ボトルネック：知っておくべきことすべて

ボトルネックは、不均衡なPCビルドの自然な結果です。自分で作成する場合、または少なくともパーツを選択する場合は、余裕のあるものを何でも手に入れたいと思うかもしれません。または、そこにある最も高価なもの–それは通常最良のアプローチではありません。パーツ、特にCPUとGPUの適切なバランスを見つけることは、ゲームやソフトウェアの進化に対応できる強力なPCを実現するための鍵です。

それは、より適切にフィットする少し高価な部品を購入できるようになるまで少し待つことを意味するかもしれません。または、実際には、セットアップでより適切に機能するより安価な代替手段を選択します。間違った選択をすると、ボトルネックになってしまいます。

非常に説明的な用語は、PCハードウェアの特定の要素（通常はCPUまたはGPU）が他の部分のパフォーマンスに追いつけない場合を指します。コンピュータは、その最も弱い部分と同じようにしか機能しません。したがって、強力なCPUと弱いGPUをペアリングすると、GPUによって制限されるため、容量で動作できなくなります。

なぜそれが問題なのですか？

PCにお金を入れると、システムの残りの部分の速度が低下するということは、基本的に、速度が低下している部分に投資したお金を無駄にすることを意味します。場合によっては、ボトルネック部分が常に容量で実行されていると過熱する可能性があるため、ボトルネック部分の摩耗が増える可能性もあります。パーツによっては、ボトルネックにより、特定のゲームをプレイしたり、特定のプログラムを実行したりすることが完全に妨げられる場合があります。いずれにせよ、それらを回避するか、できるだけ早く修正するのが最善です。

一般的なボトルネックとは何ですか？

最も一般的な2つのボトルネックポイントはCPUとGPUです。どちらも比較的高価な部品であり、アップグレードに特に費用がかかる可能性があります。そのため、一度に1つずつ交換することが多く、改良された部品がその潜在能力を発揮できなくなります。技術的には、少なくとも一部のタスクでは、どの部分もボトルネックになる可能性があります。ここでは、最も一般的なものをいくつか紹介します。

CPU

CPUはコンピューターの心臓部です。それは基本的に起こるすべてを制御し、コンピュータの処理の大部分を実行します。CPUパフォーマンスには、コア数と処理能力の2つの要素があります。どちらもボトルネックを引き起こす可能性がありますが、シナリオは少し異なります。

CPUコア数

CPUコア数は、CPUが持つ処理コアの数であり、これらの各コアは別々のプロセスを同時に実行できます。これには全体的なパフォーマンス上の利点がありますが、一部のプログラムは他のプログラムよりも多くの利点があります。一部のプログラムには、複数のプロセスにきちんと分割できるロジックがあります。その後、各プロセスを別々のCPUコアで同時に実行できます。これにより、単一のCPUコアで実行すると最大2倍のパフォーマンスが向上します。

多くのソフトウェア、特に古いソフトウェアは、一度に1つのコアの1つのプロセスでしか実行できません。ただし、この場合でも、コアの数によっては、これらのプログラムの2つ以上を同時に実行できるため、パフォーマンスがいくらか向上する可能性があります。

CPUコアが少なすぎると、複数のコアを利用できるソフトウェアのパフォーマンスが劇的にボトルネックになる可能性があります。また、CPUがコア全体をその1つの優先プロセスだけに割り当てることができないため、ボトルネックプログラムでさえも、多数のコアを実行する必要があるため、ボトルネックになる可能性があります。バックグラウンドタスク。

CPU処理能力

処理能力は通常、IPCなどの他の要因によるクロックレートで測定されます。クロックレートは、CPUが1秒間に完了できるプロセッササイクル数です。通常、GHz（ギガヘルツと発音）で測定され、通常の値は2〜5 GHz、または1秒あたり20〜50億サイクルです。

IPCまたはInstructionsPerCycleは、CPUがサイクルごとに完了できる命令の数を表します。通常、この数はアドバタイズされませんが、CPUの各世代は前の世代よりも向上しています。3GHzで動作する第3世代のCPUは、同じクロック速度で動作する3GHzで動作する第5世代のCPUよりも強力ではありません。

単一のプロセスが十分な速度で完了せず、他の部分が待機している可能性があるため、生の処理能力がボトルネックになることがあります。これは、CPUが十分に冷却されない場合に特に当てはまります。これが発生すると、自動的に速度が低下して発生する熱が減少するため、ハードウェアへの損傷を防ぎ、実行中のタスクの速度を低下させ、CPUが他の何かをボトルネックにする可能性が高くなります。

GPU

GPUはグラフィックスワークロードを処理するように設計されていますが、他の多くのタスクにも使用できます。最も高価なフラッグシップGPUを使用している場合でも、これは通常、どのゲームシステムでもボトルネックになります。グラフィックが難しいゲームを高グラフィック設定で高解像度で実行すると、ワークロードの大部分がGPUにかかります。GPUレンダリング、AIトレーニング、多くの科学シミュレーションなど、その他の高度に並列化可能なワークロードも、GPUによってボトルネックになっています。

GPUは通常、電力または熱によって制限されます。CPUと同様に、冷却も重要です。そのため、GPUを高速に実行できるように、GPUを冷却するための十分なエアフローがあることを確認してください。

羊

RAMは、現在実行中の処理に必要なデータをコンピューターに保存する場所です。最速のSSDよりもはるかに高速にそのデータをCPUに提供できます。RAMの速度がボトルネックになる場合もありますが、RAMの問題として発生する可能性が高いのは容量です。大量のRAMを使用するのが好きなプログラムもあります。Google Chromeは悪名高い例ですが、他にもたくさんあります。写真やビデオなどの大きなファイルを編集するには、それらをRAMにロードする必要があります。ファイル全体をロードするのに十分なRAMがない場合は、データが保存されている低速のハードドライブからデータがロードされるのを待つ必要があります。最悪のシナリオでは、RAMが不足すると、プログラムまたはコンピュータ全体がクラッシュする可能性があります。通常は8GBのRAMで十分ですが、さらに多くのRAMが必要になるワークロードもあります。

SSD / HDD

ソリッドステートドライブまたは古いハードディスクドライブは、データがコンピュータに保存される場所です。HDDは安価で、大容量で利用できます。ただし、データの読み取りと書き込みの両方に非常に時間がかかります。SSDはより高価ですが、特に小型ドライブでは、価格差は以前ほど大きくはありません。SSDもかなり大容量で利用できるようになりました。ただし、SSDの主な利点は、データの読み取りと書き込みがはるかに高速になることです。

ストレージ容量がボトルネックの問題になると思われる場合は、HDDを使用することをお勧めします。ただし、データの読み取りまたは書き込みを高速化する必要がある場合は、SSDが必要になります。両方の組み合わせがうまく機能するため、頻繁に必要とされないデータを安価なHDDに保存し、より頻繁に必要となるファイルを高速SSDに保存できます。

少なくともゲームでは、ハードドライブが遅いと、読み込み時間が遅くなることがよくあります。また、コンピュータの起動が遅くなる可能性もあります。ハードドライブはそれほど使用されておらず、ボトルネックでもないため、これはゲーム内のパフォーマンスには実際には影響しません。それでも、低速のハードドライブから大量のデータを読み取る場合、ボトルネックになる可能性があります。

画面

ディスプレイがボトルネックになることはめったにありませんが、それが不可能であるとは限りません。一度に大量のデータを視覚化したい場合は、画面の解像度によって制限されます。より詳細な画像やグラフを高解像度の画面に表示できます。2番目の画面を取得することも役立つ場合があります。

特にゲームでは、解像度だけでなく、画面のリフレッシュレートもボトルネックになる可能性があります。標準モニターは毎秒60フレームを表示します。ただし、プレイしているゲームのグラフィック要件と比較して十分に強力なグラフィックカードがある場合は、それよりも多くのフレーム、場合によっては大幅に多くのフレームを生成できる可能性があります。モニターが1秒あたりのフレーム数を表示できない場合、そのデータと処理能力はすべて無駄になります。繰り返しになりますが、1秒あたり60フレームに満足していて、代わりに高解像度のモニターを使用したいという人もいます。

マザーボード

マザーボードは基本的にコンピュータの背骨です。すべてがそれに接続し、それを介して通信します。手頃な価格のマザーボードは、コストを削減するために機能を削減します。これらは明白であり、統合されたWi-Fiの欠如など、場合によっては回避するのに十分簡単です。残念ながら、最新の機能セットを入手できないこともよくあります。これにより、たとえば、高価なPCIe5SSDをPCIe3の速度で動作させることができます。その場合、潜在的なSSDパフォーマンスを4分の3削減します。マザーボードがすべての部品と互換性があることを確認する必要があります。ただし、必要のない機能や必要のない機能を備えたマザーボードに多額の費用をかけたくない場合もあります。そのお金を他の場所でより適切に使用できる可能性があるためです。

マザーボードの場合、ボトルネックはマザーボードの直接的なパフォーマンスではありません。ただし、残りのコンポーネントの最適なパフォーマンスを実現できる場合はさらに多くなります。

電源

コンピューターには電力が必要であり、これらはすべてPSUを介して行われます。負荷がかかっているときにコンピュータが消費する電力量を決定することが重要です。次に、PSUがそれ以上、理想的には20〜30％を提供できることを確認します。コンポーネントを入力して総消費電力を見積もることができるオンライン計算機があります。これに続いて、PSUの電力容量に関する推奨事項があります。

現実的には、ほとんどの標準的なコンピューターは650WPSUで問題ありません。ゲーミングコンピュータは、多くの場合、中高CPUと組み合わされた高負荷の下で高性能GPUを備えており、850Wのようなものを必要とする場合があります。特にハイエンドのギアを実行してオーバークロックしている場合は、さらに多くが必要になる可能性があります。ただし、通常、1600Wの電源装置は必要ありません。それはやり過ぎであり、お金は他の場所でよりよく使うことができます。

現実的には、PSUは十分な電力を供給できない場合を除いて、パフォーマンスに影響を与えません。十分な電力を供給できない場合、コンピューターがクラッシュする可能性があります。繰り返しになりますが、必要以上に20〜30％を目指してください。そうすれば、大丈夫です。

どうすれば修正/回避できますか？

定義上、いずれかのパーツが100で実行されている場合、そのパーツが他のパーツを抑制しているため、ボトルネックが発生することに注意してください。これは一般的に悪いことですが、特に関連するパーツの最高のパフォーマンスのバージョンをすでに持っている場合は、避けられない可能性があります。たとえば、ビデオゲームは巨大なGPU処理能力と比較的少ないCPU処理能力を必要とします。フラッグシップGPUは、中間層の最新コンポーネントを備えたほとんどのコンピューターで100％実行されます。これは、グラフィックハードウェアで現在可能なことの制限であり、ゲームの処理要件の不均衡です。

重要なことは、コンピューターを可能な限り強く押すと、常にボトルネックが発生することを理解することです。あなたがしたいのは、あなたの部品への支出のバランスをとるだけでなく、あなたが期待するワークロードに合わせることができることです。多くのゲームをプレイすることを期待している場合は、ほぼ確実にボトルネックになるため、より優れたGPUにもっと投資する価値があります。ただし、GPUのボトルネックにならないように、他の部分にあまりお金をかけないようにする必要があります。別の例として、多くの高解像度ビデオをトランスコードまたは編集する場合は、高性能のCPUとSSDが必要になります。これらは、最も負荷のかかる部分になるためです。

結論

コンピュータの制限要因は、常に、予想されるワークロードによって最もストレスがかかる部分である必要があります。他の部分はそれをサポートするのに十分すぎるはずですが、過度にそうではありません。パフォーマンスのボトルネックにならない部分に多額の費用をかけると、実際にパフォーマンスを向上させるより良い部分を購入できなくなる可能性があります。以下にコメントを共有することを忘れないでください。