Trong một dàn PC chơi game, card đồ họa (GPU) thường được xem là linh kiện quan trọng nhất. Tuy nhiên, bộ xử lý trung tâm (CPU) cũng đóng vai trò then chốt và có thể tạo ra sự khác biệt lớn về trải nghiệm. Đôi khi, bạn có thể không nhận ra tình trạng “nghẽn cổ chai CPU”, nhưng nếu nó nghiêm trọng, hiệu suất chơi game của bạn có thể bị ảnh hưởng nặng nề không kém gì khi GPU bị nghẽn.
Hiểu Rõ Về “Nghẽn Cổ Chai CPU” (CPU Bottleneck)
Để dễ hình dung về nghẽn cổ chai CPU và GPU, hãy tưởng tượng hệ thống máy tính của bạn như một nhà hàng.
Trong nhà hàng này, đội ngũ đầu bếp đại diện cho CPU – bộ não tính toán và xử lý dữ liệu game. Khu vực phục vụ khách hàng đại diện cho GPU – linh kiện chịu trách nhiệm hiển thị hình ảnh trên màn hình. Giả sử nhà hàng chỉ phục vụ một vài món ăn đơn giản, nghĩa là khách hàng sẽ nhận được đồ ăn ngay khi gọi.
Đầu bếp (CPU) chuẩn bị thức ăn (dữ liệu game) và gửi cho khách hàng (GPU), những người sau đó tiêu thụ (kết xuất pixel trên màn hình).
Card đồ họa (GPU) và bộ xử lý trung tâm (CPU) trên bàn, minh họa sự tương tác giữa hai linh kiện quan trọng trong máy tính chơi game.
Bây giờ, nếu các đầu bếp quá chậm chạp, trong khi bạn có rất nhiều thực khách đói khát (một CPU chậm kết hợp với một card đồ họa mạnh), họ sẽ ăn hết thức ăn (chạy game ở tốc độ khung hình cao) và sau đó phải chờ đầu bếp nấu thêm.
Điều này dẫn đến tình trạng tốc độ khung hình trung bình (average frame rate) có thể cao, nhưng các chỉ số 1% và 0.1% thấp (1% và 0.1% lows) lại kém, gây ra hiện tượng giật hình hoặc khựng hình (stuttering). Tình trạng này xảy ra vì GPU không nhận được dữ liệu game kịp thời, dẫn đến những khoảng thời gian nó phải “ngồi chơi” không hoạt động hết công suất.
CPU càng chậm và GPU càng nhanh thì hiện tượng giật hình càng thường xuyên và nghiêm trọng. Nếu CPU cực kỳ yếu và bạn đang chơi một tựa game đòi hỏi nhiều CPU, giật hình có thể nặng đến mức bạn cảm thấy như game bị đứng hình.
Đây chính là “nghẽn cổ chai CPU”. Tình trạng này có thể gây khó chịu vì hầu hết các cài đặt đồ họa đều phụ thuộc vào GPU, nên việc giảm cài đặt đồ họa hoặc độ phân giải sẽ không cải thiện nhiều hiệu suất.
Mặt khác, nếu đầu bếp làm việc hiệu quả và có thể nấu ăn rất nhanh, tạo ra “thức ăn” dư thừa, thì đó là “nghẽn cổ chai GPU”. GPU càng chậm thì tốc độ khung hình càng thấp, nhưng ít nhất sẽ không có tình trạng giật hình. Hơn nữa, nếu bạn gặp nghẽn GPU nghiêm trọng, bạn có thể giảm cài đặt đồ họa, giảm độ phân giải hoặc sử dụng công nghệ nâng cấp hình ảnh (upscaling) để cải thiện tốc độ khung hình.
Trong một thế giới lý tưởng, CPU và GPU sẽ hoạt động hoàn hảo ăn ý, đầu bếp sẽ nấu thức ăn vừa kịp thời để khách hàng tiêu thụ. Nhưng trên thực tế, điều đó rất khó đạt được. Vì vậy, nếu phải lựa chọn, có nghẽn cổ chai GPU vẫn tốt hơn là nghẽn CPU.
Vậy, khi nào thì tình trạng nghẽn CPU đủ nghiêm trọng để cần nâng cấp bộ xử lý?
Dấu Hiệu CPU Gây Giật Lag Trong Game: Đã Đến Lúc Nâng Cấp?
Trong hầu hết các trò chơi, nghẽn cổ chai CPU biểu hiện dưới dạng mức sử dụng GPU thấp, vì CPU không thể cung cấp dữ liệu cho GPU đủ nhanh để GPU hoạt động hết công suất.
Để kiểm tra xem CPU của bạn có đang giới hạn card đồ họa hay không, bạn có thể sử dụng các công cụ giám sát hiệu suất trong game như RTSS (RivaTuner Statistics Server) kết hợp với MSI Afterburner, Intel PresentMon, hoặc các lớp phủ hiệu suất tích hợp trong phần mềm của NVIDIA và AMD.
Bạn cần bật các chỉ số hiệu suất CPU và GPU, đồng thời tắt VSync và bất kỳ giới hạn khung hình nào trong game hoặc bên ngoài để chúng không ảnh hưởng đến hiệu suất thực tế. Sau đó, chỉ cần theo dõi mức độ sử dụng GPU và CPU của bạn. Nếu mức sử dụng GPU thấp hơn khoảng 95%, CPU của bạn rất có thể là điểm nghẽn.
Ví dụ, nếu bạn xem ảnh chụp màn hình dưới đây được chụp trong một trong những khu vực đông đúc nhất của Kingdom Come: Deliverance 2, bạn có thể thấy mức sử dụng GPU của tôi chỉ ở mức 85%. Trong khi đó, CPU của tôi được sử dụng 66% (đây là mức sử dụng CPU khá cao), điều này cho thấy một tình trạng nghẽn CPU.
Màn hình hiển thị các chỉ số hiệu suất trong game Kingdom Come: Deliverance 2, cho thấy GPU bị nghẽn bởi CPU với mức sử dụng GPU thấp.
Tương tự, ảnh chụp màn hình dưới đây cho thấy Space Marine 2, một tựa game có thể đẩy cả những CPU gaming nhanh nhất đến giới hạn. Như bạn có thể thấy, GPU của tôi chỉ được sử dụng 86% trong khi CPU đạt 80%, đây là mức sử dụng cực kỳ cao đối với một CPU. Đây là một ví dụ khác về nghẽn cổ chai CPU.
Ảnh chụp màn hình thể hiện mức độ sử dụng CPU và GPU trong game Warhammer 40K: Space Marine 2, minh họa tình trạng CPU đang là điểm nghẽn hiệu suất.
Nếu các chỉ số hiệu suất của bạn hiển thị dữ liệu tương tự, bạn có thể cân nhắc nâng cấp CPU, nhưng chỉ khi bạn không hài lòng với hiệu suất hiện tại. Nếu bạn không gặp phải tình trạng giật hình do CPU gây ra và hài lòng với tốc độ khung hình đang có, ngay cả khi mức sử dụng GPU thấp hơn một chút so với mức tối ưu, thì không cần thiết phải mua một CPU nhanh hơn.
Giật hình trong game không nhất thiết phải do CPU gây ra. Nó có thể được kích hoạt bởi quá trình biên dịch shader (shader compiling), PC không đủ RAM (chỉ có 8GB RAM sẽ là một vấn đề trong nhiều game hiện đại), hoặc chơi game với texture cực cao và hiệu ứng Ray Tracing với GPU có 8GB VRAM trở xuống. Vì vậy, hãy đảm bảo CPU là nguyên nhân chính trước khi bạn cân nhắc thay thế nó.
Hiệu Suất Kém Trong Các Tựa Game Nặng CPU: Cần Nâng Cấp Để Đạt Tốc Độ Khung Hình Tối Ưu
Một trường hợp khác mà bạn có thể cân nhắc nâng cấp CPU là khi hầu hết các game bạn chơi đều chạy tốt, nhưng các tựa game nặng về CPU lại không đáp ứng được kỳ vọng về hiệu suất của bạn.
Giả sử bạn thích chơi các tựa game Esports và sở hữu một màn hình gaming tốc độ cao, chẳng hạn 360Hz. Nếu bạn không thể đạt được 360FPS trong các game multiplayer như Counter-Strike 2 hoặc Valorant, ngay cả với cài đặt thấp trong khi GPU của bạn không được sử dụng hết công suất (mức sử dụng GPU thấp hơn 95%), thì CPU chính là yếu tố giới hạn hiệu suất.
Nếu mục tiêu của bạn là chơi game ở tốc độ làm mới tối đa của màn hình và bạn không thể đạt được điều đó với CPU hiện tại, một CPU nhanh hơn có thể giải quyết vấn đề. Hãy đảm bảo chọn một CPU có khả năng cung cấp mức hiệu suất mà bạn đang tìm kiếm.
Hãy tham khảo các bài kiểm tra hiệu năng (benchmark) và chọn một CPU có khả năng đẩy đủ số khung hình để tận dụng tối đa tốc độ làm mới của màn hình.
Tương tự, một số game single-player cũng có thể nặng về CPU. Sau khi nâng cấp GPU từ RTX 3070 lên RX 9070 XT, tôi bị nghẽn CPU trong Kingdom Come: Deliverance 2. May mắn thay, tôi không gặp phải tình trạng giật hình thường xuyên trong game đó, nên tôi không quá bận tâm.
Mặt khác, tôi từng gặp tình trạng giật hình liên tục do CPU trong Cyberpunk 2077 với CPU cũ của mình là Ryzen 5600X, điều này khiến game gần như không thể chơi được. Cyberpunk 2077 với tất cả các cài đặt được đẩy lên tối đa và hiệu ứng Ray Tracing được bật là một game “ngốn” CPU cực kỳ lớn.
Trong khi hiệu suất ổn định khi đứng yên, việc di chuyển hoặc lái xe quanh Night City sẽ gây ra tình trạng giật hình nghiêm trọng. Cách duy nhất để giảm giật hình là giảm các tùy chọn đòi hỏi nhiều CPU như mật độ đám đông (crowd density).
Nâng cấp lên Ryzen 5700X3D đã loại bỏ hoàn toàn tình trạng giật hình trong Kingdom Come: Deliverance 2, cũng như trong Cyberpunk 2077 với mật độ đám đông được đặt ở “Medium” và Ray Tracing được bật. Tuy nhiên, đặt mật độ đám đông ở “High” trong CP 2077 vẫn là một thử thách quá lớn ngay cả đối với 5700X3D.
Tôi đã có trải nghiệm tương tự trong S.T.A.L.K.E.R. 2 sau khi nâng cấp GPU, nhưng trước khi nâng cấp CPU. Tốc độ khung hình trung bình ổn, nhưng tôi nhận thấy thỉnh thoảng có giật hình do CPU khi di chuyển quanh bản đồ.
Tệ hơn nữa, game bị giảm xuống khoảng 30 FPS với giật hình liên tục, nặng nề khi đi lang thang quanh các khu định cư, điều này khiến game gần như không thể chơi được. Nâng cấp CPU lên Ryzen 5700X3D đã giải quyết hầu hết các vấn đề, nhưng tốc độ khung hình không vượt quá khoảng 50 FPS ở các khu định cư kèm theo mức sử dụng GPU kém, như bạn có thể thấy trên ảnh chụp màn hình dưới đây.
Hiệu suất trong game S.T.A.L.K.E.R. 2 tại khu vực đông dân cư, cho thấy mức FPS thấp và tình trạng nghẽn CPU dù đã nâng cấp.
Lý do tại sao ngay cả Ryzen 5700X3D cũng gặp khó khăn với S.T.A.L.K.E.R. 2 là vì đây là một trong những tựa game nặng CPU nhất hiện có. Việc vào bất kỳ khu định cư nào trong game cũng có thể khiến cả những CPU gaming đầu bảng như Ryzen 9800X3D phải “quỳ gối”. Nhưng dù sao, 50 FPS với thỉnh thoảng giật hình vẫn tốt hơn rất nhiều so với 30 FPS với tình trạng giật hình nghiêm trọng.
Nếu bạn nhận thấy hiệu suất trong các game single-player nặng CPU quá kém, không thoải mái trong khi GPU của bạn không được sử dụng hết công suất, việc nâng cấp CPU sẽ giải quyết hầu hết, nếu không phải tất cả, các vấn đề hiệu suất. Chỉ cần đảm bảo bạn mua một CPU đủ mạnh cho game bạn chơi và xác định rằng CPU là nguyên nhân chính ngay từ đầu.
Không Phải Mọi Tình Trạng Nghẽn Cổ Chai CPU Đều Cần Nâng Cấp Ngay Lập Tức
Mặc dù bạn có thể gặp tình trạng nghẽn cổ chai CPU, nhưng bạn không nên ngay lập tức nghĩ đến việc thay thế CPU của mình.
Nếu bạn hài lòng với mức hiệu suất trong các game bạn chơi, ngay cả khi có nghẽn CPU, không có lý do gì để mua một CPU mới. Tương tự, nếu bạn không bị làm phiền bởi thỉnh thoảng giật hình, bạn không nên nâng cấp CPU.
Tôi vẫn bị nghẽn CPU trong một số game ngay cả với CPU mới của mình, nhưng tôi cảm thấy ổn với điều đó vì tôi đang có hiệu suất có thể chơi được và không muốn chi một khoản tiền lớn cho một bo mạch chủ, CPU và RAM mới.
Đồ thị biểu diễn Định luật Moore và sự phát triển của các thế hệ CPU qua thời gian, minh họa xu hướng tăng trưởng hiệu năng.
Để giảm thiểu nghẽn cổ chai CPU, bạn có thể giảm các cài đặt liên quan đến CPU như mật độ đám đông (crowd density), LOD (mức độ chi tiết, có thể nặng cả GPU và CPU), chất lượng và mật độ thực vật, và các cài đặt liên quan đến vật lý để giảm tải cho CPU và xem liệu điều đó có cải thiện không. Tắt hiệu ứng Ray Tracing cũng có thể giúp ích vì Ray Tracing có thể tạo ra gánh nặng đáng kể cho CPU trong một số trò chơi.
Giới hạn tốc độ khung hình của bạn ở một giá trị mà CPU của bạn có thể cung cấp ổn định là một cách khác để khắc phục các vấn đề nghẽn cổ chai CPU. Ví dụ, nếu CPU của bạn có thể liên tục cung cấp 60 FPS mà không bị giật hình, nhưng bạn nhận thấy giật hình khi tốc độ khung hình không giới hạn, hãy giới hạn tốc độ khung hình ở 60 FPS và tận hưởng trải nghiệm chơi game mượt mà, không giật hình.
Nếu bạn có thể đạt được tốc độ khung hình ba chữ số trong một số tựa game nhưng không thể tận dụng tối đa tốc độ làm mới của màn hình, hãy thử bật tính năng tạo khung hình (frame generation) nếu có thể.
Miễn là bạn có tốc độ khung hình cơ bản đủ cao, việc bật tính năng tạo khung hình có thể cải thiện hiệu suất đáng kể trong khi chỉ thêm một lượng độ trễ đầu vào không đáng kể; bạn thậm chí có thể không nhận thấy nó. Điều này có thể nâng cao trải nghiệm trong game của bạn và cho phép bạn chơi các game đó ở tốc độ làm mới gốc của màn hình.
Công nghệ tạo khung hình cũng có thể che giấu tình trạng giật hình do CPU gây ra, khiến nó trở nên không đáng chú ý trong các game single-player đòi hỏi nhiều CPU. Ví dụ, sau khi tôi bật tạo khung hình trong S.T.A.L.K.E.R. 2, tình trạng giật hình do CPU gần như biến mất hoàn toàn.
Chắc chắn, tôi vẫn nhận thấy hiệu suất thấp hơn ở các khu định cư và độ trễ đầu vào tăng lên vì tốc độ khung hình cơ bản của tôi là 50 FPS trở xuống khi ở các khu định cư. Nhưng khi di chuyển quanh vùng Zone, tạo khung hình đã loại bỏ tình trạng giật hình do CPU mà không làm tăng đáng kể độ trễ đầu vào.
Tình trạng nghẽn cổ chai CPU có thể làm giảm đáng kể hiệu suất trong game. Mặc dù nâng cấp CPU có thể là giải pháp tốt nhất, nhưng có nhiều cách để giảm bớt hoặc làm cho tình trạng nghẽn CPU trở nên không đáng chú ý. Trong khi CPU của bạn có thể đã đến lúc cần thay thế, tôi khuyên bạn nên thử các giải pháp này trước khi quyết định nâng cấp.
