Qué procesador es necesario para no sufrir cuello de botella con una NVIDIA RTX

A la hora de hacer un desembolso tan importante como una tarjeta gráfica de la gama RTX, hemos de tener claros varios puntos con respecto a nuestro equipo. No sería lógico gastar más de 1000 euros en una gráfica para no poder extraer todo su potencial debido a componentes como la CPU, entonces ¿qué procesador necesito para no sufrir cuello de botella con una de las GPU RTX de NVIDIA?

No debemos confundir algunos conceptos a la hora de hablar de cuello de botella

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Muchos son los usuarios que confunden cuello de botella con el distinto rendimiento que presentan las CPUs.

Puede parecer algo obvio, pero lo cierto es que muchos foros y webs confunden ambos términos cuando una CPU no da la talla.

Esto no implica que esté siendo estrangulada por el rendimiento de la tarjeta gráfica, simplemente que su rendimiento es deficiente en comparación con sus adversarios.

Para que se produzca un cuello de botella en una CPU ésta debe limitar el rendimiento de la tarjeta gráfica en cuanto a FPS se refiere, independientemente de la resolución escogida y normalmente a mismos settings usados, o por otro lado no permitir que la GPU alcance un alto grado de carga de trabajo.

Si hablamos de benchmark, la puntuación debería ser distinta, es decir, la CPU que produzca cuello de botella debería de dar una puntuación o score inferior al resto de procesadores, normalmente por debajo del 1% de diferencia, considerado como margen de error en los procesos.

Por si fuera poco, las CPUs de AMD e Intel se comportan de manera distinta ante este hecho, principalmente por las diferencias de arquitectura y características técnicas que encierran, así que las trataremos de manera independiente y en base a datos que hemos recopilado, algunos de ellos ya trabajados en distintos artículos.

Intel Core vs Pentium vs Celeron y AMD Athlon vs Ryzen

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Para determinar el cuello de botella en una CPU tres factores son fundamentales, ya sea en benchmark o juegos: número de núcleos e hilos, frecuencia con turbo e IPC de la arquitectura.

La combinación entre unos y otros va a marcar la limitación en rendimiento y determinará si es momento de adquirir nuevo procesador o por el contrario si podemos comprar la GPU que necesitemos o queramos.

Antes de comenzar con los datos vamos a eliminar de la ecuación y de forma directa varias series, tanto de AMD como de Intel, ya que como veremos más adelante causan cuello de botella en el 100% de los casos por falta de las características anteriormente nombradas.

Dichas series son los Intel Pentium, Intel Celeron y AMD Athlon, la mayoría de ellos son procesadores Dual-Core con o sin HT y SMT, a unas frecuencias mucho menores que las series Core y Ryzen, logrando un menor IPC, aunque compartan arquitectura, donde para colmo normalmente sus IMC son más lentos que los de las series superiores.

Rendimiento con procesadores Intel

Intel Portada

Lo que vamos a ver a continuación son varios benchmark dentro de la suite 3DMark, donde cada test tiene dos puntuaciones distintas, siendo la superior la correspondiente a la puntuación total del sistema y la inferior la puntuación del GPU Score.

Esta última es la que nos interesa realmente, ya que determinará si con toda una RTX 2080 Ti X-Gaming OC existen diferencias reseñables de rendimiento entre procesadores de gamas y arquitecturas distintas.

De haber cuello de botella tendríamos que apreciar una bajada más o menos significativa del rendimiento.

Test CPU

Los datos muestran que la mayor distancia, porcentualmente hablando, es de un 0.6%, lo cual entra dentro del margen de error que puede ofrecer una medición común.

Por lo tanto y teniendo en cuenta que un i3-8350K es una CPU ya sustituida por procesadores como el i3-9100F que aportan un mínimo rendimiento de más, ambos con cuatro núcleos, podemos decir que actualmente cualquier procesador Intel Core no hará cuello de botella con ninguna GPU del mercado al momento de escribir este artículo.

Recordemos que esto no significa que no pierda rendimiento frente, por ejemplo, al 8700K o mismamente al i9-9900K, ya que esto es evidente y palpable, pero recordemos que hablamos de cuello de botella simplemente.

¿Qué ocurre si cambiamos de gama de GPU y restringimos los núcleos y la frecuencia de una CPU?

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En este caso veremos una tendencia que puede resultar curiosa pero que tiene todo el sentido del mundo.

Pero antes de explicarla presentemos los datos, no sin antes decir que la CPU usada fue un i5-4670K, una CPU que a día de hoy es gama baja pero que es perfectamente válida para representar el problema que pretendemos mostrar.

El modo de proceder es simple, se ha limitado el número de núcleos a 2 y la frecuencia se irá escalando para ver el impacto en el rendimiento y sobre todo en la carga de la CPU con dos GPUs distintas.

En este caso estamos ante el peor escenario, dos núcleos y 1.6 GHz con una GPU de gama baja, donde como se ve, la GPU limita la carga de la CPU.

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Si cambiamos de GPU los resultados cambian radicalmente, ahora la GPU va desahogada y el procesador hace claro cuello de botella en varios casos, donde a pesar de contar con una tarjeta gráfica muchísimo más potente en la gran mayoría de casos los FPS no logran despegar como se espera.

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Aumentando la frecuencia del procesador el cuello de botella se reduce y los FPS comienzan a subir, aun habiendo cierto cuello de botella en según qué juegos.

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Llevando al procesador a su frecuencia original el escenario es menos desolador, ya que el uso de la GPU ha aumentado, permitiendo un mejor framerate y donde el uso del procesador ahora es más bajo.

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Activando los núcleos restantes a misma frecuencia vemos como en la mayoría de los casos los FPS se disparan y el uso del procesador baja considerablemente, dejando el cuello de botella a un lado.

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Estos últimos ejemplos ponen de manifiesto lo que hemos visto arriba con la RTX 2080 Ti, si el procesador hiciese cuello de botella los resultados serían totalmente contraproducentes, pero en el caso de la gama Core actual de Intel no encontraremos cuello de botella en ningún caso.

Pero ¿qué hay de AMD? veámoslo.

Rendimiento con procesadores AMD

AMD

Este punto lo tratamos hace poco tiempo, donde obtuvimos puntos de vista muy interesantes con lo que ofrece AMD y sus procesadores frente a Intel.

Y es que, aunque los juegos, resoluciones y setting no tengan nada que ver, el principio en el que se basa todo es el mismo para todos, ya que la exigencia y carga de trabajo es extrapolable en muchos entornos.

Bajo una RTX 2080 Ti los procesadores de AMD palidecen en algunos juegos, donde descartando el Athlon 200GE nos centraremos en los Ryzen 3 y Ryzen 5.

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Rainbow Six Siege es un título muy bien optimizado y en este caso los cuatro núcleos sin SMT son suficientes para presentar batalla sin cuello de botella.

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Project Cars 2 hace que el Ryzen 3 22ooG se ahogue claramente, estando muy al límite el Ryzen 5 2400G.

El primero presenta un claro cuello de botella, por lo que parece que la opción sensata es el Ryzen 5 2600X.

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Hitman es un caso muy parecido al de Project Cars 2, donde el Athlon 200GE, Ryzen 3 2200G y Ryzen 5 2400G están haciendo un claro cuello de botella a la GPU, sin importar resolución y donde de nuevo lo mínimo exigible sería el Ryzen 5 2600X.

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Shadow of the Tomb Raider vuelve a dejar claro lo que llevamos viendo en los dos juegos anteriores, cuellos de botella claros en los tres procesadores de menor rendimiento de AMD.

Por lo que la opción mínima a escoger es claramente el Ryzen 5 2600X.

Conclusión

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Como hemos visto, a igualdad gráfica y distintos escenarios las recomendaciones mínimas para Intel y AMD no son las mismas a la hora de hablar de cuello de botella.

Y es que, dejando el rendimiento comparativo a un lado, lo cierto es que con los procesadores AMD encontraremos más modelos que pueden limitar el rendimiento de una GPU, sobre todo si esta tiene una gran potencia.

A mayor potencia en GPU mayor CPU se requiere en resoluciones bajas y medias, ya que las instrucciones y registros deben de tratarse a una mayor velocidad para mantener el framerate lo más alto posible.

El Ryzen 3 2200G y Ryzen 5 2400G son buena muestra de ello, donde como mínimo tendremos que optar dentro de AMD a un Ryzen 5 2600X para no tener cuello de botella en ningún juego o benchmark.

En cambio, en Intel un i3-8350K es suficiente para no obstruir el rendimiento de cualquier tarjeta gráfica, donde incluso CPUs inferiores como un i3-9100F pueden desempeñar la tarea sin sufrir estos problemas.