本人是略有资历的程序猿，对游戏设计略有研究，也读了《戴森球计划》开发组的一些开发日志，梳理一下游戏性能分析。读这篇文章，你可以了解：

为什么后期游戏会变得越来越卡，我可以怎样应对？

我想买新电脑提升本游戏的体验，怎样投资最划算？

基本理论

首先，你可以留意屏幕左上角，当游戏帧率下降，这里会显示两个数字，渲染帧率/逻辑帧率，RFPS/LFPS，以下简写R/L。逻辑帧是游戏时间的基本单位，游戏世界每一帧都是确定的状态，用这一帧计算下一帧，不能跳过，所以逻辑帧率L是游戏世界演化的速度，最快是60(帧/秒)。渲染帧率R是把游戏世界变成图像的速度，来不及渲染可以跳过。

很多游戏都有这两个帧率，R一般取决于显卡性能，L一般取决于CPU性能。从软件设计角度看，这两个帧率没有必然关系，R大于L或者L大于R都是可能的。《戴森球计划》设计，保持R:L=1:2，意味着游戏世界每演算2帧就在屏幕上显示1帧，哪个帧率跟不上就会拖慢另外一个。所以影响游戏流畅度实际有两种情况：1、R不够高。2、L不够高。

简单将游戏的所有计算量分解成3个阶段：

对象互动：所谓对象即游戏里的建筑、货物等等，对象之间有互动，例如货物在传送带上被分拣器捡起来，建造设施消耗掉原材料，供电建造进度，发出运输机等等。计算结果就是游戏世界里的每一个逻辑帧。

对象骨架：与世界没有互动关系的物体位置计算都属于这个阶段，如建筑部件的动画效果、太阳帆的位置，电磁轨道弹射器的指向。

图像渲染：将骨架结合物体的模型、纹理，计算出屏幕上的图像。

同类游戏都有这三个阶段。三个阶段的计算有不同的特点，CPU和GPU分工合作。阶段1由CPU计算，阶段3由GPU计算。阶段2一般游戏都由CPU计算，但《戴森球计划》这个阶段计算量特别大但较为简单，所以用GPU来计算。

阶段1每个逻辑帧计算一次，计算量取决于整个世界的建设规模。阶段2和3每个渲染帧计算一次，其中阶段2的计算量取决于所在星系的建设规模，影响较大的是巨型戴森球。阶段3取决于视野范围内的建筑规模和屏幕分辨率，常见密集的矩阵研究所会拖慢这个阶段。

这里给出不严格但很能说明问题的公式：

L=CPU性能/全宇宙规模

R=GPU性能/(视野范围内规模*屏幕分辨率+星系范围戴森球规模)

CPU和逻辑帧率 L 

如果游戏后期你跑到一个空的星系帧率都较低，那说明 L 拖慢了游戏。根据 L=CPU性能/全宇宙规模，L和所处星系无关。游戏玩到后期，宇宙规模跑到哪里都躲不开，基本没什么好谈。不同的建设方式可能对这部分计算量有一定影响，我这里没有试验过。

比较好谈的是CPU性能。CPU性能实际是三个指标的乘积：

核心数

频率

单位时钟周期的计算效率

程序可以将计算量分成多线程，让多个CPU核心同时计算。但提高程序的线程数是一件麻烦的事，这里不展开。简单来说，一个程序的“并发度”，即同时执行的线程数是有限的，CPU核心数超过程序并发度，对性能就没帮助。

5月大版本升级后，游戏从单线程升级到多线程，显著提高后期的L，目测并发度是4左右。由于10年前的消费级CPU已经普及4个逻辑核心，所以实际上CPU核心数拉不开差距，6核以上基本无用。

CPU频率非常重要，但CPU的频率也拉不开太大差距，最近10年基本只略略提升或原地踏步。另一方面，CPU频率和温度的关系很大，因为现代CPU都会根据温度调节频率，在防止温度过高的前提下尽量提高性能，所以散热器是性价比最高的硬件投资。扔掉原装散热器，100~200元买个侧吹热管散热器，可以让CPU保持在最高频率（睿频）工作，可能让性能提高10%~20%。

而“单位时钟周期的计算效率”，最近10年提升也极慢，2011-2021年提高约30%。CPU的本职工作是复杂、串行计算，而提升串行性能需要越来越复杂的电路。

结论就是只要万糖，基本没有办法防止掉帧，为了延缓掉帧，可以参考这些措施：

CPU 4核（超线程8个逻辑核心）以上，频率越高越好。但现在最好的CPU比10年前一般的CPU也快不到1倍。

换个好的CPU散热器，是性价比最高的硬件投资，但拆机换散热器，这个操作对一般人略显硬核。

使用更省资源的建设方式，例如白糖黑盒，请期待蓝图功能。

特别提醒，如果瓶颈在 L，换显卡没有意义。

GPU和渲染帧率 R

在有大型建设的星球、超大戴森球的星系，游戏帧率会比一个空的星系更低，那是 R 拖慢了游戏。根据 R=GPU性能/(视野范围内规模*屏幕分辨率+星系范围戴森球规模)，有这些提高R的措施：

投资显卡。

降低屏幕分辨率。

隔离巨型戴森球，尽量避免在有戴森球的星系搞别的建设。

最近10年GPU性能提升幅度远大于CPU，2021对2011年同档次显卡（例如RTX3070对GTX670）性能为约5~10倍。因为GPU的本职工作就是简单、并行计算，只需要简单提高并行性能就能提高总体性能，所以GPU提升性能比CPU更容易，同一时期高低档显卡可以拉开几倍的差距。

如果你的显示器很大但显卡性能有限，可以按自己的喜好平衡屏幕分辨率和帧率。

如果显卡性能跟不上，隔离戴森球是极有效的规划方式，简单来说就是后期造戴森球的星系就只做戴森球的事情，只铺微波接收站、垂直发射井、电磁轨道弹射器，有时可能会采矿，但不要在有戴森球时铺生产线。另外，仅仅画戴森球（超大的）、不发射火箭，帧率已经开始掉，所以可以考虑先铺微波接收站、后再设计戴森球。