dock ett mindre prestandauppsving om man stänger av SMT på de olika modellerna.

I The Division 2 är det också ganska jämnt mellan de olika kärnantalen, där det är först vid 6 kärnor med SMT aktiverat som vi ser ett marginellt tapp i lägstavärden. Spelet rullar generellt fint ned till fyra kärnor med SMT aktiverat men tappar sedan enormt med prestanda när vi kastar en renodlad 4 kärnor utan SMT aktiverat mot det.

Ghost Recon: Breakpoint är jämnt i toppen, och bibehåller rätt snarlik prestanda hela vägen ned till renodlade 8 kärnor med SMT inaktiverat. Vid 6 kärnor ser vi det första rejäla tappet i både medel- och lägstavärden. Det tappet är dock ingenting emot vad som upplevs med 4 kärnor, vilket faller riktigt platt prestandamässigt.

I Total War: Three Kingdoms är det väldigt jämnt i toppen, där både 16 och 12 kärnor klarar sig likvärdigt bra oavsett om SMT är aktiverat eller inte. Vi börjar se ett tapp här när vi går över till 8 kärnor samt ytterligare ett nedsving med 6 kärnor, och då speciellt för lägstavärdena. Sämst är inte helt oväntat fyra kärnor och då speciellt den renodlade varianten utan SMT aktiverat.

Resident Evil 3 uppvisar generellt väldigt bra prestanda i kombination med de flesta kärnantalen i testet. Det enda markanta tappet sker vid renodlade 4 kärnor utan SMT aktiverat, men då är prestandan fortfarande dock fullt tillräcklig.

Fartfylld racing i F1 2020 håller sig på banan hela vägen ned till 6 kärnor med SMT aktiverat, där prestandaskillnaden är minimal mellan de olika kärnantalen. Vid renodlade 6 kärnor utan SMT kommer dock prestandatappet, vilket blir ytterligare värre när vi rör oss ned mot 4 kärnor.

I Gears 5 syns jämn prestanda hela vägen ned till 6 kärnor med SMT aktiverat, och vi ser ett generellt tapp i lägstavärden när SMT inaktiveras på de olika processorerna. Vid 4 kärnor börjar prestandan bli lidande, och i synnerhet när processorn inte har tillgång till SMT.

Wolfenstein: Youngblood presenterar extremt jämn prestanda hela vägen ned till renodlade 8 kärnor utan SMT. Vid 6 kärnor, med och utan SMT, sker ett marginellt prestandatapp och faktum är att även 4 kärnor med SMT klarar sig bra här. Vid renodlade 4 kärnor utan SMT ser vi dock ett ganska stort tapp i lägstavärden.

Call of Duty: Modern Warfare är lite av en blandad påse prestandamässigt. I toppen med 16 och 12 kärnor ser vi mest jämn prestanda när SMT stängs av. Vid 8 kärnor ligger dock prestandan bättre till med SMT aktiverat. Steget ned till 6 kärnor med SMT uppvisar ett mindre prestandatapp, men det är de renodlade 6- och 4-kärniga testerna utan SMT som lägstavärdena verkligen faller bakom.

Slutligen har vi Red Dead Redemption 2, vilket presterar väldigt jämnt hela vägen ned till 6 kärnor med SMT aktiverat. Vid renodlade 6 kärnor utan SMT börjar prestandatappet synas och vid 4 kärnor utan SMT blir spelet inte särskilt kul ur gällandes bildfrekvens.

Nu när vi blivit alldeles yra i huvudet av att kolla på prestandasiffrorna från de individuella speltesterna har det blivit dags att sammanfatta resultaten i ett index. Vi delar upp detta i två delar, där vi i det första kikar på ett snitt av de uppmätta medelvärdena från speltesterna. Konfigurationen med 16 kärnor och 32 trådar används här som index 100.

Med alla spel samlade i ett index ser vi att snittet för de olika kärnantalen är identiskt ned till 8 kärnor med SMT aktiverat. Vid renodlade 8 kärnor sker ett ytterst marginellt tapp, och även 6 kärnor med SMT aktiverat står sig generellt starkt i snitt. De större tappen sker först nere vid 4 kärnor, där vår konfiguration med SMT aktiverat tappar 10 procent i snitt. Värst är dock renodlade 4 kärnor utan SMT, vilket presterar i snitt 20 procent sämre än modellerna i toppen.

Härnäst ska vi kika på snittet av lägstavärdena från de olika kärnkonfigurationerna. Återigen ser det jämnt ut i toppen, där vi visserligen ser ett marginellt tapp hos 12 kärnor med SMT aktiverat ställt mot 12 kärnor utan SMT. Vid åtta kärnor med SMT får vi 3 procent sämre lägsta värden i snitt medan 6 kärnor med SMT lägger sig 6 procent under toppmodellerna.

De stora tappen sker vid renodlade sex kärnor utan SMT och nedåt, där speciellt renodlade fyra kärnor utan SMT ger ganska katastrofala lägstavärden i snitt. Dessa ligger 34 procent sämre till än konfigurationerna i toppen.

Sammanfattande tankar kring kärnskalning i spel

Detta har varit ett väldigt intressant test att genomföra, då det är tydligt att det skiljer en hel del mellan olika speltitlar hur mycket kärn- och trådantalet påverkar den slutgiltiga prestandan. Det man kan konstatera är att det är extremt jämnt ned till 8 kärnor med SMT aktiverat och sedan ett ganska litet tapp ned till 6 kärnor med SMT.

Just när det kommer till SMT-teknikens vara eller icke vara för spel varierar även det per speltitel. Vissa spel ser ett mindre uppsving när tekniken inaktiveras medan andra ser ett prestandastraff. Tittar vi på snittsiffrorna från SweClockers prestandaindex gör det dock varken till eller från i det stora hela förutsatt att man har 8 kärnor eller fler.

Den kärnkonfiguration som verkligen börjar visa sin ålder är de fyrkärniga varianterna. Fyra kärnor med SMT fungerar dugligt, men har dock klara problem med att hålla lägstavärdena uppe. Fyra kärnor utan möjlighet till SMT/Hyperthreading är dock inte en särskilt bra matchning med moderna spel och snabba grafikkkort, då bildfrekvensen snabbt blir lidande.

Nu blir resultaten i den här artikeln till en viss del akademiska då vi begränsar klockfrekvenserna hos de testade processorerna. Med högre klockfrekvenser går det att avstyra vissa prestandatapp vid processorbundna scenarion, och då särskilt för de sexkärniga modellerna med SMT. De fyrkärniga modellerna är dock dessvärre bortom räddning oavsett vilken klockfrekvens de körs i.