¿En 4K la CPU hace cuello de botella? ¿Y en 1440p o 1080?

El cuello de botella es uno de nuestros mayores enemigos a la hora de montar un PC. Si no escogemos nuestras piezas equilibradamente, seguramente tengamos algún componente limitando innecesariamente el rendimiento del equipo. ¿Qué papel tiene la CPU en esto? ¿Qué cuello de botella habrá cuando juguemos a 4K, y qué pasa con las resoluciones inferiores? En este artículo intentaremos responder a estas y más preguntas. ¡Comenzamos!

El concepto del cuello de botella, ¿Qué es el cuello de botella?

Empecemos explicando básicamente en qué consiste en el cuello de botella. Su definición, aplicada al gaming, es muy simple: ocurre cuando hay un componente de nuestro PC limitando el rendimiento del juego, de tal manera que ese componente no está a la altura de las demás piezas, que podrían darnos muchos más FPS si el componente que causa el cuello de botella fuese más potente.

La verdad es que el nombre cuello de botella es bastante descriptivo de lo que ocurre. Precisamente, el cuello de una botella provoca que el líquido de su interior fluya a muchísimo menos caudal que si no existiese dicha parte.

Los causantes de cuello de botella

La gran pregunta que cabe hacerse ahora es: ¿quién o qué causa el cuello de botella? Se suele asociar, de forma imprecisa, al cuello de botella directamente con la CPU. Muchos hablan de este concepto como si solo lo pudiese causar el procesador, cuando ni de lejos tiene por qué ser así. Hay muchísimas cosas en juego cuando ocurre el cuello de botella, y todo depende básicamente de la combinación de componentes de nuestro PC, del juego en el que estemos y de lo que estemos haciendo en él.

Respecto a lo primero, lo más normal es que el cuello esté causado o por la CPU o por la GPU. Por ejemplo, si está causado por la CPU entonces esta no es capaz de mandar las llamadas de dibujado a la gráfica a un ritmo suficiente para alcanzar la tasa de FPS que esta última podría ser capaz de dar.

Hay más posibles causas de un cuello de botella, obviamente. Por ejemplo, un ancho de banda de memoria insuficiente puede ser precisamente la causa de que no aprovechemos correctamente la CPU, y es de hecho uno de los motivos por los que se recomienda comprar RAM relativamente rápidas. Otro ejemplo puede venir de las temperaturas, pues si se acercan a los máximos de la CPU o GPU pueden provocar thermal throttling y reducir su rendimiento, aunque no es lo normal.

También podemos tener cuellos de botella derivados, por ejemplo, de la red. No es que causen una bajada de FPS, pero sí limitan la jugabilidad por sí solas, que al fin y al cabo es la definición de cuello de botella.

¿Quién está causando mi cuello de botella? ¿Cómo saber si tengo un cuello de botella?

Para discernir si la CPU o la GPU es la causante del cuello de botella, lo que se suele hacer es monitorizar el uso de estos componentes. Si alguno de ellos está al 100% o cerca, mientras que el otro tiene una carga más relajada, entonces el que está cerca del 100% estará causando un cuello de botella. Ojo, porque monitorizar la CPU implica mirar el uso de cada núcleo, no de esta en su conjunto.

Respecto a si es perjudicial o no, primero hay que tener presente que lo normal es que siempre haya un cierto cuello de botella, y no pasa nada por ello. Hay muchos juegos que, por su diseño, dependen mucho más de la CPU o la GPU. Por ejemplo, en CS:GO seguramente estés limitado por la CPU si tienes una GPU potente, y tiene el problema de que evidentemente no vas a conseguir mejores FPS mejorando la gráfica, pero no implica ningún problema de funcionamiento. Y si te vas a algún otro título, como un juego AAA reciente con un gran detalle gráfico, seguramente te limite la GPU. No pasa nada.

De hecho, precisamente un cuello de botella de GPU se puede considerar algo positivo, ya que implica que está dándonos todos los frames que puede renderizar, aunque es algo muy relativo en función de cada caso.

Y por la banda de la CPU, no nos engañemos: un cuello de botella fuerte también puede ser una causa de problemas graves de rendimiento. Y no nos referimos simplemente a que no obtengas la cantidad de FPS deseada, sino a que tengas verdaderas dificultades para jugar, en forma de stuttering. Esto ocurre precisamente cuando hay un cuello de botella fuerte del lado de la CPU, y es la causa de que sea un problema tan temido. Se está viendo, por ejemplo, cómo mucha gente que juega con CPUs de 4 núcleos de hace varias generaciones tiene problemas de stuttering en juegos demandantes. Por ejemplo, alguien con un i5 bloqueado de 2ª o 3ª generación. Ni hablemos de quien siga teniendo un FX.

Desde luego, lo que suele ser preferible es tener a la GPU dándolo todo, tenerla al 100% no es un mal signo si la CPU también está siendo medianamente aprovechada. Ningún componente debería estar prácticamente en reposo en ningún caso.

La relación entre cuello de botella y resolución

El cuello de botella que podemos tener depende muchísimo de la resolución a la que vayamos a jugar. A medida que la aumentamos, la carga de la GPU se incrementa mucho, al tener que renderizar muchísimos más píxeles. Por ello, cuanto mayor sea la resolución es más probable que la GPU sea la causante del cuello de botella, y lo contrario para la CPU.

Os vamos a dejar algunos ejemplos muy claros de esto, basados en los datos de nuestros análisis:

Si tomamos una comparativa de rendimiento en juegos entre varias CPUs, vemos que a resolución 1080p podemos encontrar diferencias sustanciales. Por ejemplo, veamos nuestra review del AMD Ryzen 5 5600X, y centrémonos en un título como el Far Cry 5, que a 1080p deja diferencias de FPS de hasta el 49% entre la mejor CPU y la peor.

En cambio, si nos podemos con las pruebas de rendimiento a 4K, vemos exactamente los mismos números para todas las CPUs, con diferencias de 2fps. Esto significa que, en ese juego y resolución concretas, la RTX 2080 SUPER que se usó en las pruebas se convierte en el limitante de los fps y el causante del cuello de botella. Estos datos también os sirven para ver que en otros títulos sí hay diferencias palpables incluso a 4K.

Si subimos el listón a una RTX 3090, pero comparando dos CPUs que no distan demasiado (i9-10850K vs i9-9900K), vemos que a 1080p las diferencias rondan el 10-20%, y a 4K el 0-3%. A 1440p, un punto intermedio, tenemos un 2-10%.

Y si nos vamos a otros análisis, como los de Techpowerup, donde tenemos prueba de juegos también a 720p, ya vemos cómo las diferencias se disparan, comprobadlo vosotros mismos:

Tener un PC balanceado y sin cuellos es imprescindible, pero las calculadoras no son tus aliadas

Una vez explicado el concepto de cuello de botella, queda claro que es importante tener montado un equipo con componentes balanceados, con una CPU y GPU acordes al uso que se le vaya a dar. Ante esto surge la necesidad de determinar cuál es el balanceo adecuado, y por eso se crearon calculadoras de cuello de botella.

Estas calculadoras surgieron hace unos años como un concepto prometedor, pero por desgracia han demostrado una gran ineficacia. Ya estaba claro que, con todas las variables en juego, hacer un «cálculo» preciso del cuello de botella no sería posible.

Al fin y al cabo, la última alternativa que nos queda es ver las necesidades concretas de cada título, y en caso de duda apostar por una configuración «generalista» que no se exceda en CPU ni GPU. Por ejemplo, a día de hoy emparejar una gráfica de gama media o media-alta con una CPU de 6 u 8 núcleos (Ryzen 5600X / i5-10600K, Ryzen 5800X / i7-10700K) es una muy buena idea.

Dicho esto, os invitamos a pedir una configuración de PC personalizado en nuestro foro de Hardware, donde os daremos algo balanceado para vuestros componentes.

¿Cómo evitar los cuellos de botella?

El cuello de botella es uno de los más temidos enemigos de un equipo gaming. En juegos, consiste básicamente en que su rendimiento se vea limitado por una única pieza del ordenador, que impide que las demás se aprovechen correctamente. En el caso de un cuello por CPU, esta será incapaz de enviar a la GPU las llamadas de dibujado necesarias para aprovecharla. Si el cuello está provocado por la GPU,

En la práctica, siempre va a haber un cierto cuello de botella, el problema viene cuando estos son exagerados por motivo de una mala elección de componentes o una mala optimización del propio juego. Aquí, la resolución juega un papel fundamental: a 4K, por ejemplo, es muy poco probable que la CPU cause cuello de botella, el limitante estará en la GPU debido al gran trabajo de renderizado que tendrá que soportar. A resoluciones inferiores se hace mucho más probable ver a la CPU como un limitante, en función de la GPU que tengamos.

Aún así, la salida al mercado de las nuevas tarjetas gráficas de NVIDIA y AMD muestra cómo la resolución no es un indicativo automático de cuello de botella. Un equipo con una RTX 3090 o una RX 6900 XT, incluso cualquie tarjeta gráfica 4K, seguramente esté limitado por la CPU si esta no es especialmente buena.

En resumen: no lo des todo a la CPU ni a la GPU a la hora de montar un ordenador, independientemente de la resolución a la que vayas a jugar. Un equipo balanceado (como los que configuramos en nuestro foro de hardware) es la mejor solución. Con esto finaliza nuestro artículo sobre el cuello de botella. Esperamos que os haya servido de ayuda para entender mejor este complejo concepto.