Загадка (и разгадка) появления статтеров в RDR 2 и GTA V

Давече на портале развернулась весьма горячая дискуссия  в обсуждениях новости о тестировании процессоров в Red Dead Redemption 2, проведённом порталом GamersNexus. Считаю важным пролить свет на суть проблемы, так как и в самой новости, и в комментариях можно видеть сплошное недопонимание сути происходящего. А ведь всё это уже было в «Симпсонах» GTA V...

Что ж, упомянутые проблемы давно и хорошо известны. Об этом, собственно, сказано и в самом видео GamersNexus о RDR 2: несколько лет назад  аналогичное поведение наблюдалось у GTA V, о чём у портала выходило аж 2 видео-отчёта и текстовая заметка, хорошо резюмирующая ситуацию.

Вкратце, ребята из GamersNexus обнаружили, что при использовании некоторых производительных процессоров и достижении высоких значений мгновенной частоты кадров в игре появляются крайне неприятные артефакты отрисовки, визуально напоминающие статтеры - выглядит так, как будто система не способна отрисовать следующий кадр за отведённое ей время и удерживает текущий кадр на экране слишком долго. Причём счётчик кадров внутриигрового бенчмарка в такие моменты демонстрирует абсолютно нормальные значения FPS, а вот на времени отрисовки кадров, засекаемого с помощью FRAPS или любой другой утилиты, эти статтеры сказываются, что находит своё отражение в первую очередь в аномально низких значениях 0.1% low FPS на графиках.

Со временем по результатам многочисленных тестов специалисты портала сделали вывод, что виной всему странное ограничение на частоту кадров игрового "движка" RAGE - как только мгновенная частота кадров достигает значений около 187 кадров в секунду, так сразу появляются вышеупомянутые статтеры. Изначально проблема наблюдалась лишь на самых передовых на тот момент времени  4-ядерных 4-поточных моделях i5 (6600K и 7600K), так как лишь они  были достаточно "быстрыми", чтобы "упереться" в указанный выше лимит мгновенной частоты кадров GTA V. Ни менее производительные модели i5, ни потенциально более производительные 4-ядерные 8-поточные i7 тех лет попросту не добирались до указанного порогового  значения и не порождали в GTA V указанных статтеров. 

И здесь считаю необходимым сделать одно важное замечание, так как в комментариях к новости о тестах процессоров RDR 2 многие демонстрировали незнание того факта, что наличие дополнительных потоков (виртуальных от HT/SMT или реальных от дополнительных ядер) зачастую не только не поднимает FPS в играх, а может даже несколько его снижать. Причём, если средний FPS даже в худшем случае с появлением дополнительных потоков обычно остаётся плюс-минус на той же отметке, то пиковые мгновенные значения частоты кадров могут запросто оказаться ниже. По сути всё сводится к тому, насколько хорошо масштабируется и балансируется нагрузка, создаваемая конкретной игрой на определённое количество потоков. Эти вопросы решают разработчики игры, и, надо отметить, решают с попеременным успехом - до сих пор существует лишь небольшое число игр, хорошо масштабирующихся на более чем 4 потока. Так что, тот факт, что 4-ядерный 8-поточный i7 не упирался в лимит частоты кадров GTA V, а 4-ядерный 4-поточный i5, напротив, добирался до указанных значений, удивлять никого не должен.

С выходом Ryzen 5, специалисты GamersNexus протестировали и его. Сначала на настройках, при которых процессор выдавал настолько же высокое значение средней частоты кадров, насколько это  делал Core i5-7600K, и в этих тестах так же можно было наблюдать упомянутые статтеры, пускай и в меньших количествах. Вот только меньше их было потому, что на выбранных настройках Ryzen 5 попросту крайне редко добирался до того самого лимита частоты кадров, достижение которого вызывает статтеры. Понизив настройки до достижения максимально возможных значений частоты кадров для 4-ядерных 8-поточных процессоров Ryzen 5, тестеры получили ту же самую картину со множеством статтеров. Коротко результаты тестов оказались таковы: более высокие значения частоты кадров приводят к менее комфортному геймплею как на i5, так и на Ryzen 5. В плане статтеров 4-ядерный 8-поточный Ryzen 5 демонстрирует схожую с i5 картину, причём, ситуация с Ryzen 5 усугубляется при выключении SMT:

Ещё раз, для тех, кто это упускает - выключение SMT у Ryzen 5 в этих тестах делается не с целью понизить его производительность, а с точностью до наоборот, чтобы её повысить. Выключение SMT здесь увеличивает пиковую мгновенную частоту кадров, которая чаще начинает упираться в лимит, что даёт на выходе статтеры. Из-за этих статтеров "портится" не только статистика 0.1% low и 1% low, но уменьшается и средняя частота кадров, что создаёт иллюзию уменьшения производительности из-за отключении SMT. На самом же деле производительность без SMT даже чуть возрастает, и если бы не клятые статтеры, это было бы видно даже по среднему FPS.

Итак, речь не идёт о каком-то фатальном недостатке процессоров Intel. Единственное, что показывают полученные данные, так это неадекватность GTA V как игрового бенчмарка, так как если частота кадров гарантированно не ограничена значением порядка 187 FPS, то в игре появляются сильные статтеры, как при использовании процессоров Intel, так и AMD. Просто процессоры AMD, обладающие в текущем поколении обычно большим числом потоков, значительно реже добираются до указанного лимита частоты кадров из-за особенностей масштабирования GTA V и, как следствие, реже страдают от статтеров.

Аналогичная проблема была выявлена и на других играх на "движке" GTA V (RAGE), а теперь вот проявила себя и в новенькой RDR 2. И проявила себя, надо заметить, точно так же - опять сильнее всех страдают высокочастотные 4-поточные процессоры Intel, так как именно они чаще других упираются в лимит частоты кадров. Выявленная особенность движка RAGE, конечно, крайне интересна, ведь обычно проблемы с производительностью имеют место на слабых комплектующих, а не наоборот. На этот же раз жертвами становятся самые быстрые 4-поточные процессоры Intel и 8-поточные процессоры AMD, пускай и в значительно меньшей степени. Но это ни разу не проблема Intel, процессоры которой страдают из-за слишком высокой производительности, а проблема "движка" RAGE, так как он в этом отношении уникален, и не то что бы это был комплимент.

В защиту Rockstar можно сказать лишь, что описанные статтеры вряд ли будут большой проблемой в реальной игровой практике, так как всегда можно попросту поднять настройки качества игры или разрешение рендеринга, понизив тем самым мгновенную частоту кадров до безопасных значений. При этом совершенно необязательно понижать её до 60 FPS, используя вертикальную или адаптивную синхронизацию, достаточно будет опустить её лишь ниже 187, чтобы полностью избавиться от обсуждаемых статтеров. Другой вопрос, что использовать GTA V и другие игры на "движке" RAGE в качестве бенчмарка процессоров надо осторожно, так как бездумное тестирование может создать иллюзию значительно худшей производительности процессоров i5 по сравнению с i7.