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假如有一個單核心頻率20 GHz 的處理器,跟 4 核心 5GHz 的處理器,套用在電腦上有什麽區別?

2023-06-30新聞

非常理想化的問題

從現實的角度來看,如果有一顆core能夠達到20ghz,那麽它一定解決了以下幾個問題:

a.電壓問題。回到小學物理,以簡單的rc電路為例,充電時間t= RC*ln(E/(E-U)) 們期待有更快的充放電速度。因此我們需要更高的端電壓E和更小的電容電阻。然而供電電壓是不可以無限制上升的。

喜歡超頻的玩家非常了解這一點。雖然提高電壓能夠提高器件的充放電速度,但電壓提高了會有機率擊穿器件,導致cpu再也點不亮了(QAQ

b.溫度墻問題。當cpu提高電壓之後,功耗也自然提升了,cpu的工作溫度也會大振幅上升。若cpu工作問題>溫度墻閾值,cpu會自動降頻來保證cpu回到安全工作溫度(QAQ

c.散熱極限問題。一般來說,目前業界芯片熱流密度極限是200W/cm3。如果cpu能突破到20Ghz,那散熱極限也可能推到500W/cm3(QAQ

d.cpu架構問題。如果該cpu達到了20Ghz。從架構來看,只有可能是超超超深pipeline才能刷到這個頻率。然而pipeline本身也是不可能無限制加深的。越深的pipeline,內部打拍的reg也越多,面積功耗都會大振幅上升。此外,深流水帶來的misprediction penalty是完全無法接受的。要知道,precott達到了31級pipeline。雖然可以把頻率拉高了,但效能也拉了,被Northwoog(20級pipeline)吊錘。現代cpu一般將pipeline級數放在8-13級之間。可以說,超超超深流水線並不能帶來更好的cpu效能(QAQ

結論:

20ghz的single core還在夢裏。如果真能存在,它的存在本身就是一個可以無限制挖掘的寶藏。相比於它的效能來說。從業人員更希望了解這效能是怎麽來的,封裝/工藝/架構才是我們想知道的。

回到現實中來,顯然也是4core 5ghz的cpu cluster效能更強。從當前業界來看 這類cpu也是支持smt的。可以看做是4c8t,那就更碾壓了(