İşlemci Çekirdekleri ve Önbellek Oyun Performansını Nasıl Etkiler?

İşlemci, oyun performansı açısından ekran kartlarından sonra en önemli ikinci donanımdır diyebiliriz. CPU teknolojileri özellikle son birkaç yıldır Intel ve AMD rekabetinin de kızışmasıyla birlikte ciddi ilerlemeler kaydetti.

Intel, 6. Nesil Core Skylake’ten neredeyse 11. Nesil Rocket Lake platformuna kadar kullanıcıları mutlu edecek iyileştirmeler yapmadı. AMD ise Zen mimarisinin hızlı gelişimiyle birlikte işlemci piyasasında daha fazla söz sahibi olmaya başladı. Kırmızı takımın bu başarısı da Intel’in gaza basmasında etkili oldu.

Son nesil çiplerdeki çekirdek sayıları hatırı sayılır seviyelerde arttı. Bundan birkaç yıl öncesine kadar amiral gemisi modellerde 4 veya maksimum 8 çekirdekli yapılandırmalar görüyorduk. Şimdi asıl konumuza, çekirdek sayılarının ve önbelleğin oyunlara yaptığı performans katkısına gelelim.

İnternet ortamında birisi herhangi bir oyunu oynamak için “x miktarda” çekirdeğe ihtiyaç olduğunu söyleyebilir. Ancak doğrudan çekirdek rakamları üzerinden konuşmak doğru değildir zira genel CPU performansına bakmak gerekir. Ayrıca Intel ve AMD işlemcilerin tasarımı çok farklıdır. Mimariye, işlemci modeline ve tasarıma göre performans ölçeklendirmesi fark gösterebilir.

Intel ve AMD İşlemciler

Intel imzalı işlemcilerde yapılan testlere göre, herhangi bir oyun çok fazla işlem gücü gerektirmemesine rağmen çekirdek eklendikçe performansın eşit şekilde ölçeklendiği görülüyor. Öte yandan, AMD’nin Zen 3 mimarili çipleri 6 çekirdekten 16 çekirdeğe kadar daha yakın performanslar sunuyor ve az sayıda oyunda büyük farklar ortaya çıkıyor.

GeForce RTX 3090 ile 1080p çözünürlükte yapılan bazı testlerden örnek verecek olursak, 16 çekirdekli/32 iş parçacıklı Ryzen 9 5950X’in 6 çekirdek ve 12 iş parçacıklı 5600X’ten ortalama olarak yalnızca %5 daha hızlı olduğunu görüyoruz. 8 çekirdek ve 16 izleğe sahip 5800X’te ise fark ~%3’e kadar iniyor. Bu noktada çözünürlüğün düşük olduğunu düşünebilirsiniz, ancak test edilen oyunların çoğu CPU’yu yoğun şekilde kullanan oyunlar.

Mavi takımdan devam edelim. Aynı yapılandırmayla birlikte 10. Nesil Intel Core yongalar kullanıldığında sonuç çok daha farklı. 8 çekirdek ve 16 iş parçacığı taşıyan Core i7-10700K, 6 çekirdek ve 12 izlekli Core i5-10600K’dan %9 daha hızlı. 10 Çekirdek taşıyan 10900K, Core i7-10700K’ya kıyasla %16 daha iyi performans sunuyor ki bu ciddi bir rakam.

Özetleyecek olursak, çekirdek sayıları Intel tarafında daha önemli. Örneğin Core i7-8700K’dan Core i9-10900K’ya geçiş yaptınız diyelim. Arada %67’lik çekirdek farklı var. Evet bu oldukça elzem, ancak işin içinde bundan daha fazlası var.

AMD Zen 3 işlemcilerin tümü CCD (Core Complex Die) başına 32 MB L3 önbelleğe sahip. Bu durumda Ryzen 5 ve Ryzen 7 yongaları 32 MB toplam önbellek taşıyor demek. Üst düzey Ryzen 9 serisinde ise çekirdekler iki ayrı kalıba bölündüğünden 64 MB önbellek kullanılabiliyor. Ryzen çipler CCD adı verilen çekirdek gruplarından meydana gelmekte. AMD, genellikle önbellek yapılandırmasını CCD bazında yapıyor.

Intel CPU’larda ise çekirdek sayısına bağlı olarak L3 önbellek kapasitesinde temel bir değişiklik görülüyor. 10. nesil 6 çekirdekli i5 modellerinde 12 MB L3, 8 çekirdekli i7’lerde 16 MB ve 10 çekirdekli i9’larda 20 MB önbellek bulunuyor.

Yani 10600K’dan 10900K’ya geçtiğimizde yalnızca çekirdekler %67 artmıyor, aynı oranda L3 önbellek miktarı da artıyor. Çoğu PC oyunu için Ryzen 5600X veya 10600K gibi işlemciler fazlasıyla yeterli. Peki burada önemli olan ne? Ekstra önbellek mi yoksa çekirdekler mi?

TechSpot, 10700K ve 10900K’daki çekirdekleri devre dışı bırakarak, çalışma frekansını, ring veri yolunu ve bellek zamanlamalarını kilitleyerek bazı testler gerçekleştirmiş. Testlerde Gigabyte Z590 Aorus Xtreme anakartı kullanılırken üç işlemcinin ring veri yolu x45 olarak ayarlandı, yani 4.5 GHz’de eşit hızlarda çalıştırıldı. Ayrıca tüm birincil, ikincil ve üçüncül zamanlamaları manuel olarak yapılandırılmış DDR4-3200 CL14 çift kanal bellek kullanıldı.

Nitekim işlemciler arasında yalnızca çekirdek ve her modelde sabit olan L3 önbellek kapasite farkı kaldı. Çekirdekler devre dışı bırakıldığında L3 önbellek miktarının düşmediğini ekleyelim. Başka bir deyişle, tek bir çekirdek etkinleştirilmiş olsa bile 10900K hala 20 MB L3 cache ile çalışacaktır.

Oyun Performansında Çekirdekler Ne Kadar Önemli?

Tüm testler Radeon RX 6900 XT ekran kartıyla beraber 1080p çözünürlükte gerçekleştirildi. Özellikle belirtmek gerekirse, teste dahil olan 6 oyunun tümü de CPU’yu yoğun şekilde kullanıyor.

Tüm çipler 4.5 GHz hızda çalıştığından dolayı aslında temel olarak bir IPC kıyaslamasına bakıyoruz. Rainbow Six Siege sonuçlarına baktığımızda, 6 çekirdekten 8 çekirdeğe çıkıldığında %15’lik bir fark görüyoruz. 8 çekirdekten 10’a çıkıldığında ise %9’luk bir fark doğuyor. Yani 10600K’dan 10900K’ya geçişte %25 gibi önemli bir fark var.

Ancak bu fark yalnızca çekirdek sayılarından değil, aynı zamanda önbellek miktarından kaynaklanıyor. Şimdi 8 çekirdekli verilere bakın. 16 MB L3 önbellek ile 20 MB L3 önbelleği karşılaştırdığınızda, bunun tek başına performansta %5’lik bir artış sağladığını ve ilginç bir şekilde iki ekstra çekirdeğin performansı yalnızca %3 artırdığını göreceksiniz.

10700K ve 10900K performans açısından zaten yakındı, peki sadece 6 çekirdek etkinleştirildiğinde senaryo nasıl oluyor? Bu veriler çok ilginç ve Zen 3 işlemcilerde gördüğümüze çok benziyor. 8 çekirdeğin tamamının etkin olduğu 10700K bu testte 10600K’dan %15 daha hızlı. Elde edilen FPS birinde 429, diğerinde 494. Önemli noktaya gelince, buradaki marjın %10’u daha yüksek L3 önbellek kapasitesinden (12 MB ve 16 MB) kaynaklanmakta. Yani Core i5-10600K eğer Core i9-10900K ile aynı 20 MB L3 önbelleğe sahip olsaydı, 10700K’dan daha hızlı olurdu. Core i9-10900K, 10 çekirdek yerine 6 çekirdek etkinleştirildiğinde sadece %6 daha hızlı çalışıyor.

 

1 6

- +

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Özetleyecek olursak, çekirdeklerdeki %67’lik artış sadece %6 daha fazla performans sağlarken, L3 önbellekteki %67’lik artış %18 daha fazla performans sağlıyor. Nitekim ekstra önbellek miktarının özellikle oyunlarda çok önemli olduğunu söyleyebiliriz.

Burada aynı mimariye sahip işlemciler test edilmiş, yani sonuçlar güvenilir. Zen 3’te gördüğümüz gibi, çiplerin hepsi aynı L3 önbellek kapasitesine sahip olsaydı, oyunlar için 6 çekirdeğin ötesine geçmek pek faydalı olmayacaktı.

Yanlış anlaşılma olmasın, L3 önbellek miktarı AMD Ryzen işlemciler için de önemli. Ancak işlemci yapılandırması ve CCD mantığından dolayı durum böyle. 3D V-Cache teknolojisine sahip AMD işlemcilerin neler yaptığını hepimiz görebiliyoruz.

Çok fazla CPU gücü gerektirmeyen Watch Dogs Legion’a ait testlere bakalım. Core i9-10900K’nın ekstra çekirdekleri ve önbelleği 1080p’de yalnızca %7 daha fazla performans sağlıyor. Burada önbellek yalnızca ~%2,5, çekirdekler ise %4’lük performans artışı getiriyor.

Cyberpunk 2077 verileri ilginç, özellikle de %1 FPS değerleri. 10600K’dan 10900K’ya geçerken %1’lik performansta %15’lik bir iyileşme yaşandığını görüyoruz. Bu da oyun deneyimini etkiliyor. Aradaki farkın büyük kısmı artan L3 önbellekten kaynaklanıyor ve fazla sayıdaki çekirdekler büyük farklar yaratmıyor.

F1 2020 yine L3 önbelleğin önemini gösteren başka bir oyun. Örneğin, 10900K’nın frekans hızı eşitlendiğinde 10600K’dan %10 daha hızlı. İşlemci 6 çekirdekle kısıtlandığında ise performans neredeyse hiç (%1) düşmüyor.

Shadow of the Tomb Raider gerçekten işlemciyi yoğun kullanan bir oyun. SoTR, çok sayıda çekirdeği kullanan ve yükü birçok çekirdeğe yayan bir seçenek. Sonuçlar da zaten aynı şeyi söylüyor. Çekirdek ve önbellek miktarının etkisi oldukça dengeli, her ikisinin de performans üzerinde olumlu etkileri var.

Aynı saat hızında, ortalama FPS değerlerine baktığımızda 10900K’nın 10600K’dan %18 daha hızlı olduğunu ve %1 FPS için farkın %32 olduğunu görüyoruz. Aradaki kazancın %16’sı önbellek miktarı, %14’ü ise çekirdeklerden geliyor.

AMD 3D V-Cache Teknolojisi

3D V-Cache teknolojisine kısaca değinmeden geçmeyelim. İşlemcinin üzerine dikey olarak ek bir SRAM yongası yerleştirmeyi başaran AMD, böylece L3 önbellek kapasitesini önemli ölçüde (64 MB) artırırken özellikle oyunlarda çok daha yüksek performans değerleri sunabiliyor. Bu önemli teknoloji ilk olarak Ryzen 7 5800X3D ile piyasaya sürüldü. Sonrasında ise Ryzen 7000X3D modelleri satışa çıktı. Intel’in karşılaştırılabilir bir teknolojisi bulunmuyor, bu nedenle işlemcileri doğrudan sunduğu FPS değerleriyle karşılaştırmak en doğrusu.

Ryzen 7950X3D Oyun Performansı

Baz model oyununa göre değişiklik gösterse de i9-13900K ile benzer performans gösteriyordu. 7950X3D ise aradaki farkı iyice açıyor. Aşağıda oyunlarda yaptığımız testlerin sonuçlarını görebilirsiniz:

Sonuç

Çekirdeklerin ve önbelleğin oyunlara etkisi en azından 10. Nesil Core işlemcilerde bu şekilde. Intel söz konusu olduğunda diğer mimarilerde durumun benzer olacağını söyleyebiliriz. Şirket 12. Nesil Alder Lake ve 13. Nesil Raptor Lake ile birlikte hibrit çekirdek tasarımına geçti. Bu işlemciler hem büyük performans, hem küçük verimlilik çekirdeklerine sahip. Yani iki seride senaryo biraz daha farklı olabilir.

Sonuç olarak, buradan önbellek miktarının oyunlar için çok önemli olduğu çıkarımını yapabiliriz. Oyununa göre senaryo değişecektir, ancak genel olarak durum böyle. Intel işlemciler söz konusu olduğunda daha fazla çekirdek daha fazla önbellek anlamına geldiğinden, hangisini daha fazla tercih edeceğimizi seçemiyoruz. Ancak eğer bu mümkün olsaydı seçimi önbellekten yana yapabilirdik.

Intel veya AMD fark etmeksizin, günümüz oyunlarını oynarken işlemci sınırdaysa önbellek genellikle yüksek performans kazanımları sağlamakta. Çekirdeğin önemi ise daha düşük. Örnek olarak, 6 ve 16 çekirdek arasında oyunlarda büyük farklar olmadığını gözlemleyebilirsiniz. Elbette başta çok oyunculu oyunlar olmak üzere çekirdekleri yoğun kullanan oyunlar da var, ancak bunların sayısı kısıtlı.

Ek bir not olarak, farklı CPU mimarilerinin önbellek kapasitesini karşılaştırarak hangisinin daha iyi olduğunu belirleyemezsiniz. Aslında aynı şey çekirdekler için de geçerli. CPU performansı söz konusu olduğunda çekirdek sayısından çok daha fazla detay var; frekans hızları, önbellek miktarı, mimari tasarım, üretim teknolojileri ve daha fazlası. Bu nedenle CPU’ları kağıt üzerindeki özelliklerine göre değil, gerçek dünya performanslarına göre değerlendirmelisiniz.

İşlemci Satın Alırken

CPU tavsiyesi söz konusu olduğunda ilk soru bilgisayarın kullanım amacı olacaktır. Oyun yayını mı yapacaksınız, CPU’yu ağır işler için mi kullanacaksınız yoksa ağır arka plan görevleri mi çalıştıracaksınız?

Örnek olarak, oyun oynarken arka planda nispeten ağır uygulamalar çalıştıracaksanız çekirdekler çok daha önemli. Eğer yalnızca oyun oynayacaksanız, genel olarak 6 çekirdekli, yeni nesil bir CPU sizin için yeterli olabilir. Ryzen 5800X yerine 5600X modelini tercih ederek %40 oranında tasarruf yapabilir, bu miktarı gelecekteki bir yükseltme için veya farklı donanımlar için kullanabilirsiniz.

Elbette donanım alırken kullanım süresi de dikkate alınmalı, ancak bu kişiden kişiye değişen bir durum. Örneğin bir kullanıcı aldığı sistemi hiç dokunmadan 4-5 yıl kullanmak isteyebilir. Bir başka hevesli kullanıcı ise 2 yıl sonrasında sistem yükseltmesi yapmak isteyebilir.