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如今CPU的主頻越來越高,但這是件好事嗎

前沿科技 3年前 (2022) 虛像
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2004 年 10 月下旬在美國佛羅里達舉行的一場產業會議中,時任英特爾 CEO 的貝瑞特單膝跪地,向觀眾和消費者請求原諒," 我也不想違背這個承諾 "。并且貝瑞特在當時還說到," 請原諒我們。"

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貝瑞特所說的 " 承諾 " 是什么?簡單來說,他指的是當時原本被宣稱能跑到 4GHz 以上主頻的 Tajas 架構奔騰 4 處理器,在多次研發失敗后,英特爾方面不得不放棄讓奔騰 4 跑到更高主頻的嘗試,同時也正式宣告了 " 唯主頻論 " 這一商業宣傳策略的破產。

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當然,站在 " 事后諸葛亮 " 的角度來說,大家都知道英特爾在放棄了 " 唯主頻論 " 后,反而促使他們開發出了一代神 U 奔騰 M,并基于它創造出了后續酷睿系列的輝煌。特別是那個時候奔騰 M 處理器憑借著不到 2GHz 的低主頻,卻可以在各種實測性能上壓倒接近 4GHz 的奔騰 4,可謂是生動地 " 教育 " 了大量消費者,讓大家對 " 高主頻 " 解了毒。

然而 CPU 的高主頻設計,近年又 " 卷土重來 " 了

然而當時間來到 2022 年,最近這幾年的處理器無論是 PC 端、還是移動設備上,似乎都有重回 " 高主頻 " 設計的趨勢。

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比如說在 PC 上,英特爾從 995X 到 2700K、再到 3770K,最高主頻一直維持在 4GHz 以下,到了 4790K、6700K 和 7700K 時代,就漲到了 4.2~4.5GHz 左右。再到 8086K 和 9900KS 上,又進一步提升到了 5GHz。而 10900K、11900K 和 12900KS,最高主頻則進一步拉升至 5.3GHz 到 5.5Ghz 的范圍。

根據目前最新的爆料信息顯示,最快明年英特爾方面可能就會推出主頻直接 " 鎖定 " 在 6GHz 的 Core-i9 13900KS,從而創下家用 PC 處理器默認主頻的新記錄。

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同時,AMD 的情況也差不多。Zen 和 Zen+ 架構的家用處理器最高主頻 " 僅 "4GHz 左右,到了 Zen2(3950X)和 Zen3(5950X)時代,最高主頻就漲到了 4.7~4.9GHz。而根據最新的相關信息顯示,即將發布的 Zen4 旗艦家用 CPU(Ryzen9 7950X),最高主頻則會漲到 5.7GHz,與英特爾的 13 代酷睿 KS 型號很明顯是 " 對標 " 的。

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而在移動端,從 2016 年到 2019 年,蘋果的 A 系列應用處理器(A10 到 A13)的最高主頻,一直維持在 2.4GHz~2.6GHz 上下。但到了 A14、A15、A16 這三代,主頻卻呈現出 2.99GHz、3.24GHz、3.46GHz 的 " 三連漲 "。與此同時在安卓陣營,高通的驍龍家族也從驍龍 821、驍龍 835 的 2.34、2.45GHz,主頻一路漲到了如今驍龍 870、驍龍 8 Gen1+ 的 3.2GHz。

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不僅如此,目前有爆料稱,下一代的驍龍 8 Gen2 最高主頻甚至有可能再到新高、達到 3.5GHz 左右的水準。

成本與技術的雙重因素,讓高主頻成為了合理的選擇

那么問題就來了,此前歷史的經驗就已經證明,更高主頻的 CPU 設計并不一定就意味著更強的性能,那么為什么現在不管是 PC、還是在移動設備上,都普遍又重新去追求 " 高主頻 " 了呢?

原因其實很簡單,一是成本低、見效快,二是因為現在廠商們的確也有去這樣做的 " 底氣 "。

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眾所周知,CPU 的綜合性能基本上是由四個因素共同決定的,即最底層的指令集、指令集之上的架構設計、CPU 頻率,以及存儲子系統的帶寬和容量。

其中,指令集和架構的進步對于 CPU 性能的提升理論上是最明顯,少說也有百分之幾十,多的時候甚至可以到好幾倍。但一方面指令集和架構的改進都是極其精密、且需要長期研發積累才能實現。另一方面,指令集和架構的改進,必須要軟件適配才能 " 見效 ",所以反而不能每代都做大的改動,不然反而可能會讓開發者無所適從。

如今CPU的主頻越來越高,但這是件好事嗎

6400MHz 的 DDR5 內存可以充分釋放最新 CPU 的多媒體性能,但多少人會去買呢

相比之下,存儲子系統的提升對 CPU 性能的改進則來得很快,也不需要軟件做什么適配,但是其成本會非常高。比如增大 CPU 的二級緩存、三級緩存,就會顯著提高 CPU 的制造成本(緩存本身非常耗費晶體管數量);而增加內存的帶寬(比如假設某款 CPU 非得 DDR5-7000MHz 以上的內存,才能完全發揮性能),則會大幅提升消費者的使用成本,顯然也不利于市場推廣。

如今CPU的主頻越來越高,但這是件好事嗎

正因如此,直接提升 CPU 的主頻,也就成為了一種既能保證 " 見效快(軟件不需要適配,就能直接得到性能改進)",又能有效抑制制造和使用成本的方式。畢竟比起昂貴的高頻內存,就算電腦的供電和散熱器堆料一點,也確實多不了多少成本。

其次,我們說如今的各芯片廠商 " 有底氣 " 上高頻率,指的自然就是目前半導體制程改進所帶來的紅利了。

如今CPU的主頻越來越高,但這是件好事嗎

是的,如果從散熱器設計以及 TDP 數值來看,如今旗艦 CPU 其實比奔騰 4 那個時代還要更熱、功耗也更高,但不可否認的是,在最新制程的 " 壓制 " 下,目前 CPU 的能效比確實還是每代都有明顯改進的。

說得直白一點,也就是盡管如今廠商再一次選擇了 " 以頻率換性能 ",盡管越來越多的證據表現現在處理器的功耗是節節走高,但這就好比一輛車的油耗提升了 1.5 倍、但馬力卻高了 2 倍一樣。只要能效比不開倒車,就不能說重回 " 高主頻 " 設計是一件不好的事情。

畢竟,消費者總是既想要性能進步、又想要產品價格不上漲的。在這樣的需求推動下,以功耗換主頻、以制程保發熱,似乎也確實就是目前整個行業所能夠選擇的最佳道路了。

【本文圖片來自網絡】

原文地址:http://www.myzaker.com/article/632b0913b15ec0723f6cfb65

版權聲明:虛像 發表于 2022年9月22日 am2:11。
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