Minecraft节能优化案例研究：如何在不影响游戏体验的同时降低能耗

Minecraft节能优化案例研究：如何在不影响游戏体验的同时降低能耗

在Xbox，我们对玩家和行业的承诺是减少游戏对环境的影响。玩家越来越意识到游戏能源成本和视频游戏对环境的影响。游戏发行商对加强环境管理也越来越感兴趣。我们希望分享一系列精选示例，其中游戏以某种方式引入了能效优化，使玩家在沉浸在游戏体验中时无法察觉。有无数的方法可以将节能创意传递到游戏中，从菜单或大厅，到游戏处于空闲状态时发生的情况，甚至在特定条件下的游戏过程中发生的情况。

Java快照中提供的Minecraft改进

有能量意识的《我的世界》者可以欢欣鼓舞！我们于2024年8月发布，引入了新的每秒帧数（FPS）限制器功能，该功能可降低《我的世界》的帧速率，同时游戏处于某些空闲状态。仅当玩家未主动玩游戏以提高其电源效率时，FPS限制器才会启动。

如果你有游戏电脑，它可能是你家中最耗能的设备之一。在全球范围内，电脑游戏每年使用约230太瓦小时的电力，相当于5900万欧盟家庭。仅在美国，游戏玩家每年消耗价值60亿美元的电力，排放约1200万吨二氧化碳，相当于大约230万辆乘用车。

通过此功能，我们的目标是降低计算机在运行《我的世界》时消耗的电量，从而有助于减少游戏产生的温室气体排放，同时延长电池供电设备的电池使用时间，并避免设备遭受不必要的压力。

FPS限制器的工作原理是什么？

FPS限制器功能在某些情况下限制游戏的最大帧速率，由新的视频设置“减少FPS时间”控制。此设置有两种模式：

• 最小化：仅当游戏窗口最小化时，帧速率限制为10FPS。
• AFK（远离键盘）：当游戏超过一分钟未收到玩家输入时，帧速率限制为30FPS。在总共10分钟没有输入后，帧速率进一步降低到10FPS。当游戏最小化时，它还会将游戏限制为10FPS。安装快照时默认启用AFK，但之后可以切换到“最小化”。

与随时限制帧速率的现有FPS限制器设置不同，当你不需要以最高保真度运行游戏时，此新功能允许在特定方案中节省能源。你仍可以在全局设置中保持未应用帧速率以获得最佳性能，并将其设置为仅在特定情况下降低帧速率。这样，根据你的硬件，你应该看到功耗显著下降，而你被动地耕种资源过夜，在吃零食时被侧身跟踪，或去Wiki兔子洞。

在AFK时测量FPS限制器节省的功率

下图演示了使用HWInfo在GPU上测量的平均功耗降低情况。y轴是估计的平均功耗，x轴是时间。用于此测试的GPU是NVIDIA GeForce RTX 3080。在所有测试方案中，玩家将进入游戏，并在5分钟标记上保持游戏空闲状态。标记为“1.21”的橙色线条是引入速率限制器功能之前的体验，可以看到在游戏空闲整整19分钟时该行如何保持静态。相反，标有“FPS Limited”的蓝线在6分钟标记（即保持游戏空闲状态后60秒）的平均功耗下降，然后在15分钟标记上的平均功耗进一步降低，即游戏再保留10分钟处于空闲状态后，平均功耗将进一步降低。最后，标有“OS空闲基线”的绿线演示了OS在后台利用的功率量。

还可以在下表中查看这些结果：

在最小化时测量FPS限制器时的节电情况

从上面，我们还引入了一个节能功能，当游戏从活动焦点最小化时。使用与上相同的设置和配置，下面的图表演示了在玩家最小化其电脑上的窗口后，电源使用率是如何大幅下降的。

还可以在下表中查看这些结果：

介绍控制器在主机上断开连接时的节能功能

我们希望在R&D开始时确定轻松获胜。感谢《我的世界》产品遥测，我们的可持续发展团队注意到，在Xbox主机上，我们的“控制器断开连接”对话框经常显示，这大概是因为各种原因，玩家退出了主动游戏。这为降低帧速率提供了一个很好的机会，而玩家的眼睛可能不在屏幕上，因此我们想在此处引入节省。

为了了解所做的改进，我们需要测量更改前后的平均功耗。在面向开发人员的Xbox Sustainability Toolkit和Xbox认证团队的帮助下，当控制器断开连接通知在屏幕上显示超过60秒时，我们降低了帧速率。我们进行了一些更改，以在控制器断开连接屏幕显示超过60秒时降低帧速率。

可以从下面的数据中查看它的外观。读取下图时，y轴是估计的平均功耗。红线表示Xbox Series S的电源使用率百分比，蓝线表示Xbox Series X的电源使用百分比。

上图提供了认证团队在活动游戏期间断开控制器连接后使用PIX中的Power Monitor捕获的目标结果。此处的活动游戏意味着使用自定义种子加载到一个世界中，导航到两个主机上的同一点，瞄准同一块并断开控制器的连接。上述屏幕截图中的阶段1保持60fps帧速率；阶段2将帧速率降至10fps。

还可以在下表中查看这些结果：

Xbox控制器断开连接对话框帧速率上限的当前状态是团队已验证我们的试验，即将发布的此游戏将使更改永久适用于单人场景。该团队将来还致力于将此行为扩展到多玩家方案和附加对话，以恢复更多节能。

牢记可持续性

作为一家游戏工作室，我们意识到我们的产品对环境的影响，不仅在我们制作产品时，而且当你在产品发布多年后，你也会喜欢它们。保护我们的环境是构建一个更美好世界的基石，我们不只是想教育可持续生活，我们希望通过我们对《我的世界》做出的改变来减少你的影响。这项新功能是这项工作的一部分，我们希望通过它改善游戏对环境的影响。