CPU og Unity: Hvor mange kerner har du brug for?

Som Unity-udvikler er valget af den rette hardware afgørende for en effektiv og flydende arbejdsgang. En af de mest centrale komponenter i din udviklingsmaskine er CPU'en, og specifikt antallet af dens CPU-kerner og tråde. Men hvor stor en forskel gør det egentlig i praksis? Og hvilke opgaver i Unity Editor drager mest fordel af en kraftigere processor med flere kerner? Denne artikel dykker ned i resultaterne af omfattende tests, der måler ydeevne for almindelige Unity-udvikleropgaver på forskellige CPU-konfigurationer, for at give dig et klart billede af, hvad du kan forvente, og hjælpe dig med at træffe den bedste beslutning for din næste CPU.

Det er en almindelig misforståelse, at flere kerner automatisk betyder en lineær forbedring i alle aspekter af softwareudvikling. Men i en kompleks motor som Unity, hvor mange forskellige processer kører samtidigt, kan fordelene være både markante og specifikke. Vi ser nærmere på, hvordan mobilplatformsskift, byggetider, skriptkompilering og teksturkomprimering påvirkes af CPU'ens konfiguration, baseret på tests udført i Unity 2018.4.25f1 (LTS) tilbage i august 2020, hvis resultater nu endelig bliver offentliggjort.

Testopbygning og Metodologi

For at opnå pålidelige resultater blev tests udført på en konsekvent hardwareopsætning med variable CPU-konfigurationer. Kernen i testmaskinen var en AMD Ryzen 5 3600 CPU, hvis kerne- og trådkonfigurationer blev justeret ved hjælp af Ryzen Master-softwaren. Dette gjorde det muligt at simulere forskellige processorer fra den samme grundlæggende arkitektur, hvilket sikrer en retfærdig sammenligning af kerne- og trådpåvirkningen.

De øvrige hardwarekomponenter omfattede et Asus PRIME B350-PLUS bundkort, en Adata XPG SX8200 Pro NVMe 1TB SSD og 32 GB Corsair Vengeance LPX DDR4 3000 C16 RAM (2x16GB). Operativsystemet var Windows 10. Denne opsætning repræsenterer en solid middelklasse-arbejdsstation, som mange udviklere ville kunne genkende.

Som testprojekt blev Unity Technologies' 'Adventure – Sample Game' anvendt. Dette projekt, der er tilgængeligt på Unity Asset Store, er et komplet 3D-eventyrspil med alle de nødvendige elementer, herunder karakterer, miljøer og animationer. Det er et realistisk og komplekst projekt, der simulerer en ægte udviklingssituation.

Følgende CPU-konfigurationer (kerner/tråde) blev testet:

• 2 kerner / 2 tråde (2C/2T)
• 2 kerner / 4 tråde (2C/4T)
• 4 kerner / 4 tråde (4C/4T)
• 4 kerner / 8 tråde (4C/8T)
• 6 kerner / 6 tråde (6C/6T)
• 6 kerner / 12 tråde (6C/12T)

Hver test blev udført mindst tre gange for at sikre nøjagtighed, og de gennemsnitlige resultater blev brugt til den endelige analyse. Vi målte den tid, det tog at udføre specifikke, almindelige Unity-udvikleropgaver.

Resultater: Mobilplatformsskift

En af de mest tidskrævende opgaver i Unity Editor er skiftet mellem forskellige mobilplatforme, såsom Android og iOS. Dette involverer en betydelig mængde genimport af aktiver og tilpasning af projektindstillinger til den nye platform. Vores tests viste en markant forbedring i denne kategori, efterhånden som antallet af CPU-kerner og tråde steg.

Resultaterne indikerer, at mobilplatformsskiftets tider faldt drastisk med flere kerner. Forbedringen var næsten lineær med kerneantallet, og en konfiguration med 6 kerner og 12 tråde (6C/12T) opnåede en ydeevneforbedring på næsten 300% sammenlignet med baseline (2C/2T). Selvom multithreading (flere tråde pr. kerne) også bidrog til forbedringen, var det især det øgede antal fysiske kerner, der drev den største gevinst. Dette skyldes sandsynligvis, at platformsskift er en yderst multitrådet opgave, der kan udnytte mange parallelle processer effektivt.

Resultater: Byggetid

Byggetid refererer til den tid, det tager at kompilere og pakke spillet til en specifik platform. I vores tests blev dette målt som den tid, der kræves for at oprette en *.aab-fil til Android-platformen og eksportere et Xcode-projekt til iOS-platformen. Selvom iOS-byggetiden også ville inkludere kompilering af Xcode-projektet til en *.xarchive-fil, kunne dette ikke testes på Windows.

I modsætning til platformsskift viste byggetiderne en mere begrænset forbedring med et øget antal kerner. Den maksimale gevinst var kun omkring 10%. Dette antyder, at byggeprocessen i det anvendte testprojekt sandsynligvis ikke indeholdt nok let trådede opgaver til at drage fuld fordel af en CPU med flere kerner. Det kan indikere, at denne specifikke opgave i højere grad er enkelttrådet eller afhængig af andre flaskehalse, som f.eks. I/O-hastighed (harddisk) eller CPU'ens enkelttråd-ydeevne.

Resultater: Skriptkompileringstid

Skriptkompileringstid er den tid, det tager at kompilere spillets scripts. Dette blev testet ved at foretage ændringer i både hovedskriptsamlingen og plugins-samlingen. Selvom rekompileringstid er en relativt kort opgave, udføres den ekstremt ofte under spiludvikling, hvilket gør selv små forbedringer værdifulde i det lange løb.

Denne opgave opnåede en vis fordel ved at øge antallet af kerner og tråde, dog ikke i samme grad som platformsskift. Den maksimale forbedring lå på omkring 130-150% sammenlignet med baseline. Selvom dette er en mærkbar procentvis forbedring, skal det bemærkes, at den samlede tidsbesparelse var relativt lille – en reduktion fra 5,1 sekunder til 3,5 sekunder. Dette indikerer, at selvom skriptkompilering kan udnytte flere tråde, er den måske ikke lige så parallellisérbar som platformsskift, eller den er begrænset af andre faktorer, der ikke skalerer lineært med kerneantal.

Resultater: Teksturkomprimering

Teksturkomprimering er en afgørende del af spiludvikling, især for mobilplatforme, da det reducerer både hukommelsesforbrug og filstørrelse. Vi testede forskellige komprimeringstyper, herunder ETC2 (normal/best), ETC2-crunched (normal/best), PVRTC (normal/best) og ASTC 8x8 (normal/best). ETC2 er en almindelig komprimeringstype for Android, ETC2 + Crunch er en yderligere tabsgivende komprimering for at reducere filstørrelsen, PVRTC var populær på ældre iOS-enheder, og ASTC 8x8 er den mest moderne og krævende komprimeringstype.

I disse tests så vi konsekvente og betydelige forbedringer, efterhånden som antallet af kerner og tråde steg. Konfigurationen med 6 kerner og 12 tråde (6C/12T) viste igen den største forbedring, med over en fordobling i hastighed for 4C/8T og over en tredobling i hastighed sammenlignet med baseline (2C/2T). Dette gælder især for de mere komplekse komprimeringstyper som ASTC 8x8, der er designet til at udnytte moderne hardware fuldt ud. Teksturkomprimering er en fremragende kandidat til parallelisering, da hver tekstur eller del af en tekstur kan behandles uafhængigt, hvilket gør den ideel til CPU'er med mange kerner og tråde.

Sammenligning af Ydeevneforbedringer

For at give et hurtigt overblik over de relative ydeevnegevinster for de vigtigste opgaver, kan vi se på den procentvise forbedring for en 6C/12T CPU-konfiguration sammenlignet med en 2C/2T baseline:

Som tabellen tydeligt viser, er der en dramatisk forskel i, hvordan forskellige Unity-opgaver skalerer med antallet af CPU-kerner og tråde. Dette understreger vigtigheden af at forstå din primære arbejdsbyrde, når du vælger hardware.

Konklusion

Baseret på de udførte tests er det tydeligt, at antallet af CPU-kerner og tråde har en betydelig indvirkning på Unity's ydeevne, men denne indvirkning varierer markant afhængigt af opgaven. To områder, der klart drager lineære fordele af en CPU med et større antal kerner og tråde, er teksturkomprimering og projekt-/platformsskift. Sidstnævnte skyldes sandsynligvis, at det i høj grad afhænger af genimport af aktiver, hvilket er let at parallelisere, og desuden involverer ændring af teksturkomprimering for alle billedfiler i projektet.

Der var også en vis forbedring i byggetider og skriptkompileringstider, men det ser ud til, at disse opgaver er mere enkelttrådede og sandsynligvis ville drage mere fordel af højere CPU-clockfrekvenser eller valg af en CPU med bedre enkelttrådet ydeevne. Det er dog vigtigt at bemærke, at selvom den procentvise gevinst var mindre, var der stadig en forbedring.

Hvis du overvejer at købe en CPU til Unity-udvikling, kan du tydeligt se, at der altid er ydeevnegevinster at hente ved at vælge en processor med flere kerner og tråde. I nogle opgaver vokser disse gevinster lineært med kerneantallet, mens det i andre ikke er så åbenlyst, men forbedringerne forekommer stadig. Dette betyder, at en kraftigere CPU med flere kerner og tråde næsten altid vil forbedre din generelle produktivitet som Unity-udvikler, selvom de største fordele vil ses i de mest multitrådet optimerede opgaver.

Den ideelle CPU til Unity-udvikling vil derfor sandsynligvis være en balance mellem et højt antal kerner/tråde til de tunge, parallelle opgaver og en god enkelttrådet ydeevne til de mere serielle processer. Husk, at disse tests blev udført på en specifik version af Unity og hardware, så resultaterne kan variere lidt med nyere versioner af motoren eller forskellige CPU-arkitekturer, men de grundlæggende principper for skalering forbliver de samme.

Ofte Stillede Spørgsmål (FAQ)

1. Hvilken CPU-type er bedst til Unity-udvikling?

Baseret på disse tests er CPU'er med et højt antal kerner og tråde, som f.eks. AMD Ryzen-serien (især dem med 6+ kerner og 12+ tråde) eller Intel Core i7/i9 med tilsvarende specifikationer, generelt bedst. De udmærker sig især i opgaver som platformsskift og teksturkomprimering, som er hyppige og tidskrævende i Unity.

2. Er flere kerner altid bedre end højere clock speed i Unity?

Ikke altid. For opgaver, der er stærkt multitrådede (som teksturkomprimering og platformsskift), vil flere kerner give en markant forbedring. For opgaver, der er mere enkelttrådede (som dele af byggeprocessen eller skriptkompilering), kan en højere clock speed på de individuelle kerner potentielt give en bedre ydelse. Den ideelle CPU tilbyder en god balance mellem begge.

3. Er disse testresultater stadig relevante for nyere Unity-versioner?

Selvom testene blev udført på Unity 2018.4.25f1, er de grundlæggende principper for, hvordan Unity udnytter CPU-kerner og tråde, stadig relevante. Unity Technologies arbejder løbende på at optimere motoren, og nyere versioner kan potentielt udnytte flere kerner endnu bedre, men de generelle tendenser for, hvilke opgaver der er mest parallelle, forbliver sandsynligvis de samme.

4. Skal jeg opgradere min CPU, hvis jeg kun laver små Unity-projekter?

Hvis dine projekter er små og enkle, og du ikke ofte skifter platform eller komprimerer mange teksturer, er en high-end CPU måske ikke en absolut nødvendighed. Du vil sandsynligvis stadig opleve fordele, men investeringen er måske ikke proportional med den tidsbesparelse, du opnår. For mere seriøs og professionel udvikling, hvor tid er penge, er en kraftig CPU en god investering.

5. Hvilken rolle spiller RAM og SSD for Unity-ydelsen?

RAM og SSD spiller en meget vigtig rolle. Unity-projekter kan være meget store og kræver masser af RAM til at holde aktiver og scener indlæst. En hurtig NVMe SSD er afgørende for hurtige indlæsningstider af projekter, aktiver og selve Unity Editor. Selvom denne artikel fokuserer på CPU, er det vigtigt at have en velafbalanceret systemopsætning for optimal Unity-ydeevne.

Hvis du vil læse andre artikler, der ligner CPU og Unity: Hvor mange kerner har du brug for?, kan du besøge kategorien Teknologi.