操作系统和内存对Mini PC游戏性能的影响

Nicholas Dong 董巷

2年前

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备注：本文由于提及内容较多，正文开始前，你们可以先了解一些相关的知识讲解。

1、Manjaro 是一款基于 Arch Linux、对用户友好的 Linux 发行版。Steamdeck是Manjaro自带的一个操作系统。

2、Radeon，中文名称称为镭龙™，是一个英文产品的商标。Radeon是AMD公司出品的显示芯片的一种系列，俗称A卡。

3、英特尔Iris Plus Graphics 655(GT3e)是2017年9月发布的处理器显卡。

4、steam平台：valve公司建立的一个网上正版单机游戏购买/服务的平台。

5、unigine heaven benchmark是一款由俄罗斯开发商Unigine自主开发的游戏引擎Unigine Engine所制作的测试电脑性能及画面的软件。

6、RivaTuner Statistics Server,简称RTSS，是一款专业的显卡统计工具,拥有丰富的调节功能和软超频破解功能,可以对显卡的帧率检测、屏幕显示和视频录制等进行检测。

7、MangoHud是显示游戏运行中的Vulkan和OpenGL渲染层（包括wine），用于监视FPS，温度，CPU / GPU负载等实时状态的插件。

8、MSIAfterburner是微星开发的一款显卡超频工具，支持微星旗下的AMD和NVIDIA全系列显卡。

9、DirectX12官方版是微软推出的的新一代API，集成在新的Win10系统中。

本文我会着重于测试“运行不同操作系统”或“拥有更多内存”对于规格类似的Intel和AMD迷你PC在游戏中的影响。注意：本文已经根据读者反馈和额外测试进行了更新和更正。

我写这篇文章的灵感来自在一台基于AMD、内存为16GB的迷你PC上构建并测试了一台运行 Manjaro 的伪“Steamdeck”，这就让我很想知道使用Windows 11性能究竟会如何？

最初的结果其实挺令人惊讶的，因为 Windows 看起来要慢很多。因为之前我听说过如果使用 64GB 内存游戏性就能够得到提升，于是，我就更换了当前安装的16GB内存，然后立刻就看到改进结果了。

由于在此之前我从未在Intel mini PC上观察到如此显著的性能提升，因此我决定分别在Intel和AMD mini PC上测试游戏性能，使用16 GB或64 GB内存，并将运行的Windows与Linux进行比较。考虑到Manjaro使用的是“Steamdeck”，所以我还想用Ubuntu进行测试，看看这是否有什么不同。

被测硬件

最近的 AMD 迷你 PC 因内置更强大的 Radeon 集成显卡而闻名，而英特尔迷你PC的 iGPU 则要弱得多，当然现在过时的英特尔 Iris Plus Graphics 655是个例外。由于最近发布的一些迷你PC使用的CPU有这些集成显卡，因此这是我测试英特尔设备的合理选择。不过，受限于我所拥有的产品，综合考虑之后，我选择了以下四台迷你电脑（英特尔：GTi 和 NGC-5，AMD：GT-R 和 SER3）进行测试，因为它们的规格最相似：

鉴于内存是被测试的关键硬件组件，我选择在每个设备中重用相同内存的方式来确保其一致性。每个设备的 BIOS 都限制了对各种内存速度的支持和对内存超频的能力。实际上，Intel 设备被限制以最高 2400 MHz 的速度运行内存，但是 AMD BIOS 是允许将内存超频设置为 2666 MHz的。在双通道运行时，我使用了内存条分别是 Crucial 英睿达 8GB DDR4-2666 CL19 (CT8G4SFS6266) 和两个 32GB DDR4-3200 CL22 (F4-3200C22D-64GRS)，如下所示：

附加测试使用了单条 Crucial 英睿达 16GB DDR4-2666 CL19 (CT16G4SFD8266.M16FRS)，在单通道中运行。还使用了两条 8GB DDR4-2400 CL16 (F4-2400C16D-16GRS) ，可在双通道中运行。

因此，综合来看，Intel 的设备内存都是以 2400 MHz 运行的，如下所示：

对于 AMD 设备，它则以 2666 MHz 运行，如下所示：

注意到 DDR4-3200 内存在时钟频率为 2666 MHz 时，能以 CAS 延迟 19 运行，如下所示：

对于 AMD SER3 设备上的额外测试，内存没有超频并且运行频率在 2400 MHz。

软件

在每台设备上执行每个操作系统的全新安装并更新到最新版本，然后安装基准测试软件。此外，我在 AMD 设备上还安装了超频工具 “RyzenAdj”来配置功率限制。

对于 Windows，每台迷你 PC上都使用了 Windows 11 Pro 版本 21H2 build 22000.348 ：

对于 Ubuntu，我则使用了带有 5.11.0-41-generic 内核的 Ubuntu 20.04.3：

对于额外的测试，最新的更新也会将 Windows 升级到 build 22000.376，并将 Ubuntu 内核升级到 5.11.0-43-generic。

对于 Manjaro，我使用了 Manjaro 21 KDE Plasma，但由于 Manjaro 是在英特尔 NGC-5 和 AMD SER3 迷你 PC 上进行的第一轮测试，因此我使用了带有 5.13.19-2 内核的 Manjaro 21.1.6，如下图所示：

对于 Intel GTi 和 AMD GT-R 的第二轮测试，我咋使用了带有 5.15.6-2 内核的 Manjaro 21.2rc1，如下图所示：

我还通过简单地运行一些额外的基准检查，来确认发布点和内核的更改不会影响结果。

最后，我安装了 Valve 的 Steam 和 Unigine 的 Heaven 软件。还安装了用于测试以及安装MSI Afterburner的 FPS 监控软件、Windows 上的 Rivatuner Statistics Server 和Linux 上的MangoHud。

系统配置

在 Windows 上，每台设备的电源计划设置页面中，我将电源模式设置为“高性能”，如下图所示：

同样，在 Ubuntu 和 Manjaro 上，CPU 缩放调节器设置为“性能模式”。

在两台 AMD 设备上，“RyzenAdj”用于将实际功率限制（快速 PTT 限制）为 45W，将平均功率限制（PPT 限制慢速）为 40W，将慢速 PPT 恒定时间（SlowPPTTimeConst）设置为 5 秒。

这些设置针对每个操作系统。

最后，在每台设备上将“显示”分辨率设置为 1280×720。

测试方法

最初，我在 Windows 和 Linux 下的 Steam 平台上测试了几款游戏，包括反恐精英：全球攻势 (CS:GO)、侠盗猎车手 V (GTA V)、地平线零黎明 (HZD) 和古墓丽影 (SOTTR) ）。虽然我注意到与以下结论一致的性能，但为了尊重游戏内基准更具有一致性的 HZD 和 SOTTR，我还是放弃了测试反恐精英：全球攻势和侠盗猎车手V。之后，我还使用“OpenGL”API 对 Heaven 进行了测试。

因为该API在 Windows 和 Linux 中都可用，且始终可以重复使用。不过，我只列出了 SOTTR 和 Heaven 的结果，因为它们已经充分展示了所有结果中的趋势了。

我看到 Yuri 下面有一条这样的评论：“两个内存套件是单排还是双排？” 所以，为了搞清楚观察到的 AMD 设备性能改进是由于增加了内存量还是增加了内存等级的数量，我就进行了额外的测试。

在那篇原始文章中介绍的测试使用的是 16GB 作为两个（双通道）单列 8GB 内存条 (CT8G4SFS6266)，并将其与 64GB 作为两个（双通道）双列 32GB 内存条(F4-3200C22D-64GRS) 与内存在 Intel 设备上为 2400MHz，在 AMD 设备上为 2666MHz。

不过，附加测试仅在 AMD SER3 设备上进行，使用由一个（单通道）双列 16GB 内存条（CT16G4SFD8266.M16FRS）组成的 16GB 和由两个（双通道）双列 8GB 内存条（F4- 2400C16D-16GRS）连同重新测试原始内存。由于 16GB 双列只有 2400MHz，所以额外的测试是在没有超频内存的情况下进行的，所有内存的主频都是 2400MHz。

最后一点是关于 SOTTR 基准的。在 Windows 上，它使用的是 DirectX 12，不过，使用默认设置和最低图形显示会导致抗锯齿设置为“TAA”。

但是，在 Ubuntu 上，默认设置会关闭抗锯齿功能。

因此，在附加测试中，我还附上了运行带有“TAA”设置的 Ubuntu SOTTR 基准测试，并进行了比较。

小标题：结果

与原始测试的附加测试结果，我在下图中用蓝色显示标注来进行了比较，如下图所示：

操作系统观察

从上我们可以得知，无法从如此有限的数据中直接比较出 Windows 和 Linux 之间的游戏性能。此外还应注意，有些游戏可以原生运行，而另一些则需要使用“Proton”等兼容性工具。然而，有趣的是，在 Intel mini PC 上 Manjaro 上的 SOTTR 比在 Ubuntu 上慢得多。对于使用“OOTB”体验性能相似的 AMD 设备，情况却并非如此。很可能这个问题有一个简单的解决方案，但是这也突出了在Linux“游戏”中的一个常见问题，即似乎通常需要搜索一些修复的方法才能让游戏正常的跑起来。

内存观察

最明显的影响是，将 AMD 设备上的内存从 16GB 增加到 64GB，就显着提高了 FPS。与 Linux 相比，Windows 的优势似乎更大，但其实尽管 Linux 较低，但仍然是能看到持续增长的。相反，增加英特尔设备上的内存实际上没有任何后果，只有少数微小差异在测试方差的范围内而已。

对于额外的测试，在双通道模式下从使用单列 16GB 更改为使用双列 16GB 后，同样也能得到明显的改进。正如预期的那样，从使用作为单条安装的 16GB 内存并因此在单通道中运行到相同数量的内存但安装为在双通道中运行的两个 8GB 条时，FPS 有了显着的改进。

额外的测试表明，在 AMD 迷你 PC 上，从单列内存到双列内存也将带来明显的改进，这与在英特尔迷你 PC 上没有观察到的差异不同。但有趣的是，重新测试 64GB 内存导致的测试结果比之前要稍微低一些，这表明时钟速度从 2666 MHz 略微下降到 2400 MHz 可能是这一原因。目前，我暂时还未评估 CL 时间的影响。