'借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能'

""借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

驍龍 855 Plus 發佈之後,沒出意外,手機又迎來了一波更新,尤其是那些更追求性能的手機品牌,比如黑鯊,比如 ROG Phone,再比如 iQOO。前幾天發佈的 iQOO Pro,沒有讓 855 Plus 旁落,也升級到了驍龍這顆性能最極致的 SoC。

因為前面配合另外一篇上手體驗(參見《手裡的這臺 iQOO Pro 5G 版,是一臺殺傷性武器》),我對 iQOO 這款搭載驍龍 855 Plus 的新手機做了一點遊戲性能方面的測試,發現了一些有意思的地方,但是受限於那篇文章的篇幅和形式沒有講太多,所以這裡單獨開篇文章來細聊以下,方便大家對手機 CPU / GPU 和遊戲性能之間的關係有個更直觀和更客觀的認知。

"借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

驍龍 855 Plus 發佈之後,沒出意外,手機又迎來了一波更新,尤其是那些更追求性能的手機品牌,比如黑鯊,比如 ROG Phone,再比如 iQOO。前幾天發佈的 iQOO Pro,沒有讓 855 Plus 旁落,也升級到了驍龍這顆性能最極致的 SoC。

因為前面配合另外一篇上手體驗(參見《手裡的這臺 iQOO Pro 5G 版,是一臺殺傷性武器》),我對 iQOO 這款搭載驍龍 855 Plus 的新手機做了一點遊戲性能方面的測試,發現了一些有意思的地方,但是受限於那篇文章的篇幅和形式沒有講太多,所以這裡單獨開篇文章來細聊以下,方便大家對手機 CPU / GPU 和遊戲性能之間的關係有個更直觀和更客觀的認知。

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

手機的遊戲性能的外在表現,其實無外乎兩點,一是遊戲的加載速度,二是畫面的流暢度,而實際上你應該也能明白,在 RAM 飆升、ROM 提速的現在,決定手機遊戲性能(只說性能,不談體驗)這兩點的,其實就是 SoC,也就是 CPU 和 GPU 的性能。

在之前 iQOO Pro 的測試裡面,我發現了下面這些有趣的關聯:

1. 決定手機遊戲性能的,是 CPU 嗎?

答案可能會刷新很多人的傳統認知——對於驍龍 855 Plus 這種級別的旗艦 SoC 而言,CPU 已經不再是決定遊戲性能的「下限」了。

這次測試 iQOO Pro 的時候,我試過用 Gamebench 反覆多次拉過 Android 上各款大製作手遊的 CPU 佔用率數據,比如像是《現代戰爭 5》《極品飛車:最高通緝》《狂野飆車 9:競速傳奇》這類 EA 和 GameLoft 的大作,最高畫質下 CPU 的平均佔用率通常只有 10% 左右,而國產遊戲比如《王者榮耀》《刺激戰場》《崩壞 3》最高畫質下,CPU 的平均佔用率大概也只有 15% 左右。

相比 CPU 的總體佔用率,CPU 各核心的全局狀態圖更能詳細說明一些問題。

下面這組圖是我做的一組《王者榮耀》一局比賽時的幀率、CPU 佔用率、CPU 各核心狀態的對比圖,藍色曲線代表的是幀率數據黃色曲線代表的是 CPU 實時佔用率底部的 8 條時間線,代表的則是驍龍 855 Plus 的 CPU 8 個核心各自實時的工作狀態

"借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

驍龍 855 Plus 發佈之後,沒出意外,手機又迎來了一波更新,尤其是那些更追求性能的手機品牌,比如黑鯊,比如 ROG Phone,再比如 iQOO。前幾天發佈的 iQOO Pro,沒有讓 855 Plus 旁落,也升級到了驍龍這顆性能最極致的 SoC。

因為前面配合另外一篇上手體驗(參見《手裡的這臺 iQOO Pro 5G 版,是一臺殺傷性武器》),我對 iQOO 這款搭載驍龍 855 Plus 的新手機做了一點遊戲性能方面的測試,發現了一些有意思的地方,但是受限於那篇文章的篇幅和形式沒有講太多,所以這裡單獨開篇文章來細聊以下,方便大家對手機 CPU / GPU 和遊戲性能之間的關係有個更直觀和更客觀的認知。

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

手機的遊戲性能的外在表現,其實無外乎兩點,一是遊戲的加載速度,二是畫面的流暢度,而實際上你應該也能明白,在 RAM 飆升、ROM 提速的現在,決定手機遊戲性能(只說性能,不談體驗)這兩點的,其實就是 SoC,也就是 CPU 和 GPU 的性能。

在之前 iQOO Pro 的測試裡面,我發現了下面這些有趣的關聯:

1. 決定手機遊戲性能的,是 CPU 嗎?

答案可能會刷新很多人的傳統認知——對於驍龍 855 Plus 這種級別的旗艦 SoC 而言,CPU 已經不再是決定遊戲性能的「下限」了。

這次測試 iQOO Pro 的時候,我試過用 Gamebench 反覆多次拉過 Android 上各款大製作手遊的 CPU 佔用率數據,比如像是《現代戰爭 5》《極品飛車:最高通緝》《狂野飆車 9:競速傳奇》這類 EA 和 GameLoft 的大作,最高畫質下 CPU 的平均佔用率通常只有 10% 左右,而國產遊戲比如《王者榮耀》《刺激戰場》《崩壞 3》最高畫質下,CPU 的平均佔用率大概也只有 15% 左右。

相比 CPU 的總體佔用率,CPU 各核心的全局狀態圖更能詳細說明一些問題。

下面這組圖是我做的一組《王者榮耀》一局比賽時的幀率、CPU 佔用率、CPU 各核心狀態的對比圖,藍色曲線代表的是幀率數據黃色曲線代表的是 CPU 實時佔用率底部的 8 條時間線,代表的則是驍龍 855 Plus 的 CPU 8 個核心各自實時的工作狀態

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

因為 CPU 各核心的工作狀態 Gamebench 只記錄到了前 14 分鐘,所以為了製圖直觀,時間我也就只截取了前 14 分鐘,但是實際上,這局還算激烈的遊戲整局時長有 24 分鐘。這 24 分鐘之內,驍龍 855 Plus 能把特效全開的《王者榮耀》的整體幀率穩在 60fps,把幀率抖動幅度壓在 0.53 幀,而代價只是 8.01% 的 CPU 全局佔用率而已。

8.01% 的 CPU 佔用率本身就不高,但是如果你仔細看 CPU 各核心的工作狀態,你還會發現,驍龍 855 Plus 的 4 顆 1.80GHz 的 A55、3 顆 2.42GHz 的 A76 以及 1 顆 2.96GHz 的 A76 總計 8 顆核心中,除了 4 顆 A55 小核(對應的是最上 4 條藍、黑、綠、橙線)全程都在輸出之外,3 顆 A76 大核(對應的是紫、紅、黃 3 條線)只是斷斷續續處於輸出狀態,而唯一的 1 顆 2.96GHz 的 A76 超大核,全程幾乎都處於待命狀態,只有在遊戲啟動、隊伍集結和對局加載這 3 個節點(對應的是圖中的青色 A、B、C 三點)上,才現身輸出。

在其它遊戲比如《狂野飆車 9》《和平精英》下,驍龍 855 Plus 的 CPU 佔用率和核心工作狀態的數據模型與《王者榮耀》非常類似。目前 Android 沒有上架《文明 6》這種純燒 CPU 的遊戲,暫時可以說,即便是大型 Android 遊戲,對驍龍 855 Plus 這種級別旗艦 SoC 的 CPU 性能也不會有太大的挑戰,或者說,旗艦級 SoC 的 CPU,並不是決定遊戲性能的最大短板

不過如果驍龍 855 Plus 的 CPU 這麼 imba,之於遊戲性能而言,升級 CPU 是不是就完全沒必要了呢?

實際上 CPU 的升級還是有一些必要的。上面的圖表反映出驍龍 855 Plus 的 A76 超大核在遊戲啟動、對局加載時是有啟動的,說明遊戲加載還是吃 CPU 的,所以這裡我簡單做了一組對比,搭載驍龍 855 Plus 的 iQOO Pro 和搭載驍龍 855 的紅米 K20 Pro,前者的驍龍 855 Plus CPU 相比於後者的驍龍 855 的升級,就在於唯一一顆 A76 超大核的頻率從 2.84GHz 升級到了 2.96GHz。

在這組對比裡面,我選了《爐石傳說》和《崩壞 3》測試對戰加載時的加載時間,同時取 10 次值計算平均值,結果如下:

"借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

驍龍 855 Plus 發佈之後,沒出意外,手機又迎來了一波更新,尤其是那些更追求性能的手機品牌,比如黑鯊,比如 ROG Phone,再比如 iQOO。前幾天發佈的 iQOO Pro,沒有讓 855 Plus 旁落,也升級到了驍龍這顆性能最極致的 SoC。

因為前面配合另外一篇上手體驗(參見《手裡的這臺 iQOO Pro 5G 版,是一臺殺傷性武器》),我對 iQOO 這款搭載驍龍 855 Plus 的新手機做了一點遊戲性能方面的測試,發現了一些有意思的地方,但是受限於那篇文章的篇幅和形式沒有講太多,所以這裡單獨開篇文章來細聊以下,方便大家對手機 CPU / GPU 和遊戲性能之間的關係有個更直觀和更客觀的認知。

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

手機的遊戲性能的外在表現,其實無外乎兩點,一是遊戲的加載速度,二是畫面的流暢度,而實際上你應該也能明白,在 RAM 飆升、ROM 提速的現在,決定手機遊戲性能(只說性能,不談體驗)這兩點的,其實就是 SoC,也就是 CPU 和 GPU 的性能。

在之前 iQOO Pro 的測試裡面,我發現了下面這些有趣的關聯:

1. 決定手機遊戲性能的,是 CPU 嗎?

答案可能會刷新很多人的傳統認知——對於驍龍 855 Plus 這種級別的旗艦 SoC 而言,CPU 已經不再是決定遊戲性能的「下限」了。

這次測試 iQOO Pro 的時候,我試過用 Gamebench 反覆多次拉過 Android 上各款大製作手遊的 CPU 佔用率數據,比如像是《現代戰爭 5》《極品飛車:最高通緝》《狂野飆車 9:競速傳奇》這類 EA 和 GameLoft 的大作,最高畫質下 CPU 的平均佔用率通常只有 10% 左右,而國產遊戲比如《王者榮耀》《刺激戰場》《崩壞 3》最高畫質下,CPU 的平均佔用率大概也只有 15% 左右。

相比 CPU 的總體佔用率,CPU 各核心的全局狀態圖更能詳細說明一些問題。

下面這組圖是我做的一組《王者榮耀》一局比賽時的幀率、CPU 佔用率、CPU 各核心狀態的對比圖,藍色曲線代表的是幀率數據黃色曲線代表的是 CPU 實時佔用率底部的 8 條時間線,代表的則是驍龍 855 Plus 的 CPU 8 個核心各自實時的工作狀態

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

因為 CPU 各核心的工作狀態 Gamebench 只記錄到了前 14 分鐘,所以為了製圖直觀,時間我也就只截取了前 14 分鐘,但是實際上,這局還算激烈的遊戲整局時長有 24 分鐘。這 24 分鐘之內,驍龍 855 Plus 能把特效全開的《王者榮耀》的整體幀率穩在 60fps,把幀率抖動幅度壓在 0.53 幀,而代價只是 8.01% 的 CPU 全局佔用率而已。

8.01% 的 CPU 佔用率本身就不高,但是如果你仔細看 CPU 各核心的工作狀態,你還會發現,驍龍 855 Plus 的 4 顆 1.80GHz 的 A55、3 顆 2.42GHz 的 A76 以及 1 顆 2.96GHz 的 A76 總計 8 顆核心中,除了 4 顆 A55 小核(對應的是最上 4 條藍、黑、綠、橙線)全程都在輸出之外,3 顆 A76 大核(對應的是紫、紅、黃 3 條線)只是斷斷續續處於輸出狀態,而唯一的 1 顆 2.96GHz 的 A76 超大核,全程幾乎都處於待命狀態,只有在遊戲啟動、隊伍集結和對局加載這 3 個節點(對應的是圖中的青色 A、B、C 三點)上,才現身輸出。

在其它遊戲比如《狂野飆車 9》《和平精英》下,驍龍 855 Plus 的 CPU 佔用率和核心工作狀態的數據模型與《王者榮耀》非常類似。目前 Android 沒有上架《文明 6》這種純燒 CPU 的遊戲,暫時可以說,即便是大型 Android 遊戲,對驍龍 855 Plus 這種級別旗艦 SoC 的 CPU 性能也不會有太大的挑戰,或者說,旗艦級 SoC 的 CPU,並不是決定遊戲性能的最大短板

不過如果驍龍 855 Plus 的 CPU 這麼 imba,之於遊戲性能而言,升級 CPU 是不是就完全沒必要了呢?

實際上 CPU 的升級還是有一些必要的。上面的圖表反映出驍龍 855 Plus 的 A76 超大核在遊戲啟動、對局加載時是有啟動的,說明遊戲加載還是吃 CPU 的,所以這裡我簡單做了一組對比,搭載驍龍 855 Plus 的 iQOO Pro 和搭載驍龍 855 的紅米 K20 Pro,前者的驍龍 855 Plus CPU 相比於後者的驍龍 855 的升級,就在於唯一一顆 A76 超大核的頻率從 2.84GHz 升級到了 2.96GHz。

在這組對比裡面,我選了《爐石傳說》和《崩壞 3》測試對戰加載時的加載時間,同時取 10 次值計算平均值,結果如下:

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

相比於 K20 Pro,搭載驍龍 855 Plus 的 iQOO Pro 在《爐石傳說》和《崩壞 3》的對戰加載時間都要來得更短一些,而且在每款遊戲 10 組對比時,iQOO Pro 雖說不是每組都比 K20 Pro 更快,但是每一組都沒有比 K20 Pro 更慢。

所以也不能說驍龍 855 Plus 升級 CPU 完全沒必要,至少在遊戲加載方面,升級 CPU 會讓進入遊戲之前的等待時間變得更短。

2. GPU 影響遊戲流暢度,而且遊戲越重度,影響越明顯

看到前面得出的「CPU 對旗艦級 SoC 遊戲性能影響不大」的結論,你可能就已經能明白,「短板」這口鍋也就只有 GPU 來背了。

沒錯,對於很多手機遊戲——尤其是動畫特效各種狂拽炫酷的手機遊戲而言,提高幀率和壓低幀率波動的瓶頸不在於擅長邏輯計算的 CPU,而在於負責圖形計算的 GPU。

那麼,像是驍龍 855 Plus 這種旗艦級 SoC 的 GPU 玩遊戲到底是什麼水平?

這裡我還是用 iQOO Pro 和 K20 Pro 拉了一組對比測試,測試的遊戲有 3 款:第一款遊戲是 2014 年就已經推出了的《現代戰爭 5》,算是一款經典的多平臺第一人稱射擊遊戲,可 P 可 E,畫面與劇情齊飛,剛推出那會兒因為吃配置給不少手機玩家留下過心裡陰影;第二款遊戲是國民吃雞,《和平精英》;第三款遊戲是上線沒幾天的《狂野飆車 9》,也就是前面說的那種「動畫特效各種狂拽炫酷」的遊戲。

在相同的測試環境下,兩款手機跑重複跑三款遊戲的幀率、幀率波動的數據對比圖如下:

"借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

驍龍 855 Plus 發佈之後,沒出意外,手機又迎來了一波更新,尤其是那些更追求性能的手機品牌,比如黑鯊,比如 ROG Phone,再比如 iQOO。前幾天發佈的 iQOO Pro,沒有讓 855 Plus 旁落,也升級到了驍龍這顆性能最極致的 SoC。

因為前面配合另外一篇上手體驗(參見《手裡的這臺 iQOO Pro 5G 版,是一臺殺傷性武器》),我對 iQOO 這款搭載驍龍 855 Plus 的新手機做了一點遊戲性能方面的測試,發現了一些有意思的地方,但是受限於那篇文章的篇幅和形式沒有講太多,所以這裡單獨開篇文章來細聊以下,方便大家對手機 CPU / GPU 和遊戲性能之間的關係有個更直觀和更客觀的認知。

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

手機的遊戲性能的外在表現,其實無外乎兩點,一是遊戲的加載速度,二是畫面的流暢度,而實際上你應該也能明白,在 RAM 飆升、ROM 提速的現在,決定手機遊戲性能(只說性能,不談體驗)這兩點的,其實就是 SoC,也就是 CPU 和 GPU 的性能。

在之前 iQOO Pro 的測試裡面,我發現了下面這些有趣的關聯:

1. 決定手機遊戲性能的,是 CPU 嗎?

答案可能會刷新很多人的傳統認知——對於驍龍 855 Plus 這種級別的旗艦 SoC 而言,CPU 已經不再是決定遊戲性能的「下限」了。

這次測試 iQOO Pro 的時候,我試過用 Gamebench 反覆多次拉過 Android 上各款大製作手遊的 CPU 佔用率數據,比如像是《現代戰爭 5》《極品飛車:最高通緝》《狂野飆車 9:競速傳奇》這類 EA 和 GameLoft 的大作,最高畫質下 CPU 的平均佔用率通常只有 10% 左右,而國產遊戲比如《王者榮耀》《刺激戰場》《崩壞 3》最高畫質下,CPU 的平均佔用率大概也只有 15% 左右。

相比 CPU 的總體佔用率,CPU 各核心的全局狀態圖更能詳細說明一些問題。

下面這組圖是我做的一組《王者榮耀》一局比賽時的幀率、CPU 佔用率、CPU 各核心狀態的對比圖,藍色曲線代表的是幀率數據黃色曲線代表的是 CPU 實時佔用率底部的 8 條時間線,代表的則是驍龍 855 Plus 的 CPU 8 個核心各自實時的工作狀態

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

因為 CPU 各核心的工作狀態 Gamebench 只記錄到了前 14 分鐘,所以為了製圖直觀,時間我也就只截取了前 14 分鐘,但是實際上,這局還算激烈的遊戲整局時長有 24 分鐘。這 24 分鐘之內,驍龍 855 Plus 能把特效全開的《王者榮耀》的整體幀率穩在 60fps,把幀率抖動幅度壓在 0.53 幀,而代價只是 8.01% 的 CPU 全局佔用率而已。

8.01% 的 CPU 佔用率本身就不高,但是如果你仔細看 CPU 各核心的工作狀態,你還會發現,驍龍 855 Plus 的 4 顆 1.80GHz 的 A55、3 顆 2.42GHz 的 A76 以及 1 顆 2.96GHz 的 A76 總計 8 顆核心中,除了 4 顆 A55 小核(對應的是最上 4 條藍、黑、綠、橙線)全程都在輸出之外,3 顆 A76 大核(對應的是紫、紅、黃 3 條線)只是斷斷續續處於輸出狀態,而唯一的 1 顆 2.96GHz 的 A76 超大核,全程幾乎都處於待命狀態,只有在遊戲啟動、隊伍集結和對局加載這 3 個節點(對應的是圖中的青色 A、B、C 三點)上,才現身輸出。

在其它遊戲比如《狂野飆車 9》《和平精英》下,驍龍 855 Plus 的 CPU 佔用率和核心工作狀態的數據模型與《王者榮耀》非常類似。目前 Android 沒有上架《文明 6》這種純燒 CPU 的遊戲,暫時可以說,即便是大型 Android 遊戲,對驍龍 855 Plus 這種級別旗艦 SoC 的 CPU 性能也不會有太大的挑戰,或者說,旗艦級 SoC 的 CPU,並不是決定遊戲性能的最大短板

不過如果驍龍 855 Plus 的 CPU 這麼 imba,之於遊戲性能而言,升級 CPU 是不是就完全沒必要了呢?

實際上 CPU 的升級還是有一些必要的。上面的圖表反映出驍龍 855 Plus 的 A76 超大核在遊戲啟動、對局加載時是有啟動的,說明遊戲加載還是吃 CPU 的,所以這裡我簡單做了一組對比,搭載驍龍 855 Plus 的 iQOO Pro 和搭載驍龍 855 的紅米 K20 Pro,前者的驍龍 855 Plus CPU 相比於後者的驍龍 855 的升級,就在於唯一一顆 A76 超大核的頻率從 2.84GHz 升級到了 2.96GHz。

在這組對比裡面,我選了《爐石傳說》和《崩壞 3》測試對戰加載時的加載時間,同時取 10 次值計算平均值,結果如下:

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

相比於 K20 Pro,搭載驍龍 855 Plus 的 iQOO Pro 在《爐石傳說》和《崩壞 3》的對戰加載時間都要來得更短一些,而且在每款遊戲 10 組對比時,iQOO Pro 雖說不是每組都比 K20 Pro 更快,但是每一組都沒有比 K20 Pro 更慢。

所以也不能說驍龍 855 Plus 升級 CPU 完全沒必要,至少在遊戲加載方面,升級 CPU 會讓進入遊戲之前的等待時間變得更短。

2. GPU 影響遊戲流暢度,而且遊戲越重度,影響越明顯

看到前面得出的「CPU 對旗艦級 SoC 遊戲性能影響不大」的結論,你可能就已經能明白,「短板」這口鍋也就只有 GPU 來背了。

沒錯,對於很多手機遊戲——尤其是動畫特效各種狂拽炫酷的手機遊戲而言,提高幀率和壓低幀率波動的瓶頸不在於擅長邏輯計算的 CPU,而在於負責圖形計算的 GPU。

那麼,像是驍龍 855 Plus 這種旗艦級 SoC 的 GPU 玩遊戲到底是什麼水平?

這裡我還是用 iQOO Pro 和 K20 Pro 拉了一組對比測試,測試的遊戲有 3 款:第一款遊戲是 2014 年就已經推出了的《現代戰爭 5》,算是一款經典的多平臺第一人稱射擊遊戲,可 P 可 E,畫面與劇情齊飛,剛推出那會兒因為吃配置給不少手機玩家留下過心裡陰影;第二款遊戲是國民吃雞,《和平精英》;第三款遊戲是上線沒幾天的《狂野飆車 9》,也就是前面說的那種「動畫特效各種狂拽炫酷」的遊戲。

在相同的測試環境下,兩款手機跑重複跑三款遊戲的幀率、幀率波動的數據對比圖如下:

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

這裡做圖的時候少標了幀率波動曲線的具體數據,兩款手機的幀率波動數據分別為:《現代戰爭 5》,0.52 vs 0.58;《和平精英》,1.4 vs 1.5;《狂野飆車 9》,5.6 vs 6.4。iQOO Pro 在前,K20 Pro 在後。

這幾款遊戲每次測試時的 CPU 佔用率都要低於 20%,但是從《現代戰爭 5》到《狂野飆車 9》,驍龍 855 Plus 的幀率從 60fps 掉到了 50.4fps,幀率抖動從 0.58 幀拉到了 5.6 幀,可以看出來,Adreno 640 這種級別的 GPU 在應對《狂野飆車 9》這種大作時,依然有非常明顯的性能不足。

不過驍龍 855 Plus 相比於驍龍 855 的性能升級也是肉眼可見的,無論是從平均幀率數值還是從幀率波動數值上來看,Adreno 640 性能有 15% 提升的驍龍 855 Plus 相對來說表現都更好,而且隨著遊戲對 GPU 性能需求的增加,反映在前端幀率和幀率波動上的性能差距,也是越拉越大。

"借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

驍龍 855 Plus 發佈之後,沒出意外,手機又迎來了一波更新,尤其是那些更追求性能的手機品牌,比如黑鯊,比如 ROG Phone,再比如 iQOO。前幾天發佈的 iQOO Pro,沒有讓 855 Plus 旁落,也升級到了驍龍這顆性能最極致的 SoC。

因為前面配合另外一篇上手體驗(參見《手裡的這臺 iQOO Pro 5G 版,是一臺殺傷性武器》),我對 iQOO 這款搭載驍龍 855 Plus 的新手機做了一點遊戲性能方面的測試,發現了一些有意思的地方,但是受限於那篇文章的篇幅和形式沒有講太多,所以這裡單獨開篇文章來細聊以下,方便大家對手機 CPU / GPU 和遊戲性能之間的關係有個更直觀和更客觀的認知。

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

手機的遊戲性能的外在表現,其實無外乎兩點,一是遊戲的加載速度,二是畫面的流暢度,而實際上你應該也能明白,在 RAM 飆升、ROM 提速的現在,決定手機遊戲性能(只說性能,不談體驗)這兩點的,其實就是 SoC,也就是 CPU 和 GPU 的性能。

在之前 iQOO Pro 的測試裡面,我發現了下面這些有趣的關聯:

1. 決定手機遊戲性能的,是 CPU 嗎?

答案可能會刷新很多人的傳統認知——對於驍龍 855 Plus 這種級別的旗艦 SoC 而言,CPU 已經不再是決定遊戲性能的「下限」了。

這次測試 iQOO Pro 的時候,我試過用 Gamebench 反覆多次拉過 Android 上各款大製作手遊的 CPU 佔用率數據,比如像是《現代戰爭 5》《極品飛車:最高通緝》《狂野飆車 9:競速傳奇》這類 EA 和 GameLoft 的大作,最高畫質下 CPU 的平均佔用率通常只有 10% 左右,而國產遊戲比如《王者榮耀》《刺激戰場》《崩壞 3》最高畫質下,CPU 的平均佔用率大概也只有 15% 左右。

相比 CPU 的總體佔用率,CPU 各核心的全局狀態圖更能詳細說明一些問題。

下面這組圖是我做的一組《王者榮耀》一局比賽時的幀率、CPU 佔用率、CPU 各核心狀態的對比圖,藍色曲線代表的是幀率數據黃色曲線代表的是 CPU 實時佔用率底部的 8 條時間線,代表的則是驍龍 855 Plus 的 CPU 8 個核心各自實時的工作狀態

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

因為 CPU 各核心的工作狀態 Gamebench 只記錄到了前 14 分鐘,所以為了製圖直觀,時間我也就只截取了前 14 分鐘,但是實際上,這局還算激烈的遊戲整局時長有 24 分鐘。這 24 分鐘之內,驍龍 855 Plus 能把特效全開的《王者榮耀》的整體幀率穩在 60fps,把幀率抖動幅度壓在 0.53 幀,而代價只是 8.01% 的 CPU 全局佔用率而已。

8.01% 的 CPU 佔用率本身就不高,但是如果你仔細看 CPU 各核心的工作狀態,你還會發現,驍龍 855 Plus 的 4 顆 1.80GHz 的 A55、3 顆 2.42GHz 的 A76 以及 1 顆 2.96GHz 的 A76 總計 8 顆核心中,除了 4 顆 A55 小核(對應的是最上 4 條藍、黑、綠、橙線)全程都在輸出之外,3 顆 A76 大核(對應的是紫、紅、黃 3 條線)只是斷斷續續處於輸出狀態,而唯一的 1 顆 2.96GHz 的 A76 超大核,全程幾乎都處於待命狀態,只有在遊戲啟動、隊伍集結和對局加載這 3 個節點(對應的是圖中的青色 A、B、C 三點)上,才現身輸出。

在其它遊戲比如《狂野飆車 9》《和平精英》下,驍龍 855 Plus 的 CPU 佔用率和核心工作狀態的數據模型與《王者榮耀》非常類似。目前 Android 沒有上架《文明 6》這種純燒 CPU 的遊戲,暫時可以說,即便是大型 Android 遊戲,對驍龍 855 Plus 這種級別旗艦 SoC 的 CPU 性能也不會有太大的挑戰,或者說,旗艦級 SoC 的 CPU,並不是決定遊戲性能的最大短板

不過如果驍龍 855 Plus 的 CPU 這麼 imba,之於遊戲性能而言,升級 CPU 是不是就完全沒必要了呢?

實際上 CPU 的升級還是有一些必要的。上面的圖表反映出驍龍 855 Plus 的 A76 超大核在遊戲啟動、對局加載時是有啟動的,說明遊戲加載還是吃 CPU 的,所以這裡我簡單做了一組對比,搭載驍龍 855 Plus 的 iQOO Pro 和搭載驍龍 855 的紅米 K20 Pro,前者的驍龍 855 Plus CPU 相比於後者的驍龍 855 的升級,就在於唯一一顆 A76 超大核的頻率從 2.84GHz 升級到了 2.96GHz。

在這組對比裡面,我選了《爐石傳說》和《崩壞 3》測試對戰加載時的加載時間,同時取 10 次值計算平均值,結果如下:

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

相比於 K20 Pro,搭載驍龍 855 Plus 的 iQOO Pro 在《爐石傳說》和《崩壞 3》的對戰加載時間都要來得更短一些,而且在每款遊戲 10 組對比時,iQOO Pro 雖說不是每組都比 K20 Pro 更快,但是每一組都沒有比 K20 Pro 更慢。

所以也不能說驍龍 855 Plus 升級 CPU 完全沒必要,至少在遊戲加載方面,升級 CPU 會讓進入遊戲之前的等待時間變得更短。

2. GPU 影響遊戲流暢度,而且遊戲越重度,影響越明顯

看到前面得出的「CPU 對旗艦級 SoC 遊戲性能影響不大」的結論,你可能就已經能明白,「短板」這口鍋也就只有 GPU 來背了。

沒錯,對於很多手機遊戲——尤其是動畫特效各種狂拽炫酷的手機遊戲而言,提高幀率和壓低幀率波動的瓶頸不在於擅長邏輯計算的 CPU,而在於負責圖形計算的 GPU。

那麼,像是驍龍 855 Plus 這種旗艦級 SoC 的 GPU 玩遊戲到底是什麼水平?

這裡我還是用 iQOO Pro 和 K20 Pro 拉了一組對比測試,測試的遊戲有 3 款:第一款遊戲是 2014 年就已經推出了的《現代戰爭 5》,算是一款經典的多平臺第一人稱射擊遊戲,可 P 可 E,畫面與劇情齊飛,剛推出那會兒因為吃配置給不少手機玩家留下過心裡陰影;第二款遊戲是國民吃雞,《和平精英》;第三款遊戲是上線沒幾天的《狂野飆車 9》,也就是前面說的那種「動畫特效各種狂拽炫酷」的遊戲。

在相同的測試環境下,兩款手機跑重複跑三款遊戲的幀率、幀率波動的數據對比圖如下:

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

這裡做圖的時候少標了幀率波動曲線的具體數據,兩款手機的幀率波動數據分別為:《現代戰爭 5》,0.52 vs 0.58;《和平精英》,1.4 vs 1.5;《狂野飆車 9》,5.6 vs 6.4。iQOO Pro 在前,K20 Pro 在後。

這幾款遊戲每次測試時的 CPU 佔用率都要低於 20%,但是從《現代戰爭 5》到《狂野飆車 9》,驍龍 855 Plus 的幀率從 60fps 掉到了 50.4fps,幀率抖動從 0.58 幀拉到了 5.6 幀,可以看出來,Adreno 640 這種級別的 GPU 在應對《狂野飆車 9》這種大作時,依然有非常明顯的性能不足。

不過驍龍 855 Plus 相比於驍龍 855 的性能升級也是肉眼可見的,無論是從平均幀率數值還是從幀率波動數值上來看,Adreno 640 性能有 15% 提升的驍龍 855 Plus 相對來說表現都更好,而且隨著遊戲對 GPU 性能需求的增加,反映在前端幀率和幀率波動上的性能差距,也是越拉越大。

借驍龍 855 Plus,聊聊 CPU / GPU 怎樣影響手機遊戲性能

從對 iQOO Pro 的驍龍 855 Plus 的測試來看,SoC 的 CPU 會影響遊戲的加載速度,而決定遊戲幀率 / 幀率波動的,是 GPU。如果從 CPU 和 GPU 對遊戲加載速度和畫面流暢度的影響強度來說,GPU 更像是那個應該被優先升級的短板。

當然啦,遊戲性能只是決定遊戲體驗的其中一個因素而已,所以我們也不要片面地認為 CPU 和 GPU 越強遊戲體驗就一定能越好。

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