CPU und GPU Auslastung

[lucdec]

Hallo,

ich hätte da mal ein paar Fragen, bei denen ich mir nicht sicher bin ob meine Schlussfolgerungen korrekt sind.

Ich bin gerade dabei zwei Gaming-Laptops mit meinem Desktop zu vergleichen.

Desktop:
i5-6600K @ 4.4 GHz
GTX 1080 @ 2000 MHz
16 GB DDR4

Die Laptops haben beide den i7 6700HQ, aber verschiedene Grafikkarten. Einmal eine GTX 1070 und einmal eine GTX 1080.

Die Performance der Laptops überrascht mich jedoch. Ich weiß zwar, dass BF 1 eine starke CPU braucht, aber das Ausmaß überrascht mich dann doch.

Beide Laptop-Grafikkarten zeigen meist nur eine Auslastung von 50%-70% (hin und wieder etwas höher) bei 1080p auf Ultra.
Die FPS schwanken dementsprechend zwischen 50 und 120.

Beide Laptop-Prozessoren werden extrem heiß (um die 95 Grad) und halten einen Takt von ca. 3100 MHz.

Das Komische: Die Auslastung ist nie bei 100℅, sondern auch eher zwischen 60℅-80%.
Das verstehe ich nicht ganz. Nach meinem Verständnis müssten die FPS doch steigen, bis eine Komponente nicht mehr kann (im Idealfall die Grafikkarte bei 99% - sowie die GTX 1080 im Desktop). Dort liegen die FPS zwischen 100-120. Ein paar Drops auf in den 80er Bereich gibt es in heftigen Situationen.

Kann die Laptop-CPU nicht weiter ausgelastet werden, weil sie sonst ins Temperaturlimit läuft?

Ist der i7-6700HQ trotz seiner 4C/8T dem i5-6600K dermaßen unterlegen? Spielt der Takt so eine große Rolle?

 

[Gast1748380205]

6600k hat 4 Threads, i7-6700HQ hat 8 Threads aber beide haben nur 4 Kerne. Die zusätzlichen Threads helfen verfügbare Reserven zu aktivieren, sie können aber eben keinen Taktunterschied von rund 40% ausgleichen.

 

[Cinnayum]

100% Auslastung in einem Spiel auf einem 8-Kerner wirst du nicht erreichen.
Das würde bedeuten, dass es 8 komplett voneinander unabhängige Threads in der Spieleengine gäbe, die jederzeit etwas zu tun hätten und niemals auf die Ergebnisse der jeweils anderen Threads warten müssten.

Das bedeutete einen idealen Speed-Up von 8 gegenüber einem Kern.
Nun bringt der 5. gegenüber dem 4. Kern nicht die Steigerung auf 125%, wie zu erwarten wäre, sondern "nur" auf ca. 115%. Es gibt also mit jedem weiteren Kern einen abnehmenden Grenznutzen weiterer CPU-Kerne.
Echtzeitsysteme sind nicht ideal parallelisierbar. Dieses Verständnis ist nicht weit verbreitet und CPUs mit mehr als 4 Kernen (+HT) bzw. 8 echten Kernen werden vermutlich niemals einen spürbaren Nutzen in Spielen bewirken. (oberhalb des 4. - 6. Kerns, je nach Spielart)
BF1 ist in der Hinsicht schon ein Vorzeigekandidat, profitiert aber ab dem 4. Kern auch hauptsächlich von mehr Takt.

Die CPU-Auslastung wertet aber einzelne "Idle"-Kerne gnadenlos als "unterbeschäftigt" und zieht die Minder-Auslastung in der Gesamtbetrachtung ab.
Heißt also, wenn der Haupt- (und Koordinierungsthread) bei 100% liegt und einfach nicht schneller arbeiten kann, dabei aber für die anderen Kerne nur 70% (Beispiel) Rechenarbeit zuteilen kann, sinkt die Auslastung unter 100% auf ca. 80%, die CPU kann aber einfach nicht schneller. (obwohl 80% Auslastung dieses suggeriert)

Laptop-CPUs sind bis auf das letzte Watt TDP-begrenzt und haben manchmal sehr eigenartiges Verhalten unter Voll-Last. Selbst wenn sie nicht zu heiß werden, regelt die Steuerung sie häufig herunter, um etwa die Stromversorgung nicht zu überlasten.

Du könntest es mit Undervolting versuchen, das erlaubt häufig um 200-300 MHz höhere Turbo-States. ("schlechte" CPUs laufen auch mit Offset -0,050mV noch stabil, "gute" sogar bis knapp an -0,080mV)
Wenn das NB ein 17"-Modell und guter Kühlung ist, kannst du bei manchen Modellen mit Intel XTU sogar leicht OC-en. (ja sogar trotz H-Chipsatz)
Bei meinem MSI GE 60 gingen 3,7 GHz statt 3,5 GHz maximalem Takt. Ich nehme an, die CPUs sind intern freigeschaltet, werden aber per Kennung dann als i7-x700HQ bis i7-x720HQ o.ä. getaktet.
Mit einer 5000er Reihe oder höher habe ich es noch nicht versucht, die Chancen stehen aber vermutlich nicht schlecht.

Ob deine konkreten CPUs im Takt ausgebremst werden, kannst du mit Intel XTU recht einfach auswerten. Da gibt es 2 Messwerte für Limitierung aufgrund Temperatur und Überschreitung der zulässigen Leistungsaufnahme.
Bei 95°C würde ich stark von Thermischer Drosselung ausgehen.
Wenn es geht, einfach mal unten die Wartungsklappe abschrauben und mit irgendeiner Maßnahme ordentlich Frischluft auf die Platine bringen (Notebookkühlpad, Zimmerventilator oder Marke Eigenbau mit schnell drehenden Gehäuselüftern).
Wenn du es dir zutraust, kann auch der Wechsel der WLP einige °C/K bringen und für längere / bessere Ausnutzung des Turbos sorgen. (Gelid Extreme oder Kryonaut Thermal Grizzly je nach Geldbeutel)

Was und ob es überhaupt etwas bringt hängt viel von der Bauart des NB ab. Hier wird alles im Grenzbereich betrieben, besonders in Modellen unterhalb 17".

 

[lucdec]

Interessant - ich wusste nicht, dass man bereits so früh von einer CPU-Limitierung sprechen kann, da die Zahlen, die die diversen Programme so ausspucken eher auf eine nicht ausgelastete CPU schließen lassen.

Ich werde mich nochmal mit der Intel Software beschäftigen und schauen ob ich nicht doch noch etwas herausholen kann.

Ich denke aber, dass der 6700HQ grundsätzlich mit der Aufgabe ein 120Hz-Panel zu befeuern überfordert ist. Der 6820HK ist dann defintiv die bessere Wahl. Das ist wohl auch der Grund, warum ich bei allen Shops, wo man den Refresh des G701VI (GTX 1080) vorbestellen kann, nur noch die Variante mit dem 7820HK findet. Es würde mich nicht wundern, wenn Asus keine Version mit 7700HQ bringt.

Ich bedanke mich für die ausführliche Erklärung!

 

[HisN]

100% Auslastung in einem Spiel auf einem 8-Kerner wirst du nicht erreichen.

http://abload.de/img/star_rulervpco.jpg

http://abload.de/img/ashes_stromverbrauch_dzu6i.jpg

Hmm... gelten anderen Erfahrungen?