ベンチで検証! CPUのキキどころ

3世代9種類のCPUで「OBS Studio」のゲーム配信負荷を検証

三門修太

2020年11月20日 09:50

「OBS Studio」

　今回テストするのは、オープンソースで開発されているライブ配信ソフト「OBS Studio」。ライブ配信ソフトを使ったさいのCPU負荷がどの程度のものなのか、3世代9種類のCPUでテストする。

　テストするCPUとそのほかの機材は以下のとおり。

【表1】テストするCPUのおもな仕様
プロセッサー・ナンバー	Core i9-10900K	Core i5-10600	Core i3-10100	Core i7-6700K	Core i5-6600K	Core i3-6100	Core i7-2600K	Core i5-2500K	Core i3-2105
世代	第10世代			第6世代			第2世代
CPUアーキテクチャ	Comet Lake			Skylake			Sandy Bridge
製造プロセス	14nm			14nm			32nm
コア数	10	6	4	4	4	2	4	4	2
スレッド数	20	12	8	8	4	4	8	4	4
ベースクロック	3.7GHz	3.3GHz	3.6GHz	4.0GHz	3.5GHz	3.7GHz	3.4GHz	3.3GHz	3.1GHz
最大ブーストクロック	5.3GHz	4.8GHz	4.3GHz	4.2GHz	3.9GHz	─	3.8GHz	3.7GHz	─
L3キャッシュ	20MB	12MB	6MB	8MB	6MB	3MB	8MB	6MB	3MB
対応メモリ	DDR4-2933 (2ch)	DDR4-2666 (2ch)		DDR4-2133/DDR3L-1600 (2ch)			DDR3-1333 (2ch)
PCI Express	PCIe 3.0 x16			PCIe 3.0 x16			PCIe 2.0 x16
TDP	125W	65W	65W	91W	91W	51W	95W	95W	65W
対応ソケット	LGA1200			LGA1151			LGA1155

【表2】テスト機材一覧
CPU	Core i9-10900K	Core i5-10600	Core i3-10100	Core i7-6700K	Core i5-6600K	Core i3-6100	Core i7-2600K	Core i5-2500K	Core i3-2105
コア数/スレッド数	10/20	6/12	4/8	4/8	4/4	2/4	4/8	4/4	2/4
パワーリミット (PL1)	125W	65W	65W	95W	95W	51W	95W	95W	65W
パワーリミット (PL2)	250W	134W	90W	118.75W	118.75W	63.75W	118.75W	118.75W	81.25W
パワーリミット (Tau)	56秒	28秒	28秒	8秒	8秒	8秒	1秒	1秒	1秒
マザーボード	ASUS TUF GAMING Z490-PLUS (WI-FI) [UEFI:1001]			ASUS Z170-A [UEFI:3802]			ASUS P8Z68-V PRO [UEFI:3603]
メモリ	DDR4-2933 8GB×2 (2ch、21-21-21-47、1.20V)			DDR4-2133 8GB×2 (2ch、15-15-15-36、1.20V)			DDR3-1333 8GB×2 (2ch、9-9-9-24、1.50V)
ビデオカード	ZOTAC GAMING GeForce RTX 2080
システム用SSD	Crucial MX500 500GB (SSD/6Gbps SATA)
アプリケーション用SSD	SanDisk Ultra 3D SSD 1TB (SSD/6Gbps SATA)
電源	CORSAIR RM850 CP-9020196-JP (850W/80PLUS Gold)
グラフィックスドライバ	GeForce Game Ready Driver 451.48 DCH (27.21.14.5148)
OS	Windows 10 Pro 64bit (Ver 2004 / build 19041.329)
電源プラン	高パフォーマンス
室温	約25℃

1080p/60fps配信相当でのCPU負荷をチェック

　OBS Studioでは、フルHD(1,920×1,080ドット)かつ60fpsで配信を行なうことを想定して、配信設定と同じ出力設定で録画を行なったさいのCPU負荷を計測する。テストに用いたOBS Studioのバージョンは26.0.2。

　配信画面の構成は、フルスクリーンのゲーム映像に、ウェブカメラの映像をワイプ表示するというもの。ゲーム映像は、バトルロイヤルTPS「フォートナイト」を、フルHDかつ高画質設定(描画品質「最高」、DirectX 12、FPS制限なし)で実行したものをOBS Studioのゲームキャプチャで表示する。ワイプ表示するウェブカメラの映像は1280×720ドット/60fps。

　また、今回のテストでは、GPU内蔵のハードウェアエンコーダー「NVENC」を利用した場合と、ソフトウェアエンコーダー「x264」を使った場合の2パターンでテストを実施する。エンコーダーの設定は、どちらもビットレートは9Mbps(9,000kbps)

GPUハードウェアエンコーダー「NVENC」利用時

　まずは、GeForce RTX 2080が備えるハードウェアエンコーダー「NVENC」を使った場合の結果から。ゲーム(フォートナイト)のみを実行したさいのCPU使用率と、OBS Studioで録画実行中のCPU使用率に加え、録画されなかったフレームの割合である「フレームスキップ率」をグラフ化している。また、ゲームの平均フレームレートが60fpsを下回った条件では、CPU使用率の数値を赤太字で表記している。

　動画のエンコードはGPU内蔵のNVENCが担っているため、CPU使用率の増加は4～21％程度にとどまっている。フレームスキップ率もCore i3-2105の1.3％が最大であり、どのCPUでも大きな破綻の無い映像が得られている。また、ゲームの平均フレームレートが60fpsを割り込んだのは、ゲーム単体の時点で60fpsに達していないCore i3-2105のみだった。

OBS Studio「録画中のCPU使用率 (NVENC/1080p60/CBR-9Mbps)」

ソフトウェアエンコーダー「x264」利用時

　続いて、ソフトウェアエンコーダーの「x264(veryfast)」を使い、CPUでエンコード処理を行なったさいの結果をみてみよう。

　NVENCの結果と比べれば一目瞭然だが、第10世代CoreプロセッサとCore i7-6700K以外のCPUは、80％を超えるフレームスキップ率を記録している。秒間60フレームのうち8割以上のフレームを録画できていないわけなので、映像としては完全に破綻している。

　映像が破綻しなかったCPUについても、CPU使用率は62～93％も増加しており、x264で9MbpsのフルHD動画をエンコードするのがCPUにとって重たい処理であることがうかがえる。

OBS Studio「録画中のCPU使用率 (x264/1080p60/CBR-9Mbps)」

OBS Studioでゲームとライブ配信を両立するなら6コア12スレッド以上がおすすめ

　最後に、参考データとしてフォートナイトで計測した平均フレームレートを掲載しておく。

　これをみると、x264で破綻のない映像を得られたCPUの中でも、Core i9-10900KとCore i5-10600が10～12％しかフレームレートが低下していないのに対し、4コア8スレッドのCore i3-10100とCore i7-6700Kは4割近くフレームレートが低下していることが分かる。破綻のない配信映像が得られるという点では同等でも、ゲーム体験では結構な差がつく場合もあるということであり、NVENC利用時の結果にも同じことが言える。