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来源:三易生活

2004 年 10 月下旬在美国佛罗里达举行的一场产业会议中,时任英特尔 CEO 的贝瑞特单膝跪地,向观众和消费者请求原谅," 我也不想违背这个承诺 "。并且贝瑞特在当时还说到," 请原谅我们。"

贝瑞特所说的 " 承诺 " 是什么?简单来说,他指的是当时原本被宣称能跑到 4GHz 以上主频的 Tajas 架构奔腾 4 处理器,在多次研发失败后,英特尔方面不得不放弃让奔腾 4 跑到更高主频的尝试,同时也正式宣告了 " 唯主频论 " 这一商业宣传策略的破产。

当然,站在 " 事后诸葛亮 " 的角度来说,大家都知道英特尔在放弃了 " 唯主频论 " 后,反而促使他们开发出了一代神 U 奔腾 M,并基于它创造出了后续酷睿系列的辉煌。特别是那个时候奔腾 M 处理器凭借着不到 2GHz 的低主频,却可以在各种实测性能上压倒接近 4GHz 的奔腾 4,可谓是生动地 " 教育 " 了大量消费者,让大家对 " 高主频 " 解了毒。

然而 CPU 的高主频设计,近年又 " 卷土重来 " 了

然而当时间来到 2022 年,最近这几年的处理器无论是 PC 端、还是移动设备上,似乎都有重回 " 高主频 " 设计的趋势。

比如说在 PC 上,英特尔从 995X 到 2700K、再到 3770K,最高主频一直维持在 4GHz 以下,到了 4790K、6700K 和 7700K 时代,就涨到了 4.2~4.5GHz 左右。再到 8086K 和 9900KS 上,又进一步提升到了 5GHz。而 10900K、11900K 和 12900KS,最高主频则进一步拉升至 5.3GHz 到 5.5Ghz 的范围。

根据目前最新的爆料信息显示,最快明年英特尔方面可能就会推出主频直接 " 锁定 " 在 6GHz 的 Core-i9 13900KS,从而创下家用 PC 处理器默认主频的新记录。

同时,AMD 的情况也差不多。Zen 和 Zen+ 架构的家用处理器最高主频 " 仅 "4GHz 左右,到了 Zen2(3950X)和 Zen3(5950X)时代,最高主频就涨到了 4.7~4.9GHz。而根据最新的相关信息显示,即将发布的 Zen4 旗舰家用 CPU(Ryzen9 7950X),最高主频则会涨到 5.7GHz,与英特尔的 13 代酷睿 KS 型号很明显是 " 对标 " 的。

而在移动端,从 2016 年到 2019 年,苹果的 A 系列应用处理器(A10 到 A13)的最高主频,一直维持在 2.4GHz~2.6GHz 上下。但到了 A14、A15、A16 这三代,主频却呈现出 2.99GHz、3.24GHz、3.46GHz 的 " 三连涨 "。与此同时在安卓阵营,高通的骁龙家族也从骁龙 821、骁龙 835 的 2.34、2.45GHz,主频一路涨到了如今骁龙 870、骁龙 8 Gen1+ 的 3.2GHz。

不仅如此,目前有爆料称,下一代的骁龙 8 Gen2 最高主频甚至有可能再到新高、达到 3.5GHz 左右的水准。

成本与技术的双重因素,让高主频成为了合理的选择

那么问题就来了,此前历史的经验就已经证明,更高主频的 CPU 设计并不一定就意味着更强的性能,那么为什么现在不管是 PC、还是在移动设备上,都普遍又重新去追求 " 高主频 " 了呢?

原因其实很简单,一是成本低、见效快,二是因为现在厂商们的确也有去这样做的 " 底气 "。

众所周知,CPU 的综合性能基本上是由四个因素共同决定的,即最底层的指令集、指令集之上的架构设计、CPU 频率,以及存储子系统的带宽和容量。

其中,指令集和架构的进步对于 CPU 性能的提升理论上是最明显,少说也有百分之几十,多的时候甚至可以到好几倍。但一方面指令集和架构的改进都是极其精密、且需要长期研发积累才能实现。另一方面,指令集和架构的改进,必须要软件适配才能 " 见效 ",所以反而不能每代都做大的改动,不然反而可能会让开发者无所适从。

6400MHz 的 DDR5 内存可以充分释放最新 CPU 的多媒体性能,但多少人会去买呢

相比之下,存储子系统的提升对 CPU 性能的改进则来得很快,也不需要软件做什么适配,但是其成本会非常高。比如增大 CPU 的二级缓存、三级缓存,就会显著提高 CPU 的制造成本(缓存本身非常耗费晶体管数量);而增加内存的带宽(比如假设某款 CPU 非得 DDR5-7000MHz 以上的内存,才能完全发挥性能),则会大幅提升消费者的使用成本,显然也不利于市场推广。

正因如此,直接提升 CPU 的主频,也就成为了一种既能保证 " 见效快(软件不需要适配,就能直接得到性能改进)",又能有效抑制制造和使用成本的方式。毕竟比起昂贵的高频内存,就算电脑的供电和散热器堆料一点,也确实多不了多少成本。

其次,我们说如今的各芯片厂商 " 有底气 " 上高频率,指的自然就是目前半导体制程改进所带来的红利了。

是的,如果从散热器设计以及 TDP 数值来看,如今旗舰 CPU 其实比奔腾 4 那个时代还要更热、功耗也更高,但不可否认的是,在最新制程的 " 压制 " 下,目前 CPU 的能效比确实还是每代都有明显改进的。

说得直白一点,也就是尽管如今厂商再一次选择了 " 以频率换性能 ",尽管越来越多的证据表现现在处理器的功耗是节节走高,但这就好比一辆车的油耗提升了 1.5 倍、但马力却高了 2 倍一样。只要能效比不开倒车,就不能说重回 " 高主频 " 设计是一件不好的事情。

毕竟,消费者总是既想要性能进步、又想要产品价格不上涨的。在这样的需求推动下,以功耗换主频、以制程保发热,似乎也确实就是目前整个行业所能够选择的最佳道路了。

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