Как фоновая нагрузка влияет на производительность?

Темой сегодняшнего теста будет влияние фоновой нагрузки на процессорную производительность. Изучим её, чтобы понять, стоит ли нам закрывать браузер во время игры или работы и тому подобное.

Тестовый стенд

Мы возьмем несколько конфигов от самых новых до самых актуальных.

Начнём со стокового i5-12600K с DDR5 в XMP и запустим это всё на Windows 11. Потом проверим на Ryzen 5 5600X, у которого меньше ядер, да и протестировать устойчивость к фоновым процессам ЦПУ из противоположного лагеря тоже будет полезно. А следом посмотрим, что будет с i7-2600K. Ведь, чем меньше ядер у процессора и чем он слабее сам по себе, тем критичней должно оказаться влияние посторонних задач на его производительность.

Виды нагрузки на систему

Помимо самой системы у нас включен мониторинг: MSI Afterburner, Rivatuner и HWiNFO64. Как мы видим, несмотря на наличие предназначенных для такого типа нагрузки энергоэффективных ядер, большая часть работы выполняется на производительных. Общая загрузка процессора с таким количеством ядер находится на уровне 1-2%, но загрузка одного из ядер достигает 20%.

Хорошо, теперь запустим браузер, откроем какое-нибудь видео на ютубе и свернём. Несмотря на около 20 вкладок в браузере, в одной из которых воспроизводится видео, декодируемое аппаратно, нагрузка особо не возросла и похоже браузер достался мелким ядрам.

Последним этапом будет стриминг. О нём мы подробно рассказывали в соответствующем ролике, поэтому он будет осуществляться силами видеокарты. Но даже так часть работы выполняет процессор и его общая загрузка увеличилась до 5% на все ядра и почти до 30% на пару отдельных. Как это отразилось в синтетических тестах?

Тестирование

На примере Intel Core i5-12600K

Например, в AIDA64 достойны внимания только латентность памяти и кэшей. Задержка L3 увеличилась двукратно с включенным стримом, а памяти на 11%. Ютуб в фоне оказал незначительное влияние. Латентность памяти возросла всего на 4.5%.

В Cinebench R23 больше всего пострадала однопоточная производительность, так как пара-тройка загруженных ядер не дает в полной мере работать турбобусту процессора.

В GeekBench 5 аналогичная ситуация. Стриминг сократил на 8% баллы однопоточных подтестов и на 4% многопоточных. Браузер с открытым ютубом в фоне в свою очередь практически не оказал никакого влияния.

Если вы любите показывать своим зрителям монтирование в Premiere Pro, то знайте, что финальный рендер со стримом займёт на 6% больше времени.

Теперь же перейдём к более насущному. К играм.

Cyberpunk 2077, пресет графики: трассировка лучей ультра, RT-отражения отключены, DLSS - ультра производительность, плотность толпы высокая. Естественно, чтобы модифицировать изменения в процессорной производительности, от упора в видеокарту мы откажемся. О нём мы поговорим в конце. Итак, если играть с дополнительным фоновым воспроизведением на YouTube или где-либо ещё, то изменения в производительности с десятиядерным, по сути, процессором практически не будет. Стрим тоже влияет на FPS, не сильно сокращая его на 7%.

Лара, наивысший пресет, модификатор разрешения 20%. Эта игра параллелится чуть хуже, особенно в начале сцены. Соответственно, у нас в теории больше ресурсов для сторонних программ. Так оно и выходит. Открытый браузер с ютубом почти не влияют на FPS, а стриминг отнял вместо 7 всего 3%.

CS:GO, настройки киберспорт, текстуры и сглаживание высокие. Игра на основе старинного движка, очевидно, будет параллелиться ещё хуже, а значит, у нас ещё больше свободных мощностей для фоновой нагрузки, но логика не сохранилась и потеря FPS в этой игре самая высокая. В процентном соотношении, естественно. Единственное предположение, всё объясняющее - это L3 кэш. Для контры его объёма было настолько много, что промахи происходят куда реже, чем в других играх, однако теперь его часть занята браузером и стримом. Естественно, резкое увеличение количества обращений к ОЗУ не могло не сказаться на FPS.

Выходит, что при наличии высокопроизводительного многоядерного процессора открытый браузер с ютубом ничем не грозит, да и стрим подключить можно, ведь он особо не влияет. Но что, если всё дело заключено в энергоэффективных ядрах, работающих в качестве громоотвода?

На примере AMD Ryzen 5 5600X

Давайте заменим процессор на 5600X, у которого их нет. Да и память у него DDR4, он тоже будет в стоке с ОЗУ в XMP. На первый взгляд по диспетчеру задач не скажешь, что нагрузка сильно отличается. Распределяется она на более удачных ядрах, пока те свободны, и загрузка находится примерно на том же уровне, что и у i5.

Может, дело в объёме, а может, в алгоритмах аиды, но латентность L3 кэша у 5600X пострадала значительно меньше от фоновой нагрузки, нежели чем у 12600K. Однако задержка памяти выросла сильнее. Один только браузер увеличил её на 8%, а дополнительно со стримом - на все 15%.

Что касаемо остальной синтетики, то тут ситуация противоположная i5. Наибольшая потеря производительности происходит во время не однопоточной нагрузки, а многопоточной. Алгоритмы буста у Райзенов куда более гибкие, поэтому небольшая фоновая нагрузка не приведёт к такому снижению частот, как у процессоров intel.

Geekbench только подтверждает всё вышесказанное. Современные браузеры умело приостанавливают работу неактивных вкладок, поэтому снова YouTube в фоне почти не влияет на баллы.

Рендер проекта в Premiere Pro происходит уже не на 6, а на 8% дольше с включенным стримом и браузером.

По-прежнему не важно открыт ли у вас браузер в фоне. Влияние на FPS в киберпанке нет. Даже на самом деле обидно за потраченное впустую время во время прошлых тестов, когда после случайно открытого браузера принималось решение перезагрузить компьютер вместо простого его закрытия и продолжения тестирования. Со стримом Райзен потерял чуть больше FPS, нежели i5. 7% против 6 по среднему показателю и 13% вместо 8 по статистике очень редких событий.

В Ларе потери ещё больше. Конечно, нельзя исключать рандомность результатов, присущую всем играм, но снова можно предположить, что дело в том же самом L3 кэше, позволяющем получать Райзенам высокие результаты в этой игре. Открытый браузер снизил FPS на 5%, а дополнительно активный стрим привёл к суммарному снижению этого показателя на 14%.

В контре потери FPS тоже больше, чем были у i5. Однако благодаря огромному L3 кэшу здесь изначально FPS выше, и даже со стримом средний показатель 5600X выше, чем у 12600K, однако статистика очень редких событий сильно пострадала от прямой трансляции. Она по-прежнему выше сотни, да и возникшие микростаттеры следует назвать наностаттерами, но факт есть факт: просадка сильная.

5600X, очевидно, пострадал сильнее от фоновой нагрузки, нежели 12600K. Однако он держался молодцом и снижение производительности было слабо заметным. 

На примере Intel Core i7-2600K

Но как поживают более слабые процессоры? Несчитанное количество пользователей всё ещё на них сидит. Наверняка у многих из вас есть знакомые, не отпускающие свой легендарный i7-2600K. Его и возьмём для финального теста.

Диспетчер задач сообщает нам, что стрим, браузер и мониторинг потребляют уже не 5 и не 7% процессорных ресурсов, а почти 15%.

Да, даже этот процессор мы оставили в стоке с памятью в XMP - речь сегодня, как вы поняли, не о разгонах. Латентность памяти от стриминга у i7 выросла на 12%, а от работающего браузера с ютубом менее чем на 2%. Задержка кэшей подобно 12600К выросла тоже прилично.

Одного только мониторинга было достаточно, чтобы не давать турбобусту на 2 или 3 ядра срабатывать. Неудивительно, у нас их всего 4, потому в тесте однопотока потери минимальны, а вот уже при всех нагруженных ядрах они составили немалые 16%.

Geekbench снова повторяется за Cinebench, разве что снижение производительности тут чуть меньше.

А вот в Premiere Pro на первый взгляд нам показалось, что на результат мог повлиять объём ОЗУ, которого у нас 16 Гб, а не 32. Однако открытый в фоне браузер не привёл к резкой потере производительности, а OBS, в свою очередь, потребляет немного памяти. Так что приличная фоновая нагрузка нежелательна во время рендера для старого восьмипоточного процессора.

М-да... В киберпанк не стоит играть на 2600K со включенной трассировкой лучей. Да и плотность толпы лучше снизить. Во время этих поездок мы пару раз чуть не проваливались в непрогрузившийся асфальт. Подумать только, в 3 раза ниже FPS, чем у 12600К. Как время летит. Но мы не ностальгировать пришли. Даже с таким низким FPS необходимость послушать ютуб в фоне не приведёт ни к чему плохому, а вот стрим, как и в Премьере, снижает производительность почти на 20%.

В Ларе, напомним, фреймтайм не показателен, так как все сочетания длинный-короткий кадр являются особенностями мониторинга, поэтому имеет значение только средний FPS. Ну и минимальный тоже. И если средний показатель у нас находится выше планки 60 FPS даже со стримом, снижающим его на 14%, то вот минимальный FPS без стрима был равен 54, а с ним 46.

В CS:GO i7-2600K оказался чувствителен к фоновой активности. И даже открытый браузер, на который всё это время можно было не обращать внимания, вызывает редкие статтеры, как и стрим. Меньший 0.1% не даст соврать.

В процессе тестирования мы были приятно удивлены, что браузеры с воспроизводящимся в фоне видео почти не оказывают негативного влияния на FPS или рабочие задачи. Было понятно, что аппаратное декодирование видео и алгоритмы по сбережению ресурсов современных браузеров не должны оказать катастрофического воздействия на FPS, но измеренное влияние получилось гораздо меньше ожидаемого. Стрим в рамках одной машины уже потребляет ресурсы даже при использовании аппаратного кодирования силами видеокартами. Что уж говорить о случае приверженцев софтверного метода.

Тесты с упором в видеокарту

Бонусом дополним наши тесты более встречаемой обстановкой. Речь идёт об упоре в видеокарту, конечно же.

Здесь уже важно подметить, что есть немалая разница, свёрнут ли ваш браузер с воспроизводящимся видео или нет, так как обычно декодирование происходит силами видеокарты. Как видите, для процессора тоже есть разница.

Ну и Киберпанка будет достаточно, чтобы понять, что кодирование и декодирование видео хоть и выполняется отдельным медиаблоком видеокарты, но потребляет достаточно ресурсов, чтобы повлиять на FPS. И, разумеется, чем слабее видеокарта, тем выше будет это влияние.

Заключение

Выходит, что при наличии современного процессора или упора в видеокарту не стоит бояться держать открытым браузер во время игры. Даже стоковый i7-2600K почти всё время не замечал его наличие. Другое дело, если вы предпочитаете параллельно просматривать видео на втором экране, где браузер будет всё время активен. Это уже отнимет часть производительности и у процессора, и у видеокарты. Но раз вы этим занимаетесь, то явно не гонитесь за максимальными результатами в задаче на основном мониторе. Стриминг аналогичным образом забёрет часть ресурсов на свои нужды, и для слабеньких процессоров даже аппаратное кодирование видеокартой окажет сильное влияние.