Kalkulator Bottleneck CPU vs GPU

Waktu frame adalah titik awal yang berguna

Jumlah frame per detik merupakan kebalikan dari waktu frame. Jika waktu diukur dalam milidetik:

batas laju frame = 1000 / waktu frame dalam ms

Tahap terukur yang lebih lambat menentukan batas maksimum sederhana pipeline:

perkiraan batas = 1000 / max(waktu frame CPU, waktu frame GPU)

Angka ini merupakan perkiraan diagnostik, bukan jaminan bahwa game akan menampilkan frame tepat pada laju tersebut. Batas frame, sinkronisasi, antrean, pekerjaan mesin game, pemuatan, penjadwalan sistem operasi, dan proses penayangan ke layar dapat memengaruhi FPS yang diamati. Dalam panduan pembuatan profil DirectX, Microsoft membedakan waktu CPU per frame dan waktu GPU per frame karena salah satu komponen dapat melampaui anggaran waktu frame yang tersedia.

Konversi 1000 / ms menunjukkan batas maksimum untuk tahap yang diukur. Sebagai contoh, waktu CPU sebesar 12 ms setara dengan sekitar 83,33 FPS, sedangkan waktu GPU sebesar 7 ms setara dengan sekitar 142,86 FPS. Dalam rekaman ini, sisi CPU lebih lambat dan batas maksimum sederhananya sekitar 83,33 FPS.

Mengapa toleransi penting

Waktu frame yang berdekatan tidak semestinya dilaporkan dengan kepastian semu. Kalkulator ini membandingkan selisih absolut dengan waktu frame yang lebih lambat:

selisih relatif = |CPU ms - GPU ms| / max(CPU ms, GPU ms) × 100

Jika selisih tersebut masih berada dalam toleransi yang Anda pilih, hasil untuk rekaman ini tergolong seimbang atau belum dapat ditentukan. Jika selisihnya melebihi toleransi, komponen dengan waktu frame lebih panjang menjadi komponen yang saat ini membatasi performa.

Persentase ini menggambarkan jarak antara dua pengukuran waktu dalam satu beban kerja. Angka tersebut bukan persentase kemampuan CPU atau GPU yang terbuang dan tidak memprediksi peningkatan performa setelah perangkat keras diganti.

Buat rekaman yang dapat direproduksi

Perbandingan yang berguna memerlukan beban kerja yang stabil. Gunakan hal-hal berikut secara konsisten:

• game dan versi mesin game yang sama;
• data simpanan, tayangan ulang, rangkaian benchmark, atau rute pergerakan tetap yang sama;
• resolusi, skala rendering, preset kualitas, dan API grafis yang sama;
• batas frame, VSync, dan status resolusi dinamis yang sama;
• pengaturan driver, mode daya, dan beban kerja latar belakang yang sama;
• periode pemanasan dan durasi perekaman yang sama.

Jalankan pengujian beberapa kali dan bandingkan statistik yang representatif alih-alih memercayai satu sampel singkat. Panduan performa CPU dari AMD menyarankan agar variabel seperti adegan pengujian dan seed acak dibuat tetap, sedangkan panduan Unreal Engine mereka menyarankan perubahan resolusi sebagai langkah diagnostik: jika resolusi rendering yang jauh lebih tinggi hampir tidak mengubah performa, hal tersebut merupakan petunjuk yang layak diselidiki untuk kemungkinan batasan di sisi CPU pada beban kerja itu. Namun, hal itu tetaplah petunjuk, bukan kesimpulan universal.

Mengapa tingkat penggunaan bukan bukti

Tingkat penggunaan dapat mendukung diagnosis, tetapi tidak dapat membuktikannya sendiri. Penggunaan CPU total dapat terlihat sedang meskipun satu thread utama atau thread rendering sudah bekerja penuh. Penggunaan GPU yang rendah dapat disebabkan oleh batas frame, waktu tunggu terhadap CPU, sinkronisasi, atau terlalu sedikit pekerjaan yang dikirimkan. Penggunaan GPU yang tinggi menunjukkan bahwa perangkat tersebut sibuk; angka itu tidak menunjukkan tahap spesifik yang mahal atau memprediksi hasil peningkatan perangkat keras.

Alat pengukuran waktu memberikan konteks yang lebih baik. Intel PresentMon merekam telemetri frame dan GPU, NVIDIA Nsight menampilkan durasi frame CPU dan GPU serta rentang beban kerja GPU, sedangkan AMD Radeon GPU Profiler memvisualisasikan waktu antrean dan periode GPU tidak aktif. Bahkan ambang batas profiler hanyalah heuristik: klasifikasi CPU-bound milik Radeon GPU Profiler menggunakan ambang waktu GPU tidak aktif yang dapat disesuaikan, bukan aturan mutlak yang berlaku bagi setiap mesin game.

Hal yang dapat dan tidak dapat ditunjukkan oleh 1% low

Nilai 1% low merangkum bagian paling lambat dari distribusi waktu frame sehingga berguna untuk menemukan penayangan frame yang tidak merata, yang mungkin tersamarkan oleh nilai rata-rata. Nilai ini tidak mengungkap apakah frame lambat tersebut disebabkan oleh CPU, GPU, streaming aset, kompilasi shader, tekanan memori, atau hambatan lainnya.

Definisinya pun berbeda-beda. Sebagian laporan memperoleh laju dari waktu frame persentil ke-99 (1000 / waktu frame p99), sedangkan laporan lain menghitung rata-rata 1% sampel FPS yang paling lambat. NVIDIA Nsight Systems mendefinisikan panjang frame persentil ke-99 sebagai nilai yang hanya dilampaui oleh 1% frame yang lebih panjang. Catat alat dan definisi yang digunakan saat membandingkan hasil, serta jangan mengganti pasangan waktu frame CPU dan GPU dengan nilai 1% low.

Mengapa persentase bottleneck universal menyesatkan

Komputer tidak memiliki satu rasio bottleneck CPU/GPU yang permanen. Pekerjaan yang membatasi performa dapat berubah menurut game, adegan, resolusi, pengaturan, versi mesin game, driver, batas frame, dan target laju frame. Adegan kota yang ramai dapat membebani simulasi dan pengiriman draw call, sedangkan adegan lain dengan skala rendering lebih tinggi dapat menghabiskan lebih banyak waktu di GPU.

Kalkulator yang hanya mengandalkan nama model tidak dapat mengamati kondisi tersebut. Hasil seperti “bottleneck 23%” tidak memiliki makna teknis yang tetap tanpa pengukuran waktu dari adegan yang sama. Gunakan kalkulator ini untuk menjelaskan rekaman yang benar-benar Anda buat, ulangi pengujian dengan beban kerja yang relevan bagi Anda, dan gunakan profiler linimasa jika Anda perlu menemukan pekerjaan spesifik yang menjadi penyebabnya.

Referensi teknis resmi

• Microsoft: Membuat profil aplikasi DirectX
• Intel: Pemantauan performa PresentMon
• NVIDIA: Kesehatan frame Nsight Systems
• NVIDIA: GPU Trace Nsight Graphics
• AMD GPUOpen: Ikhtisar Radeon GPU Profiler
• AMD GPUOpen: Panduan performa Unreal Engine
• AMD GPUOpen: Panduan performa CPU Ryzen