cpu主频越高越好吗?cpu频率性能提升

文/ 发布于2018-09-05 浏览次数:815

  cpu主频越高越好吗?cpu频率基本还停留在4GH平台呢?

  cpu处理器中有一条金科玉律,那就大名鼎鼎的摩尔定律,它阐述了晶体管数目与性能提升的关系,之于它究竟是还活着,还是像死了般活着还很难说。但是我们今天要讲的是另一条不太出名的定律——登纳德缩放比例(Dennard Scaling)。

  1974年内存之父罗伯特登纳德在其论文中表示,晶体管面积的缩小使得其所消耗的电压以及电流会以差不多相同的比例缩小,这个就是登纳德缩放比例定律。很多人摸不着头脑,这个和cpu频率提升有半毛钱关系吗?

  确实密切相关。我们先了解晶体管功耗是如何计算的,静态功耗的就是常规的电压乘以电流,W=V x I。而晶体管在做 1和 0的相互转换时会根据转换频率的高低产生动态功耗,W=V2 x F。显然,频率越高,功耗就越大,但我们在此后的30年都没有放弃做频率更高的cpu呢?

  答案是以为我们的半导体工艺一直在进步,目前甚至已经做到了10nm,7nm量产在即。根据登纳德缩放比例,工艺的提升,可以让晶体管们做的更小,导通电压更低,显然就弥补了频率提升带来功耗增加问题。但是我们的工艺并不是无休止境地提升,很快就会进入了一个长期的技术平台期,7nm以后路将会十分艰辛。

  而且晶体管尺寸缩小以后,静态功耗不减反增,带来了很大的热能转换,加之晶体管之间的积热十分严重,让cpu散热问题成为亟待解决的问题。散热做不好,cpu寿命大大下降,而且目前普遍存在的动态频率技术,过热会让cpu处于最低工作频率,高频只是个装饰、是个笑话。单纯提高cpu时钟频率因为随之而来的散热问题而变得不再现实,毕竟我们不会无时无刻地使用液氮为cpu降温,所以Intel、AMD都很识趣地停止了高频芯片的研发,转而向低频多核的架构开始研究。

  极限超频一般都是需要液氮、液氦来辅助散热也因此我们目前才会看到多核cpu的大爆发,这是提升性能更好的方法。

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