为什么现代电脑游戏无法对cpu的多核充分利用?
这确实是个让人头疼的问题，很多玩家都感觉自己的高端多核CPU在玩游戏时“大材小用”，明明有八核甚至更多，游戏里却感觉只有两三个核心在拼命干活。为什么会这样呢？这背后其实涉及很多层面的原因，而且一点也不神秘，而是跟整个游戏开发流程、技术限制，甚至是历史遗留问题都有关系。
1. 游戏设计与开发模式的“单线程”思维惯性
首先，得从游戏是怎么被设计出来的说起。在多核CPU普及之前，电脑游戏绝大多数都是围绕着单核CPU来开发的。那时候，开发者们习惯于将游戏的逻辑、渲染、AI、音频等等所有事情都塞进一个主线程里，让它按部就班地执行。
即使现在有了多核，这种“单线程”的设计思路依然存在很大的惯性。很多游戏引擎的核心设计、任务调度系统，甚至是最基础的逻辑都是围绕着一个主线程来构建的。要让一个已经庞大且复杂的引擎系统彻底地、高效地将所有工作分散到多个核心上，这就像是要让一辆正在飞驰的火车改变行车轨道，同时还要确保所有车厢都顺畅地跟上，工程量是巨大的。
2. 游戏中的“瓶颈”不一定在CPU
我们常说“瓶颈”，就是说一个系统里，有一个环节的处理速度跟不上其他环节，从而限制了整体的性能。在游戏里，CPU只是其中一个环节。
显卡（GPU）的限制： 很多时候，游戏性能的瓶颈不在CPU，而在显卡。显卡负责渲染游戏画面，这是非常吃计算资源的任务。如果你的显卡处理不过来，CPU即使再闲着也没用，因为它得等显卡把上一帧的画面处理完，才能准备下一帧的数据。这种情况下，CPU的任务就是“喂饱”显卡，如果喂食的速度远超显卡的处理速度，CPU自然就显得很清闲。
内存带宽和延迟： CPU和显卡之间需要通过内存来交换数据。如果内存带宽不足或者延迟很高，CPU即使计算得飞快，也可能因为等待数据而卡住，无法有效地发挥多核的优势。
游戏引擎本身的效率： 即使是多核优化得很好的游戏，也可能因为引擎本身的架构设计、算法效率不高，导致即便分配到多个核心，也存在大量的串行计算（必须按顺序执行），或者需要频繁的线程间同步，这些都会消耗CPU时间，并且限制了并行处理的程度。
3. 游戏中的“同步”与“串行”任务
多核CPU的优势在于能够同时处理多个独立的任务。但很多游戏中的任务并不是完全独立的，它们之间存在依赖关系，必须按照特定的顺序执行。
游戏逻辑的连续性： 比如，一个角色要先移动到某个位置，才能触发一个动画，然后才能进行下一次攻击。这些步骤之间存在先后顺序，无法简单地拆分到不同的核心同时进行。
物理计算： 复杂的物理模拟，例如布娃娃效果、流体模拟等，往往需要大量的计算，而且很多计算是相互依赖的，难以完全并行化。
AI决策： 虽然AI可以并行处理一些信息，但最终的决策和行动往往需要一个统一的“大脑”来协调，并且AI的整体行为模式也可能包含很多串行的逻辑。
线程间通信和同步开销： 为了让多个核心协作完成任务，它们之间需要进行通信和同步。这种同步操作本身就需要消耗CPU时间，如果任务切分得太细，或者同步过于频繁，反而会因为管理开销而降低效率。
4. 游戏开发者的权衡与成本
优化多核利用率是一项非常耗费精力和时间的工作，而且需要对游戏引擎有非常深入的理解。
开发成本与收益： 开发者需要在保证游戏质量、发行日期和开发预算之间做出权衡。投入大量资源去为每一个潜在的CPU核心都找到充分的利用方式，可能不如把这些资源投入到画面提升、玩法创新或者 bug 修复上，对于大部分玩家来说，后者带来的体验提升可能更直接。
目标硬件的多样性： 游戏需要面向大量的玩家，而玩家使用的CPU型号和核心数量千差万别。开发者不可能为每一套配置都做到极致的优化。因此，他们通常会选择一个“足够好”的优化方案，能够让大多数配置获得不错的体验，而不是去追求在少数高端配置上极限发挥。
技术难度： 真正做到高效的并行计算，涉及到复杂的线程管理、任务调度、数据共享和同步机制。这需要非常专业的知识和经验，而且容易引入新的 bug。
5. 操作系统与API的限制
虽然操作系统一直在努力更好地管理多核，但游戏开发中使用的图形API（如DirectX, Vulkan, Metal）和物理引擎等中间层，也可能会影响多核的利用。
图形API的“提交”模式： 传统的图形API，如DirectX 11，在设计上更侧重于一个主线程来准备和提交绘制指令给GPU。虽然有一些多线程优化方案（如多线程命令列表），但要做到像Vulkan那样真正意义上的“命令缓冲区”并行生成，还是有一定门槛和复杂性的。
引擎层封装： 很多游戏引擎会提供一个抽象层，屏蔽底层的复杂性。但这个抽象层本身也可能存在设计上的瓶颈，或者没有充分暴露多核利用的接口。
6. 历史遗留问题与引擎架构
很多大型游戏项目，特别是那些使用历史悠久的游戏引擎（比如一些基于Unreal Engine 3或更早版本改进的引擎）的项目，其底层架构可能在设计之初就未能充分考虑到现代多核CPU的特性。要对这些引擎进行深度改造以实现完全的多核优化，其工作量可能堪比重写。
总的来说，现代电脑游戏未能对CPU多核充分利用，是多种因素共同作用的结果：
开发思维惯性： 从单核时代继承下来的设计模式。
性能瓶颈的多样性： 显卡、内存等其他硬件的限制。
任务的固有串行性： 许多游戏逻辑、物理、AI之间的依赖关系。
开发成本与优先级： 优化多核需要大量投入，收益却不一定能覆盖成本。
技术复杂性： 高效的并行计算实现难度大。
API与引擎的限制： 中间件和底层架构的制约。
当然，这并不是说所有游戏都优化得很差。近年来，随着Vulkan等更灵活的图形API的普及，以及开发者对多核优化的重视程度提高，我们已经看到了很多游戏在多核利用率上的进步。但要达到“所有核心都能满载运行”的理想状态，依然是一个充满挑战的工程问题，需要时间、技术和资源的持续投入。
1. 游戏设计与开发模式的“单线程”思维惯性
首先，得从游戏是怎么被设计出来的说起。在多核CPU普及之前，电脑游戏绝大多数都是围绕着单核CPU来开发的。那时候，开发者们习惯于将游戏的逻辑、渲染、AI、音频等等所有事情都塞进一个主线程里，让它按部就班地执行。
即使现在有了多核，这种“单线程”的设计思路依然存在很大的惯性。很多游戏引擎的核心设计、任务调度系统，甚至是最基础的逻辑都是围绕着一个主线程来构建的。要让一个已经庞大且复杂的引擎系统彻底地、高效地将所有工作分散到多个核心上，这就像是要让一辆正在飞驰的火车改变行车轨道，同时还要确保所有车厢都顺畅地跟上，工程量是巨大的。
2. 游戏中的“瓶颈”不一定在CPU
我们常说“瓶颈”，就是说一个系统里，有一个环节的处理速度跟不上其他环节，从而限制了整体的性能。在游戏里，CPU只是其中一个环节。
显卡（GPU）的限制： 很多时候，游戏性能的瓶颈不在CPU，而在显卡。显卡负责渲染游戏画面，这是非常吃计算资源的任务。如果你的显卡处理不过来，CPU即使再闲着也没用，因为它得等显卡把上一帧的画面处理完，才能准备下一帧的数据。这种情况下，CPU的任务就是“喂饱”显卡，如果喂食的速度远超显卡的处理速度，CPU自然就显得很清闲。
内存带宽和延迟： CPU和显卡之间需要通过内存来交换数据。如果内存带宽不足或者延迟很高，CPU即使计算得飞快，也可能因为等待数据而卡住，无法有效地发挥多核的优势。
游戏引擎本身的效率： 即使是多核优化得很好的游戏，也可能因为引擎本身的架构设计、算法效率不高，导致即便分配到多个核心，也存在大量的串行计算（必须按顺序执行），或者需要频繁的线程间同步，这些都会消耗CPU时间，并且限制了并行处理的程度。
3. 游戏中的“同步”与“串行”任务
多核CPU的优势在于能够同时处理多个独立的任务。但很多游戏中的任务并不是完全独立的，它们之间存在依赖关系，必须按照特定的顺序执行。
游戏逻辑的连续性： 比如，一个角色要先移动到某个位置，才能触发一个动画，然后才能进行下一次攻击。这些步骤之间存在先后顺序，无法简单地拆分到不同的核心同时进行。
物理计算： 复杂的物理模拟，例如布娃娃效果、流体模拟等，往往需要大量的计算，而且很多计算是相互依赖的，难以完全并行化。
AI决策： 虽然AI可以并行处理一些信息，但最终的决策和行动往往需要一个统一的“大脑”来协调，并且AI的整体行为模式也可能包含很多串行的逻辑。
线程间通信和同步开销： 为了让多个核心协作完成任务，它们之间需要进行通信和同步。这种同步操作本身就需要消耗CPU时间，如果任务切分得太细，或者同步过于频繁，反而会因为管理开销而降低效率。
4. 游戏开发者的权衡与成本
优化多核利用率是一项非常耗费精力和时间的工作，而且需要对游戏引擎有非常深入的理解。
开发成本与收益： 开发者需要在保证游戏质量、发行日期和开发预算之间做出权衡。投入大量资源去为每一个潜在的CPU核心都找到充分的利用方式，可能不如把这些资源投入到画面提升、玩法创新或者 bug 修复上，对于大部分玩家来说，后者带来的体验提升可能更直接。
目标硬件的多样性： 游戏需要面向大量的玩家，而玩家使用的CPU型号和核心数量千差万别。开发者不可能为每一套配置都做到极致的优化。因此，他们通常会选择一个“足够好”的优化方案，能够让大多数配置获得不错的体验，而不是去追求在少数高端配置上极限发挥。
技术难度： 真正做到高效的并行计算，涉及到复杂的线程管理、任务调度、数据共享和同步机制。这需要非常专业的知识和经验，而且容易引入新的 bug。
5. 操作系统与API的限制
虽然操作系统一直在努力更好地管理多核，但游戏开发中使用的图形API（如DirectX, Vulkan, Metal）和物理引擎等中间层，也可能会影响多核的利用。
图形API的“提交”模式： 传统的图形API，如DirectX 11，在设计上更侧重于一个主线程来准备和提交绘制指令给GPU。虽然有一些多线程优化方案（如多线程命令列表），但要做到像Vulkan那样真正意义上的“命令缓冲区”并行生成，还是有一定门槛和复杂性的。
引擎层封装： 很多游戏引擎会提供一个抽象层，屏蔽底层的复杂性。但这个抽象层本身也可能存在设计上的瓶颈，或者没有充分暴露多核利用的接口。
6. 历史遗留问题与引擎架构
很多大型游戏项目，特别是那些使用历史悠久的游戏引擎（比如一些基于Unreal Engine 3或更早版本改进的引擎）的项目，其底层架构可能在设计之初就未能充分考虑到现代多核CPU的特性。要对这些引擎进行深度改造以实现完全的多核优化，其工作量可能堪比重写。
总的来说，现代电脑游戏未能对CPU多核充分利用，是多种因素共同作用的结果：
开发思维惯性： 从单核时代继承下来的设计模式。
性能瓶颈的多样性： 显卡、内存等其他硬件的限制。
任务的固有串行性： 许多游戏逻辑、物理、AI之间的依赖关系。
开发成本与优先级： 优化多核需要大量投入，收益却不一定能覆盖成本。
技术复杂性： 高效的并行计算实现难度大。
API与引擎的限制： 中间件和底层架构的制约。
当然，这并不是说所有游戏都优化得很差。近年来，随着Vulkan等更灵活的图形API的普及，以及开发者对多核优化的重视程度提高，我们已经看到了很多游戏在多核利用率上的进步。但要达到“所有核心都能满载运行”的理想状态，依然是一个充满挑战的工程问题，需要时间、技术和资源的持续投入。
网友意见
因为游戏优化的主体是游戏主机，pc只是顺便做出来，不会刻意优化之。
本世代游戏主机是8核的，所以当然就只会优化8核的。
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