Профилирование кадров CPU и GPU: поиск ограничивающей работы

Начните с воспроизводимого вопроса

Низкая частота кадров — наблюдение, а не диагноз. Выберите сцену и действие игрока, воспроизводящие проблему, затем задайте целевой показатель производительности. Массовый бой и открытие инвентаря могут замедляться по разным причинам. Записывайте их отдельно, чтобы одно среднее значение не скрывало две независимые проблемы.

Читайте перекрывающиеся временные шкалы

Симуляция на CPU, отправка команд отрисовки и исполнение на GPU могут перекрываться. Поэтому модуль Highlights в Unity отдельно сравнивает активное время CPU и время GPU с целевым бюджетом кадра. При расчёте активного времени он исключает определённые маркеры ожидания. [1] Прежде чем объяснять длинное ожидание, изучите соседние события: поток может ждать другую стадию или момент презентации. Название таймера само по себе не определяет полезную вычислительную работу.

Рассчитайте пример бюджета

Для условной цели 60 кадров в секунду бюджет составляет примерно 16.67 ms. Допустим, характерный кадр содержит 10 ms работы CPU и 14 ms работы GPU. Сложение до 24 ms игнорирует возможное перекрытие. Эти вымышленные измерения также не гарантируют интервал презентации 14 ms: важны зависимости, синхронизация и равномерность подачи кадров.

Теперь предположим, что снижение разрешения уменьшило время GPU, почти не изменив работу CPU. Это повод исследовать работу, связанную с пикселями, но не доказательство вины конкретного шейдера. Сравните отдельные проходы, прежде чем выбирать оптимизацию.

Запишите контролируемое сравнение

Используйте сборку на типичном целевом оборудовании. Зафиксируйте версию движка, графический API, разрешение, настройки качества и условия энергопитания. Повторяйте одинаковый маршрут камеры, включая загрузку ресурсов и эффекты, встречающиеся игрокам. Отделяйте записи первого использования от записей установившейся работы после прогрева.

Измените одну существенную переменную, выполните несколько запусков и изучите распределение времени кадров, включая медленные выбросы. Сопоставьте пики с задачами CPU, проходами GPU, выделением памяти и загрузками. Сохраните запись и точную конфигурацию, чтобы другой разработчик мог повторить сравнение. Указывайте наблюдаемый интервал и нагрузку, а не выдавайте один удачный кадр за общее ускорение.

Учитывайте ограничения измерений

Инструментирование меняет нагрузку. Frame Timing Manager в Unity намеренно решает более узкую задачу, чем универсальный профилировщик, и рассчитан на меньшие накладные расходы, однако его измерения имеют платформенные ограничения. [2] Убедитесь, что выбранный счётчик поддерживается и возвращает корректные данные.

После изменения проверяйте изображение и поведение игры вместе со временем. Ускорение одного прохода может перенести узкое место. Оценивайте равномерность кадров и реакцию на ввод отдельно: ровный график пропускной способности сам по себе не доказывает малую сквозную задержку.

Источники

[1] Highlights Profiler module reference — Unity Technologies.

[2] Detecting performance bottlenecks with Unity Frame Timing Manager — Anton Kruglyakov, Unity Technologies.