時折不自然にフレームレートが下がる

Question

PCの構成
CPU: Intel Core i7 6700HQ (3.5GHz)
GPU: Nvidia GeForce 960M (2GB VRAM)
RAM: 16GB

GTAVやJust Cause 3などをプレイしていると、時折フレームレートが50~70fps→25~30fpsまで突然下がり、その後1~2分かけて徐々に戻ります。

GPU-Zで温度を見ながらプレイしたところ、最高でも75℃ほどで、温度と症状の関係もなさそうでした。
また、フレームレートが落ちるときはクロック数はそのままで、CPUもGPUも使用率が半減します。
一度チップ（CPU＆GPU)を交換してもらいましたが、症状が直らなかったので原因はほかにあると思うのですが…
一体何が原因なのでしょうか？

air_supply · Accepted Answer

ANo.2 です。

"冷却ファンを敷いていたからかもしれません（敷いていてもダメな時もありますが…。）"
→　現在は、11月に入って気温も下がっていますので、8～9月より 10℃ くらいは低くなっているからではないでしょうか。冷却ファンは、私もノートで使っていますが、ある程度は効果があるようです。

"CPUにグラフィックチップが載っている形なので、CPUがGPUの熱をもろに受けているのかも…"
→　GeForce GTX960M は、CPU に載っている GPU ではありません。Core i7-6700HQ には、Intel HD Graphics 530 が載っていますが、GTX960M が動作している場合は休止しています。

GeForce GTX960M は下記です。
http://www.nvidia.co.jp/object/geforce-gtx-900m-graphics-cards-jp.html

CPU と GTX960M の実装状態は下記のページに写真が載っています。CPU と GTX960M をそれぞれヒートパイプに接続し、ヒートシンクとブロアファンで冷却しています。CPU にはヒートパイプを 1 本、GPU とメモリに 3 本使っています。これから、GPU 側の発熱が多いことが判ります。
http://www.4gamer.net/games/118/G011863/20150312078/

と言う訳で GPU を酷使すると、ノートパソコン内部の温度が上昇するのは仕方ないでしょう。

air_supply · Answer

ANo.1 です。

CPU の使用率が平均で 60% くらいだと、かなり余裕がありますね。通常は、GPU がほぼ 100% ということなので、目一杯働いでいる感じでしょう。CPU の温度がどれくらいでしょうか？

また、症状が出るときが CPU 30%、GPU 45% に下がるのは、何か制限が掛かっているとしか考えられませんね。

"症状が出る前は瞬間瞬間でPerfCap Reasonにidleと表示され、症状が出てからはしばらくidleが表示されます。"
http://8570w.blogspot.jp/2016/02/gpu-z.html
＜下記引用＞
9. PerfCap Reason (Performance Capped Reason) パフォーマンス制限理由。Util なら GPU なら余り負荷がかかっておらず余裕があるという意味になる。アイドル時はこうなってるはず。ゲームなどで負荷がかかると何も表示されなくなる。Pwr なら消費電力の制限、Thrm なら熱、VRel、VOp なら電圧。

原因は、熱か消費電力か、その他かは判りませんが、症状が出ている場合に "idle" 表示になるというのは、何かで GPU の動作を制限している気がします。良くあるのがサーマルスロットリングで、温度が高い場合に性能を制限するため、断続的に動作を停止させます。CPU が多いですが、GPU でも発生します。
https://wikimatome.org/wiki/%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%9E%E3%83%AB%E3%82%B9%E3%83%AD%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0

CPU・GPU 共に温度が高い状態が続いていると、周辺のチップ類にも影響が及びます。また、半導体は熱には弱いので、徐々に劣化してきているのかも知れません。

air_supply · Answer

GTA5 の推奨環境は、Core i5-3470 3.2GHz、8GB、GeForce GTX660 2GB と一寸高めです。
http://runtl.com/gta5-v-pc-review-kansou-kantan/

Just Cause 3 の推奨環境は、Core i7-3770 3.4 GHz、8GB、GeForce GTX 780 3GB とかなり高めです。
https://runtl.com/spec-just-cause-3-jc3/

GTA5 の URL のパソコンは、Core i5-4670K 4.4GHz、16GB、GeForce GTX970 と言うスペックでテストをしています。Just Cause 3 は、推奨環境で楽に動作するらしいです。CPU に関しては、一応 4コア 8 スレッドなので、大丈夫でしょう。Core i7-6700HQ 3.5GHz の仕様は下記、Tjunction 100℃ あるので 75℃ くらいではダウンしないでしょう。 
https://ark.intel.com/ja/products/88967/Intel-Core-i7-6700HQ-Processor-6M-Cache-up-to-3_50-GHz

それ以外はどうでしょう。GeForce GTX960M 2GB はこれらのゲームを高設定でプレイするには、少々力不足でしょう。恐らく、CPU は多少の余裕はあるでしょうが、GPU はずうっと 100% の使用率だと思います。GPU の温度も測ってみて下さい。GPU は通常 100℃ くらいまでは耐えるはずですが、その温度になると保護動作でクロックやコア電圧を落とします。それが、fps が下がる原因ではないでしょうか。1～2 分かけて冷めると、元に戻る感じでしょうか。

温度測定には HW Monitor をを良く使います。これは、GPU の使用率(Load)も見ることができますので、合わせて測定してみて下さい。
http://denno-sekai.com/hwmonitor/

過負荷による温度上昇の場合は、設定を下げるなどして GPU の負担を減らして下さい。また、GPU クーラーに埃が溜まっていて放熱しない場合は、掃除が必要です。

あと、人や構造物が沢山出てくるような場面で fps が落ちているのは、GPU の能力不足が疑われます。設定を下げてプレイするか、もっと上位の GPU を積んだノートパソコンに換えた方が良いでしょう。重い 3D ゲームは、デスクトップを対象にしていますので、GeForce GTX960M では力不足の場合が多いと思います。"M" 付きの GPU はデスクトップに比べて 2 ランク程低い性能と言われています。下記でスコアを見てみると、GTX960M は GTX960 と比べて半分以下の性能です。
PassMark →　https://www.videocardbenchmark.net/gpu_list.php
GeForce GTX 960M　スコア=2,059　　←　ノートパソコン用
GeForce GTX 960　　スコア＝5,799　　←　デスクトップ用

時折不自然にフレームレートが下がる

ANo.2 です。

ANo.1 です。

GTA5 の推奨環境は、Core i5-3470 3.2GHz、8GB、GeForce GTX660 2GB と一寸高めです。

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