『設定での不可解な差』のクチコミ掲示板

[おらこくーん]

Ryzen 5800X を購入したので省電力化の設定を行っているのですが、どうも結果に納得できずどなたか説明できる方いらっしゃいますかね？

【設定0】
デフォルト値（メモリのみA-XMP設定）

・CINEBENCH R23
マルチ 約15200
シングル 約1580
・システム消費電力 約175W
・CPU最高温度 約80度

（感想）
良いとこなし（消費電力/温度共に高くファンも煩い）

【設定�@】
・CPU Ratio 42（4.2G固定）
・Override1.1V (電力固定）
・その他設定0と同じ

・CINEBENCH R23
マルチ 約14300
シングル 約1390
・システム消費電力 約125W
・CPU最高温度 約68度

（感想）
シングルが低すぎる以外文句なし

【設定�A】
・PPT 90W
・その他設定0と同じ

・CINEBENCH R23
マルチ 約14000
シングル 約1580
・システム消費電力 約125W
・CPU最高温度 約71度

（感想）
設定1とマルチで若干差がでるがシングルは標準値
ファンが煩い


ここまでは特に問題ないのですが実際ゲームをした際に設定�Aがおかしくなります。
設定�@�Aで

・ゲーム中のFPSが同じ（シングルCPUの速さでフレームに差がでるはずでは？）
・システム消費電力/最高温度/ファン
設定�@・・・約180W/最高約68度/ファン静か
設定�A・・・約210W/最高約80度/ファン煩い

設定�@はoverrideで固定するとシングルでは目に見えて落ち込む。
設定�Aは80度に達し同じFPSで30Wも差が生じている。

なぜこのような差が生じるのか非常にモヤモヤしています。

書込番号：24058916

[揚げないかつパン]

こういう感じの動作になってると思うのですが。。。

まあ、そうなりますよね？

Aftreburner+HWInfo64などで実際の動作クロックを測ったことありますか？

�@　4.2GHz固定になってるので負荷が減って周波数が低い分、電力は�Aより下がります。
�Aについては、意外に周波数が上がってるはずで4.5-4..7GHzくらい出てるのは無いかと思います。
多分、PPTいっぱいに近い電力まで上げると思います。

それで、数値を見れば分かりますが、この時にCPUのコアクロックが100%にほぼ張り付く状態になるとフレームレートは�@<�Aになります。
この辺りはCPUの設定次第です。

またPPTのみを下げたみたいなのでTDC/EDCについてはそのままなので、命令によって動作が変わりますので、この動作の場合はPPTいっぱいまで電流を流します。
当然、周波数が低い�@の方がフレームレートも出ないケースが出るし電力も小さいということになります。
�Aは全く周波数制限をしてないので、周波数は�@よりも高くはなります。
�@はシングル、マルチ関係なく4.2GHzまでしか上がらないので、4.8GHzくらいは出る�Aと比べれば速度は落ちます。
それなので、RyzenでOCする人はPBO2併用で周波数固定を使わないＯＣにするケースが多いのはそのせいです。

こんな感じはないかと思いますが。�@はフルロード時は100%で4.2GHz動作でPPTを制限してないので�@>�Aになることは想定できますが、それならPBO2 All Core/Ｎｅｇａtive/20-25で低電圧化して高クロックを狙った方が効率は良いのでは？と思わなくもないです。

書込番号：24058973

[みりん大さじ]

揚げないかつパンさんの詳しい説明が100点だとしたら
60点ぐらいの回答します。

CinebenchはCPU使用率100％です
ゲームは40〜80％ぐらいじゃないでしょうか？
4.2GHz時のゲーム時は60Wぐらいしか消費してないのでしょう
PPT 90Wだと90Wまでアクセル踏み続けます（クロック上がります）。
ゲームだとGPUを使い切れればそこから上はフレームレート変わりません。
ですが、CPUにそこそこの負荷が掛かるのでCPUやOSはクロックを上げようとします。
PPT 60Wぐらいにすれば同じになると思います。

書込番号：24059193

[おらこくーん]

＞揚げないかつパンさん
＞みりん大さじさん
ご回答ありがとうございましたm(_ _)m

＞ゲームだとGPUを使い切れればそこから上はフレームレート変わりません。
youtube等で新製品が出るたびFPSを検証した動画が色々上がっていると思います。
最新のCPUとGPUの組み合わせでもフレーム数に差があり、これがシングルスレッドの性能差と認識していました。
GPUを使い切っていてもシングルスレッドが早ければその分数フレーム伸びるものと思っていましたが違うのでしょうか？

書込番号：24059407

[揚げないかつパン]

＞おらこくーんさん

GPUの性能を使い切るという言葉の意味してる部分は何でしょう？
ゲームで言うフレームレートとは平均フレームレートを指す場合が多いと思います。
それでは、シングル性能とはどこで使われるのでしょうか？
そもそも、現在のゲームはシングル性能だけで性能を決められないのです。
これも実際にやってみれば分かりますが、ゲームの実行はワールドスレッド（主にゲームの進行のつかさどるスレッドと）実際のモデリングを行うスレッドをワールドスレッドからの指示で３Dモデリングを行って、複数のスレッドをうまく使いながら進行していきます。
勿論、ワールドスレッドが一番負荷が重く、それにほかのコアが多くのモデリング対象を演算しながら、ゲームの全体をモデリングします。
過去のDirectX11のゲームは細かいGPUへの指示ができないためワールドスレッドへの依存度が高く、VulcanやDirectX12に比べると協調性が低い作りになっています。
※ これが処理の分散化への妨げになっていたので、新しいAPIはコア数が増えるCPUをうまく使い、大きくなるGPUリソースを効率よく処理できるようになります。

さてフレームレートに話を戻すと、数mｓという短い時間に多くの処理を行うＣＰＵではクロックを上げることでフレームレートが上がるというのは紛れもない事実の一部です。またゲームではそのモデリングの難易度が場面場面で変わるため、ＣＰＵの性能が追い付く部分と追い付かない部分が発生し、ＣＰＵの性能がＧＰＵの性能に追いつかないことが発生します。これがＣＰＵバウンドです。逆がGPUバウンドです。
軽いゲームにおいてはほぼ、GPUバウンドが大半を占めCPUによる違いが小さくなるので、結果もCPUによる差異は極小になります。逆に重いゲームではモデリングの速度が追い付かなくなりCPUバウンドを起こし、これがフレームレートの差になります。先ほどもゲームでのフレームレートの差は平均で表すという通り、この小さなCPUバウンドをがCPUによるフレームレートの差になります。

注意する部分は、シングルスレッドが速ければ、ゲームが速くなるは誤りで、モデリングを分散した際に発生するコアへのリソース分散を考えると、あくまでもCPUはスレッド分散がフルロードほどでなくても、ゲームにおいても分散処理を行っているため、シングルスレッドだけ速くてもダメなのです。
例えば、4コア8スレッドと8コア16スレッドが有って、４コアでCPU負荷が80%に達するゲームが有って8コア16スレッドで４0%だったとするとCPUの構造上の関係から8コア16スレッドの方が動作クロックが上がり、ワールドスレッドの速度が上がり、フレームレートが上がるということも発生します。

この内容などを考慮するなら、すべてがすべてシングルスレッドだけ速ければゲームが速くなるというのがいかにナンセンスな話か？というのがわかると思います。
なので、ゲームがシングルスレッドで速くなるというのはゲームエンジン次第だし、ゲームjのモデリングの分量などとも関係し、ゲームによって違うというのが正解になると思います。

ちなみにフレームレートの演算も区間法によるフレーム数のカウントなので、平均値であることを忘れてはならないので、細かいCPUバウンドやGPUバウンドを計測する方法がない（ゲームに付属のベンチマークが無いなら、あっても目安にしかならない）ので、細かくはどちらも発生するので大きくGPUバウンドが発生するのでCPUによって差異が発生します。
それにはメモリー性能やその他の性能も一応は、関与する可能性が有ることも考慮に入れればCPUによる差異は発生するということになります。

書込番号：24059479

[おらこくーん]

＞揚げないかつパンさん
100点の回答ありがとうございました。
それでも自分の頭では6〜7割程度の理解でしょうか（汗

・現在のAPIはマルチコアに最適化されている
・負荷によるバウンドの発生でフレームに差が生じる
・その他メモリ等I/Oの性能でも差が発生する

最後に・・・設定�@�Aのマルチとシングルで結果が逆転している理由はなんでしょうか？
�Aは単純にPPTのリミットに達した結果だというのは理解できますが、�@のシングルが低いにも拘らずマルチの結果が良いのがわかりません。

書込番号：24059522

[揚げないかつパン]

＞おらこくーんさん

�@に関しては4.2GHzに固定してる部分が問題なのです。
4.2GHzに固定するということの意味するところは、周波数の上限は4.2GHzになるということです。
それにより、PPTはシングル時とマルチでは大きく変動するという部分は肝です。

�Aに関しては、PPTの制限だけなので、シングル時にはPPTの範囲で大きく上げることができます。
単純に言えばこういう話です。
4.8GHzシングルを達成する電力が30Wとか40WだったとしてもそれはＰＰＴの範囲内なので4.6GHzにはできます。
この時点で�@<�Aになるのは理解できると思います。
逆に90W PPT (SOC部分を15Wくらいとして計算すると75Wがコアに振れる電力になります。実際にはIO部分があるのでもっと小さいのですが）
仮の話でこの75Wを8コアで分割すると1コアあたり9,3Wになり、それで出せる周波数が4.1GHzだったとすると�@>�Aになります。まあ、電力の実測値ではないので、1コアあたりの電力については実測とは違うとは思いますが、4.2GHzよりPPTを制限したことで周波数がさがったからという話だと思います。

周波数で電力を制限する場合は電力の差がシングルとマルチでは大きく変動するのに対し、PPTで制限する場合は電力の差が小さくなるというだけの話です。

書込番号：24059577

[みりん大さじ]

足りない頭で回答を考えていたら取り残されて遅くなってますね・・・

ゲームタイトルやシーンに応じてCPUがGPUの足を引っ張るか、GPUが使いきれるかの状態が行き来します
大まかに言ってほぼ全部GPUを使い切っているベンチは最近だと4K/8Kのベンチレビューが該当します。（CPU性能差がほぼ無くなります）
最近は、フルHDだとGPUが使い切れないほど高性能なGPUばかりなのでCPUの性能比較によく使われます。

おまけ
ゲームの場合IPCも重要ですが、L1/L2/L3キャッシュのレイテンシが更に重要視されるゲームエンジンが多いようで
初代Ryzenがゲーム性能が低かった事やZen2でもゲームでインテルに負けたこと、Rocket lakeが一部ゲームで伸びない事も大体これが原因のようです。

その他
フレームレートが変わらない場合、ゲーム設定で垂直同期オンになっている、ゲーム内フレームレート上限が決まっている等もあります。


>設定�@�Aのマルチとシングルで結果が逆転している理由
設定�@はいわゆる低電圧化やダウンクロックに該当するもので、Override1.1V設定により4.2GHzの定格電圧より若干電圧が低くなっていると思われます。
そのために同じ電力でのマルチ性能が上がり、上限が4.2GHzでせき止められているのでシングルが下がると。
PPT設定では電圧は定格運用になっている筈です。

書込番号：24059600

[揚げないかつパン]

後ですね。

インテルとAMDの演算特性の違いもあるようですよ、整数演算が速いAMDと浮動小数点演算が速いインテル。
キャッシュ量の多いAMDとメモリー転送の速いインテルの差も有りますね。
ＡＭＤの弱点はInfinityFasbricを使ってるので、レイテンシが兎に角インテルと比べると遅いので、それをカバーするために大容量キャッシュを搭載してるなどアーキテクチャの違いもありますね。

単純に4,2GHz固定の場合は電圧は動作できる範囲での電圧だし、逆にPPT制限ではPBO2を使わないなら電圧は定格ですしね。
まあ、固定周波数を使わない場合に電圧をOFFSET以外で固定したら、周波数を上げる際にゲート電圧が不足してCPUがこけちゃうんですけどね。
逆に言えば、PPTだけを固定してるので電圧可変で電圧を盛れるから、周波数を一気に上げられるんだけど

倍率固定の利点は周波数が固定されるので電圧を多少低めにしてもＣＰＵがこけないということだとは思う。

書込番号：24059617

[ムアディブ]

細かい話をすっ飛ばすと、、、

現代のCPUは自動オーバークロックが搭載されてて、�@はそれを無効にする設定です。

�Aは電力制限なので、シングルコアで動作している間は電力をシングルコアに回せるので自動OCできるわけです。

ご存じのようにOCは電力/性能比は悪化します。従って�Aは電力効率悪いです。(CPUは結果が総合的に見えてて制御しているわけではなく、なるべく速く応答しようとするので許された範囲で電力を使って処理を行おうとする)

ゲームは1フレームの間に必要な処理として、並行処理できるものとできないものがあります。
主に並行処理できなものをCPUがやりますが、ちょっと手抜きがあって、GPUが処理している間に次のフレームの処理をCPUにやらせてたりします。
CPUとGPUが並行処理してるわけですね。
なので、実際のゲームのfpsは、どちらか遅い方で決まるわけです。(とても大雑把に言うと)

ひとつひとつの話をすると、GPUネックと思われる状況でも、微妙にCPU速度でfpsが影響受けたりするので100%ではないのですけど、その辺の話になってくるともう、プログラムの作りなりを知らないと確かなことは言えないし、ひとつひとつ作りが違いますのでゲーム個別の話になってきます。

実際の動きは、もちろんもっと複雑なので、ここで簡単に説明できるような代物ではないです。あくまでモデリングで説明できるだけ。

書込番号：24059969

[ムアディブ]

いいかどうかわかんないけど例え話にすると、、、

トラックを3人の人が走ってるとします。
このトラック走では、ゴールラインで3人が揃うまで次の周回を始められないルールとします。

走者の速度はA > B > G とします。

走者Aは全力で走って速くゴールラインに到着するので沢山汗をかきます。
走者Bは速度が規制されてて、軽く走ってゴールラインに到着するので汗はあんまりかきません。
しかし、走者Gがそれらより遅いので走者A, Bはゴールラインで停止を余儀なくされます

周回ペースはみな同じですが、Aは沢山汗をかき、Bは少しで済みます。

書込番号：24059992

[揚げないかつパン]

PPT　POWER

単純のHWIInfoなどでPPTと周波数を見れば分かるだけの話なんですけどね。

PPT制限の場合は(Ryzen9 5900 PPT制限なし）でもPPTはシングルで4.95GHzで動作しても60W程度なので（おま環です）4.2GHzで動作させる場合に比べても速いです。

マルチのスコアの話は一定電圧で動作させて4.2GHzで動作させると電圧が低くても安定するからスコアが少し高い、それだけの話ですよね。

書込番号：24060002

[おらこくーん]

皆さまご回答大変ありがとうございましたm(_ _)m

マルチとシングルの差に関しては裏でそのような動きをしていたのかと非常に勉強になりました。
固定の方が省電力かつ高パフォーマンスを保てそうですので、現在の環境では設定�@で決まりです。
使うGPUや実行するゲームによってどちらが良いか結果は変わりそうなので、実際に自分の環境で使用してみて使い分けしていきます。

余談ですが
ゲーム時の挙動をモニターしてみたところ理由は不明ですが設定�@では60W/設定�Aでは90W、クロックや使用率にかかわらず常に固定で消費していました。
この差がシステムの消費電力に表れていたようですです。CPUは使った分だけ電力を消費すると思っていたのですが例外もあるみたいですね。

書込番号：24060163