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什麼是電腦瓶頸?

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簡單來說,電腦的瓶頸現象可定義為:由系統中的特定元件或其他因素所導致的效能限制,使電腦無法發揮其最大的效能潛力。

或者,用一個直觀的比喻來說,就像試圖將整瓶液體從瓶口的狹窄開口倒出來——你手邊有一公升的水,另一邊則有一個一公升容量的水壺,但瓶頸卻限制了效率。這正是所謂的「瓶頸」。

瓶頸效應是如何運作的?

個人電腦的運作高度依賴各組件的協同運作。許多人都知道,GPU(圖形處理器)主要負責遊戲中的幀率及其他 GPU 運算任務,但 CPU(中央處理器)必須以足夠快的速度處理資料,才能將其「傳送」給 GPU。一般來說,個人電腦中的儲存內容會存放在SSD 或 HDD 上。這些資料隨後會透過系統記憶體(RAM)傳輸至CPU 和 GPU。 得益於 PCI Express 匯流排,這些資料與系統記憶體的存取速度極為迅速。

GPU 因 CPU 而形成瓶頸的視覺化呈現

然而,如果你的 CPU 速度太慢,無法有效地將資料傳送至 GPU,那麼你的 GPU 可能會陷入「瓶頸」,這意味著它的效能未能充分發揮。它只能閒置著,等待下一個 CPU 週期完成。所有那些令人驚豔的資料、高解析度的遊戲貼圖,以及令人驚嘆的遊戲內容,都靜靜地躺在儲存裝置或系統記憶體中,而 CPU 則竭盡全力試圖將它們傳輸出去。這實在令人心碎。

反之,如果您的 CPU 是一台強悍的處理器,每週期都會輸出大量資料,但 GPU 卻不夠快以處理這些資料,那麼 GPU 就會成為系統的瓶頸。

系統效能因 GPU 而形成瓶頸的視覺化呈現

CPU 和 GPU 是最常被討論的兩大元件,但它們並非孤立存在。在現代系統中,系統記憶體和儲存裝置同樣扮演著重要角色。舉例來說,若您仍在使用 SATA 硬碟,讀寫速度可能僅能維持在 500 至 550MB/s 左右。相較之下,一款支援 PCIe 5.0 的現代 M.2 NVMe SSD,其順序讀取速度最高可達 14,000MB/s,速度約快了 25 倍。若您已配備現代的高階 GPU 和 CPU,切勿讓緩慢的儲存裝置成為系統的瓶頸。

另一個經常被忽略的組件是系統記憶體,也就是 RAM。RAM 的容量在性能瓶頸的形成中扮演著重要角色。舉例來說,若您正在執行高解析度的現代遊戲,系統便會將大型紋理檔案以及海量的資料從儲存裝置傳輸至 GPU 和 CPU。

如果你試圖在僅有 4GB 或 8GB 記憶體的情況下執行這些任務,你將會遇到不少麻煩。 現代系統若要發揮最佳效能,至少需要 16GB 的 RAM;而某些應用程式(例如影片編輯軟體)若配備 32GB、64GB 甚至 128GB 的 RAM,效能將大幅提升。不過,除了 RAM 的容量之外,還有其他因素需要考量——系統記憶體的整體頻寬以及記憶體的時脈頻率,都可能發揮關鍵作用。

我們發現,在現代系統上,將記憶體頻率從 DDR54800 MHz提升至 DDR56000 MHz,可大幅提升幀率。

如欲進一步了解記憶為何重要,請瀏覽我們的「記憶很重要」專頁。

如果您的記憶體速度太慢,或是容量不足,可能會導致系統其他部分成為瓶頸。

既然我們已經釐清了什麼是「瓶頸」——那麼該如何應對呢?該如何判斷系統是否出現瓶頸,又該在出現瓶頸時採取什麼措施?

我的電腦有瓶頸嗎?

有幾款程式可用來找出電腦的效能瓶頸,其中較為熱門的選項包括 NVIDIA GeForce Experience 或 MSI Afterburner。這些工具能讓您在遊玩遊戲或執行效能測試時,即時監控 CPU 和 GPU 的使用狀況。

本次測試所使用的系統配備 Intel Core i9 13900K 處理器、NVIDIA GeForce RTX 4090 顯示卡、64GB CORSAIRDominator Titanium DDR5-6400 記憶體,以及2TB CORSAIR MP700 M.2 NVMe SSD。

安裝最新版 NVIDIA 應用程式後,按下 ALT+Z 即可開啟 NVIDIA 選單,從底部選取「統計資料」,接著點擊「檢視全部」,即可顯示可疊加在電腦螢幕上的統計資料。

在此您應選擇「GPU 及 CPU 使用率」,因為這兩項指標最能清楚顯示您的系統瓶頸所在。

執行此操作後,螢幕角落會出現一個覆蓋視窗,顯示系統的每秒幀數(fps),以及 GPU 和 CPU 的使用率(%),如下所示:

現在,來執行一些效能測試或遊戲。這將取決於您打算用這套系統做什麼,因此情況會有所不同。 若您擔心在 CPU 負載較高的 AI 或影片編輯工作中會出現效能瓶頸,那麼您應選用不同的測試工具。您可以使用多款可靠的效能基準測試工具,例如 CineBench、3DMark、PCMark 10 等。某些遊戲,例如《古墓奇兵:暗影》,則內建了能產生可靠分數的基準測試功能。

一旦確定了要使用哪款軟體進行效能基準測試或效能監控,請密切關注 GPU 和 CPU 的使用率百分比。此時需要留意的是,哪個元件的使用率始終維持在較高水準。使用率百分比較高的元件,最有可能就是效能瓶頸所在。

在上表的範例中,若出現 GPU 瓶頸,GPU 的利用率將持續維持在 95% 以上,而 CPU 的利用率則會明顯較低——在此範例中,利用率始終低於 70%。這意味著 CPU 幾乎閒置,僅發揮極少部分效能,而 GPU 則幾乎已將其效能發揮殆盡。 反之,若將這些數值對調,GPU 利用率低於 70% 則表示它正處於閒置等待狀態;而 CPU 利用率持續維持在 95% 或更高,則表示它已竭盡所能,卻仍無法跟上 GPU 的步調。請注意,這些數值僅供示例參考,實際情況的數值將會大不相同。

好,我找到瓶頸了。接下來該怎麼辦?

恭喜!您已經找到了那項阻礙您在運行最喜愛的遊戲或軟體時,無法充分發揮電腦潛力的硬體元件。下一步就是評估該如何處理。 提升效能最簡單的方法就是降低設定。例如,若在遊玩遊戲時發現效能受限於顯示卡,不妨試著將圖形設定調低一級,或降低解析度。某些顯示卡的驅動程式甚至設有「最佳化設定」按鈕,可針對已安裝的每款遊戲或軟體進行專屬調整。

此選項是免費的,若您的 GPU 是效能瓶頸,它可協助您優化圖形效能。

若您發現系統受到 CPU 效能瓶頸的影響,也有幾種方案可供您參考。

  • 在執行效能測試時,請監控溫度以確保 CPU 不會過熱。若發現 CPU 過熱,請依照 CPU 散熱器的故障排除步驟,確認其安裝與運作是否正常。
  • 請確認系統的 UEFI/BIOS 中,針對您所使用之特定 CPU 的所有設定均正確無誤。
  • 啟用 XMP(適用於 Intel)或 EXPO(適用於 AMD),以確保您的處理器和記憶體能以額定速度運作,並啟用超頻功能。

最後,還有最昂貴(但最有趣)的選擇:升級。身為 PC 玩家最棒的一點,就是知道系統中的許多組件都可以單獨升級。 對於桌上型電腦而言,升級的選擇幾乎無窮無盡。即使您的 CPU 已使用兩三年,只要升級顯示卡,性能便可能獲得顯著提升。需要解決散熱問題嗎?不妨換個新的CPU 散熱器。GPU 過熱嗎?將機殼升級為配備高效風扇、氣流更佳的機型,就能有效維持低溫。我們的線上商店提供豐富的PC升級選項,快來逛逛吧!

必須明白的是,對於任何特定的應用程式而言,每個系統都存在某種形式的瓶頸。這個瓶頸是否會影響你使用電腦的樂趣,則取決於你自己。30 FPS 和 60 FPS 之間的差異確實很大,但像是 150 FPS 和 180 FPS 之間呢?這就取決於你了。

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