一、前言

筆者以前分享過很多處理器性能對比，經常會有部分讀者提出這樣一種質疑：

為什么測試機器明明搭配的是中高端顯卡，測試只采用1080P模式，而不采用更高的2K或者4K模式（請參閱上圖）？這樣做處理器和顯卡明顯是大材小用，性能可能根本跑不滿，得出的測試結論也不客觀。

這個問題非常有意思，有很多知識點，因此，小編決定專門寫一篇文章科普一下。

二、CPU與GPU在游戲圖形處理中的分工

1、CPU的分工

通常來說，在游戲渲染過程中CPU作為計算機的 “大腦”，主要負責處理游戲的整體邏輯，包括游戲角色的行為決策、AI計算、物理模擬（如物體的碰撞、重力計算）、輸入處理、場景管理（加載和卸載地圖、資源調度）等任務，這些任務與分辨率無關，主要取決于游戲的復雜度。

2、GPU的分工

而GPU則專注于圖形渲染，它就像一個 “繪圖大師”，專門負責將3D模型、紋理貼圖、光影效果等轉化為屏幕上的像素。GPU擁有大量的計算核心，擅長并行處理，能夠快速完成像素著色、紋理映射和多邊形繪制等圖形渲染操作。

4、整體工作流程

在游戲運行時，CPU和GPU需要互相緊密協作，CPU 先將游戲場景的各種數據（如模型頂點數據、紋理信息、光照參數等）進行預處理和組織，然后傳遞給GPU。GPU接收到這些數據后，通過一系列復雜的渲染管線操作，將其轉化為最終顯示在屏幕上的圖像。

需要強調的是，在這個過程中，兩者之間的數據傳輸和任務協調至關重要，如果任何一方出現性能瓶頸，都會影響游戲的整體流暢度。

三、分辨率對GPU和CPU負載的影響

分辨率的本質是屏幕上顯示的像素數量，以1080P（1920×1080）為例，其像素總數約為207 萬；而4K（3840×2160）分辨率的像素總數則達到了約 830萬，是1080P的四倍。也就是說，分辨率越高，GPU需要處理的像素數量也越多，甚至是呈幾何倍數增長，GPU的負載會大幅增加。

1、低分辨率的情況

在低分辨率（如1080P模式）下，GPU的計算壓力相對較小，它能夠快速完成圖形渲染任務。此時，如果 CPU 的性能不足以快速生成和傳遞GPU所需的數據，就會出現 “GPU等CPU” 的情況，即 GPU 處于閑置狀態，等待CPU提供新的數據，才能執行下一步的渲染工作。

在這種情況下，CPU就成為了整個圖形處理流程的瓶頸，為了滿足GPU的需求，CPU不得不全力運轉，不斷地進行數據處理和傳輸，從而導致CPU的負載和使用率升高。如果CPU的性能很菜，不足以滿足需求的話，那么就會構成瓶頸，從而拖累顯卡，導致顯卡的性能無法充分發揮。

典型的表現是，在游戲運行過程中CPU使用率接近100%，而GPU可能未滿載，比如只有60%-70%，這種情況就是處理器的性能拖累了顯卡的性能，需要升級處理器。

2、高分辨率的情況

當分辨率提升到4K時，GPU面臨的像素處理任務會急劇增加，其計算資源被充分占用，GPU 需要花費更多的時間和算力來渲染每個像素。在這種情況下，GPU的渲染速度與CPU的數據生成速度逐漸匹配，甚至可能會出現GPU處理速度跟不上CPU數據輸出速度的情況。

在這種情況下，CPU的性能不再是系統的瓶頸，其負載不僅不會增加，反而會降低。原因很簡單，因為GPU需要更多的時間來處理接收到的數據，CPU有了更多的 “喘息” 時間，無需持續滿負荷工作，所以CPU的負載和使用率就會下降。

三、筆者總結

對此，普通讀者可以這樣簡單地理解：

游戲分辨率越低，對GPU來說越輕松，在這種情況下游戲性能主要取決于CPU的性能（和帶寬等因素），壓力主要集中于CPU一方，相當于是GPU在等CPU。

相反，游戲分辨率越高，對GPU來說單位時間內進行的計算量越大，耗時越多。在這種情況下，壓力主要集中于GPU一方，與低分辨率模式相比，對CPU性能的考驗和依賴就會降低，CPU就會更輕松，直接表現就是使用率降低，相當于是CPU在等GPU。

回到本文最初的問題上來，如果要對比兩款處理器的性能，不是采用1080P模式，而是采用4K模式的話，那么壓力主要會集中于GPU，這種測試本質上相當于是在對比GPU的性能，而不是在對比CPU的性能，與測試的初衷和目的南轅北轍。

這就是為什么筆者之前分享處理器性能對比主要采用1080P模式，而不是4K模式的主要原因。換句話也就是說，游戲分辨率越高，CPU的使用率也越高，這種認知是想當然式的主觀臆測，實際情況并非如此。

補充說明：本文插圖圖二至圖四是游戲《最后生還者》分別在1080P、1440P和4K模式下的綜合硬件資源使用率對比圖，圖五至圖七是游戲《游戲》分別在1080P、1440P和4K模式下的綜合硬件資源使用率對比圖，供讀者對比參考。