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假如有一个单核心频率20 GHz 的处理器,跟 4 核心 5GHz 的处理器,应用在电脑上有什么区别?

2023-06-30新闻

非常理想化的问题

从现实的角度来看,如果有一颗core能够达到20ghz,那么它一定解决了以下几个问题:

a.电压问题。回到小学物理,以简单的rc电路为例,充电时间t= RC*ln(E/(E-U)) 们期待有更快的充放电速度。因此我们需要更高的端电压E和更小的电容电阻。然而供电电压是不可以无限制上升的。

喜欢超频的玩家非常了解这一点。虽然提高电压能够提高器件的充放电速度,但电压提高了会有概率击穿器件,导致cpu再也点不亮了(QAQ

b.温度墙问题。当cpu提高电压之后,功耗也自然提升了,cpu的工作温度也会大幅度上升。若cpu工作问题>温度墙阈值,cpu会自动降频来保证cpu回到安全工作温度(QAQ

c.散热极限问题。一般来说,目前业界芯片热流密度极限是200W/cm3。如果cpu能突破到20Ghz,那散热极限也可能推到500W/cm3(QAQ

d.cpu架构问题。如果该cpu达到了20Ghz。从架构来看,只有可能是超超超深pipeline才能刷到这个频率。然而pipeline本身也是不可能无限制加深的。越深的pipeline,内部打拍的reg也越多,面积功耗都会大幅度上升。此外,深流水带来的misprediction penalty是完全无法接受的。要知道,precott达到了31级pipeline。虽然可以把频率拉高了,但性能也拉了,被Northwoog(20级pipeline)吊锤。现代cpu一般将pipeline级数放在8-13级之间。可以说,超超超深流水线并不能带来更好的cpu性能(QAQ

结论:

20ghz的single core还在梦里。如果真能存在,它的存在本身就是一个可以无限制挖掘的宝藏。相比于它的性能来说。从业人员更希望了解这性能是怎么来的,封装/工艺/架构才是我们想知道的。

回到现实中来,显然也是4core 5ghz的cpu cluster性能更强。从当前业界来看 这类cpu也是支持smt的。可以看做是4c8t,那就更碾压了(