为什么CPU提升小了 性能是过剩了吗?

日期: 2024-11-26 作者: 固态硬盘

简介

  从Intel酷睿13代、AMD锐龙 Zen 7000之后直到最新一代的Intel酷睿200S、AMD锐龙9000系列 CPU,是不是感觉性能变化很小?这是没有堆砌性能的必要了,还是性能提升的困难度提升了?以上答案都为“是”,至于原因嘛,只能说是多重因素共同“促成”的。

  随着晶体管尺寸逐渐缩小到接近原子级别,继续缩小的难度慢慢的变大。摩尔定律(每18个月晶体管数量翻倍,成本降低一半)的放缓表明,我们正在接近硅基半导体的物理极限——你能够正常的看到TSMC所谓的3nm工艺和5nm工艺之间的密度、电气特性差异并不明显。此外,时钟频率的提升也遇到功耗和散热的瓶颈。所以你能够正常的看到目前的CPU都在寻求新的发展趋势:大小核心设计、3D堆叠芯片等等。总而言之,在物理技术发展出现瓶颈的时候,你不可能看到某代产品突然可以有50%以上的性能提升,比如苹果这几年的M系列CPU,你再也看不到A4~A10那个阶段的性能提升幅度了——30分~60分容易、60分~80分困难、80分到90分艰难,90分~95分就是地狱难度了。

  现代CPU的性能提升更多依赖于架构的改进,例如增加指令集优化、提高并行解决能力和改进缓存管理。这些改进在提高单核性能的同时,也能明显提高多核性能。比如最新的Intel酷睿200S系列CPU,P核心和E核心的IPC性能大幅度提高,哪怕是去掉了多线程设计,CPU的单核心、多核心性能都很抢眼;AMD的锐龙9000系列因为提高了IPC性能,所以能耗比表现也十分惊人。

  许多软件已经针对现有硬件进行了高度优化,操作系统和应用程序能够更高效地利用多核和多线程,来提升了总体性能。比如游戏会在不同的核心上处理物理计算、AI、渲染等任务,但是这并不代表多核心能被充分的利用——以3A游戏为例,大多数游戏也不过使用6~8个核心/线程,哪怕大型开放式游戏,也就没有超过12个核心/线程的。注意这里还着重针对性能核心而言,像Intel这种P+E核心在很多应用中,都是优先调用P核的。

  比如你是游戏直播达人,有游戏+直播的双重需求,6核心12线程的CPU都足够使用。当然,像视频编辑、3D设计渲染、编程(如使用C++或Java)、测试开发、虚拟化和容器化应用这些还是核心/线程越多越好。

  对于大多数人来说,电脑CPU的性能已经足以满足日常需求(例如网页浏览、办公软件和多媒体播放、游戏等)。除非是对特定高性能应用(如视频编辑、3D渲染和大型游戏)有需求,否则很少有人需要最新最强的CPU。另一方面,手机、平板等移动电子设备的普及,让原本只能在电脑上操作的应用可以随时随地实现,电脑不再是核心设备,它的作用本质上在弱化。

  越来越多的计算任务正在转移到显卡(GPU)和专用加速器(如AI加速器)上——高效的并行计算能力非常符合目前的应用需求,X86 CPU这种通用处理器现在面临最大的困境其实也在这里:复杂全面的算力是“英雄无用武之地”。

  总的来说,虽然单纯依靠提升时钟频率和晶体管数量的方式难以继续明显提升CPU性能,但通过架构优化、能效改进和软件优化,现代CPU仍在慢慢的提升。而对于普通人来说,现有CPU性能已经足够强大,性能过剩的现象也就不足为奇了。所以这里也建议我们大家购买CPU的时候多关注能效比问题,而不是单纯的性能输出。

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