Влияние виртуализации и целостности памяти на FPS в PUBG

В этом материале я поделюсь с вами результатами своего тестирования PUBG, в нём я попытаюсь ответить на вопрос "как процессорная виртуализация и целостность памяти влияет на производительность игры, узким местом в которой является процессор". Судя по многочисленным тестам в интернете, целостность памяти которую ещё называют "изоляция ядра" вполне способна немного снизить FPS в играх, да и в целом замедлить ПК.
    
По сути, этот материал является пересказом моего видео на YouTube, которое я опубликую там одновременно с публикацией здесь. Если вам хочется увидеть полную версию моих тестов (или просто лень читать), то милости просим сюда:      

 
Также, помимо виртуализации и целостности памяти, я решил проверить влияние на FPS такой опции как VT-d, которая судя по перечислению преимуществ может повысить производительность работы виртуализации (выделил подчёркиванием). Цитата:

Технология VT-d (Virtualization Technology for Directed I/O) предоставляет такие преимущества, как:

   

• Улучшенная безопасность: VT-d позволяет создавать надежные виртуальные машины, изолированные друг от друга и от хост-системы. Это обеспечивает более высокий уровень безопасности, так как каждая виртуальная машина работает в собственном контейнере и не имеет доступа к другим машинам или хост-системе.
       
• Повышенная производительность: VT-d позволяет виртуальным машинам напрямую работать с физическими устройствами, минуя гипервизор. Это уменьшает накладные расходы на виртуализацию и позволяет машинам полностью использовать возможности физических устройств, что приводит к повышению производительности.
       
• Улучшенная миграция: VT-d позволяет безопасно мигрировать виртуальные машины между различными физическими серверами без необходимости перезапуска. Это упрощает процесс обслуживания и обновления оборудования, а также позволяет более гибко использовать ресурсы серверов.
       
• Лучшая совместимость: VT-d обеспечивает лучшую совместимость при работе с различными операционными системами и приложениями. Виртуальные машины, работающие на базе VT-d, могут использовать те же драйверы и приложения, что и физическая система, что упрощает процесс развертывания и управления.

   

реклама

В целом, использование технологии VT-d позволяет повысить уровень безопасности, улучшить производительность и гибкость виртуализации, а также обеспечить лучшую совместимость с различными операционными системами и приложениями.

 Виртуализация процессора и VT-d включается в BIOS. Где именно зависит от производителя материнской платы. Вот пример на плате MSI:    
   
Целостность памяти включается на странице "Изоляция ядра", она становится доступной в настройках безопасности только если в BIOS включена виртуализация:

       
   
Тестовая система:    
Windows 11 23H2 с последними обновлениями (не insider preview!)
i7-13700K    
GIGABYTE Z790 AORUS ELITE AX-W (биос F7)
Team Group T-Force Vulcan [FLBD532G6000HC38ADC01] 32 GB    
Gigabyte GeForce RTX 4090 GAMING OC (драйвер 555.85)    
   
   
Методика тестирования:    
Одной из самых серьёзных проблем с которыми вы можете столкнуться во время тестирования сетевых игр является низкая повторяемость результатов. В PUBG есть система повторов, это очень помогает получить практически идентичные условия, в которых можно сравнить разные настройки ПК, как софтовые так и железные. Что я и делал запуская повтор строго в определённое время.
Данные фиксировались с помощью RTSS. Делал 3 прогона, брал лучший результат.    

   
 Результаты тестирования
1 сцена. Типичный городской геймплей. Это не самый большой город и соответственно не максимальная нагрузка, присутствует несколько игроков рядом. Умеренное количество геометрии в кадре. Скажем так, это та среднестатистическая нагрузка которую мы будем получать просто бегая по какому-то городу, коих в PUBG великое множество.

Как видим, результат без виртуализации самый лучший по всем пунктам. Включение одной лишь виртуализации практически никак не влияет на производительность. Буквально на 3 кадра снижается средний FPS, на несколько кадров снижается статистика редких и очень редких событий (1% и 0.1%). Можно сказать что в данных условиях включение виртуализации влияет на результат на уровне погрешности. Но стоит нам активировать целостность памяти, как мы начинаем наблюдать уже вполне заметную просадку среднего и минимального FPS на 8% и 5% соответственно (относительно режима с включённой виртуализацией). Также слегка снижаются показатели статистики редких событий (1%). В общем, все показатели понемногу проседают.
Дополнительная активация опции VT-d не помогает повысить производительность при использовании целостности памяти. В целом, все результаты изменились на уровне погрешности, а вот статистика очень редких событий (0.1%) показала себя заметно хуже просев на 20% относительно режима без VT-d.    

   
2 сцена. Огромнейший город с множеством зданий в кадре, количество геометрии (вызово отрисовки) просто зашкаливает. Это одно из самых тяжелейших мест в игре. В подобных условиях вы можете оказаться если будете смотреть в сторону больших городов.

Режим без виртуализации самый быстрый. И теперь, в отличие от прошлого результата, нельзя сказать, что простое включение виртуализации в биосе никак не влияет на производительность. Влияет. Мы видим просадку по среднему FPS на 4.5%, просадку по минимальному FPS на 5%. Изменение в статистике редких и очень редких событий (1% и 0.1%) в целом на грани погрешности.    
Включение целостности памяти дополнительно снижает средний FPS на 6.5%. Остальные параметры остались неизменными.    
Активация опции VT-d также очень сильно, как и в прошлом результате, снижает статистику очень редких событий (0.1%). Напомню, что этот параметр хорошо демонстрирует плавность игры и отсутствие статтеринга. Казалось бы, опция призвана повышать производительность виртуализации, а она ее снижает...    
   3 сцена. Локация множеством игроков. Совсем иной вид нагрузки, где уже процессору приходится обрабатывать присутствие и действия множества игроков перед нами. Количество геометрии невысокое. Здесь мы наблюдаем, опять же, лидирующий результат режима без виртуализации. Средний FPS и минимальный, и статистика редких событий в целом на грани погрешности с результатом включенной виртуализации. Но статистика очень редких событий (0.1%) нам четко дает понять, что все же виртуализация в таких тяжелых специфических условиях отрицательно влияет на производительность. То есть, просто включили виртуализацию - потеряли плавность.
Дополнительная активация целостности памяти уже очень заметно влияет и на минимальный, и на средний FPS - снижение составило по 12.5% в обоих случаях.Также сильно начинает страдать статистика редких событий (0.1%) - снижение составило весомые 31%. Статистика очень редких событий тоже заметно ухудшилась.
Включение опции VT-d немного снизило средний FPS и статистику редких событий (1%).

   
Итоги

Какой общий вывод можно сделать, глядя на все эти результаты? Все очень просто. Если вам нужна максимальная производительность, не включайте виртуализацию. Если же вам нужна только виртуализация, но вы готовы пожертвовать безопасностью своего компьютера, не активируйте опцию «целостность памяти».    
Она дополнительно, уже вполне заметно может снизить производительность еще сильнее, чем просто активация виртуализации. Опция VT-d не помогает никак. Она либо снижает производительность ухудшая статистику очень редких событий, либо вообще ни на что не влияет. Такие вот интересные результаты.

 Спасибо за внимание, увидимся в комментариях.