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为什么CPU主频这么多年提升不大?这个比喻通俗易懂解释CPU主频提升困难

更新时间:2024-09-06 18:16:36作者:xtcz2
我们把CPU比作一个货运队,这个货运队能干多少活(性能)。取决于几个主要的因素:

1、货车的行驶速度(主频)

2、货车数量(核心)

3、车厢数量(线程)

4、车厢装载量(架构)

5、路面(散热,散热不好就相当于路不好走,货车跑不快)

6、装货、卸货速度(缓存)

7、管理效率(制程)

这样也就能理解,为什么主频这么多年提升不大,因为速度是有物理上的限制。

为什么CPU主频这么多年提升不大?这个比喻通俗易懂解释CPU主频提升困难

车队里,如果只有一辆货车,跑得再快(主频)也送不了多少货。所以一个车队要干大买卖,就需要多辆货车(多个核心)。在车队运营的过程中,经常有这种情况:有很多货物体积大、重量轻,一个车头只拉一个车厢(一个核心带一个线程),很不划算。所以车队碰到这种情况就用一个车头拉两个车厢(一个核心带两个线程)。

车队老板发现,增加一些架子可以更好地利用车厢的空间。每次CPU架构的升级,就是一次车厢空间的优化。车厢越做越大,空间利用率也越来越高。

货车送货的路上,本来可以跑100km/h的,但路面坑坑洼洼不好走(CPU散热不好),结果就只能跑50km/h。

车队老板还发现,影响效率的就还有装货和卸货工人(缓存)。即便前面所有条件都很好,如果工人速度慢,货车一天只能送一趟,就没办法多送一趟了。

为什么CPU主频这么多年提升不大?这个比喻通俗易懂解释CPU主频提升困难

另外,车队得发工资啊,人越多,工资支付得越多(能耗),因此管理效率(制程)很关键。制程也是类似的道理,从45nm、32nm、28nm、20nm、14/16nm、10nm、7nm。每迭代一次,单位面积内可塞入的晶体管数量就会增多,相当于一样的活,可以用更少的人干。这主要不是为了提升性能,而是为了减少工资开支(降低能耗)。当然,这也为新购买新货车和车厢腾出了资金空间(芯片面积不变,可增加核心和线程数量)。

为什么CPU主频这么多年提升不大?这个比喻通俗易懂解释CPU主频提升困难

综上,选CPU,不仅仅要看主频,还要看架构、核心数、线程数、制程、缓存等等。例如,intel第九代的i9,看似基准频率跟前几代也差不多,其实有很大不同。i9这个车队货车头有8个、车厢16个节、车厢空间更大、走的路更平坦、装货/卸货效率高。哪怕跟前几代跑的速度一样,但i9车队拉货多,效率高,而且还更省油和人工。实际测试中,i9因为功率更低、散热更好,实际上保持高速的时间可以更长。

如果只是上上网、看看剧,四核绰绰有余了。打游戏,6核、8核也没啥特别优势,因为大部分的游戏目前是针对双核和四核来优化的。但如果是做设计、影视输出,或者同时运行多个应用,8核16线程的货车队,优势就非常明显了。

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