沒有小熊了770

這都2020年了還唯頻率論？只看主頻然並卵，我們買CPU除了看性能，還要考慮功耗。因為CPU發展早過了拼頻率的時代，架構、製程工藝、核心數量、緩存大小才是不同代數性能差異的決定因素。

比如2004年量產奔騰4，最高主頻達3.8GHz，但這是單核CPU，由於架構太落後，要運行於5.2GHz，才能與2.6GHz的Athlon FX-55性能相當。LGA775功耗牆導致溫度畸高，英特爾不得不放棄衝擊4GHz，甚至發生過承諾上4G無法完成，CEO下跪的事件。

追溯過去，CPU從單核心發展到多核多線程，也就是最近15年的事。英特爾從膠水雙核奔騰D開始，放棄了原來高頻低能的設計，2006年又拿出強大的酷睿微架構，將AMD按在地上摩擦好幾年，至今已發展到第10代，而AMD直到2017年祭出銳龍才得以翻身，有了和英特爾叫板的實力。

隨著處理器不斷演進，新低端性能超越老中端，甚至數倍於前代頂級CPU，以及移動CPU快過臺式CPU，這都是正常現象。比如G4560≥i3-7100，i3-8100≥i5-7500，i5-8500≥i7-7700。再拿FX-8350來說，八核心主頻4GHz，但性能不如功耗減半的Ryzen 5處理器。

▲回顧CPU發展史可見，頻率提升幅度變小，在保持原有功耗基礎上，通過增加晶體管和核心數提升效果仍明顯，但受制於摩爾定律，除非製程架構改進，否則難度也越來越大。通過優化指令集、超線程、睿頻等技術，CPU針對不同應用智能調度運行，以取得更好的能耗比。

▲酷睿5代筆記本CPU i7-5600U，性能和桌面處理器A10-7850K同級，我們能說2.6GHz打敗了3.7GHz嗎？當然，因為後者TDP功耗高達95W。

最新臺式處理器i3-10320，4核8線程，主頻3.7GHz，睿頻4.3GHz。2017年發佈的i7-7700同樣是4C8T，主頻3.6GHz，睿頻4.2GHz。3DMARK數據顯示，i3-10320處理器得分為11015，i7-7700得分為10116，

同時，CPU默認主頻5GHz並不實用，因為應用程序並不需要長時間高頻運行，那樣會導致功耗過高。睿頻技術即為高效而生，在應對複雜應用程序時，CPU自動調整運行主頻，以提高多任務執行速度。

比如一個額定頻率3GHz，睿頻可達3.5GHz的處理器，在寫TXT文檔時只用到1GHz，這樣降低功耗延長續航；但當運行大型遊戲時，CPU睿頻到3.5GHz運行，保證遊戲流暢度。換句話說，睿頻其實就是動態超頻，而無需人工干預。

第一顆真正主頻5GHz的CPU，是去年上市的英特爾i9-9900KS，8核心16線程，基準頻率4.0GHz，全核睿頻加速5GHz，TDP功耗也達到127W，英特爾當時的口號是：全球最強遊戲CPU！

但這顆 CPU 將成短命鬼，種種跡象表明就要停產退市了，眾多網店已無庫存，有的也貴得飛起，或者捆綁主板套餐，還不如AMD 12 核 R9 3900X 划算，且綜合實力只強不弱。

▲▼用什麼CPU僅憑主頻，就是圖樣圖森破。正確做法是根據個人需求，確定哪個性能級別的CPU夠用，再關注子項目測試得分，符合軟件運行要求就夠了，再比較品牌機型價格，有更好的U儘量往上選，筆記本顯卡也是同理。

CPU跑得再快，內存也要跟上，硬盤也是如此，還要結合軟件應用，軟硬件功能升級迭代，才能不斷催生新需求，這點上電腦跟手機是相通的。

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奇客

英特爾在過去給了很多人以誤導，覺得CPU性能提升還是要全靠主頻帶動，比如當年的奔騰4就不惜一切代價提升主頻，但是最終到了4Ghz的節骨眼上無法控制功耗發熱了，於是徹底放棄了4Ghz頻率，後來英特爾改進設計思路，以提升CPU效能為主，於是我們看到酷睿2處理器頻率不過才2Ghz，但是性能已經大大超越了過去的3Ghz以上的奔騰D。

不管是英特爾還是AMD，現在都以CPU的效能提升為主，因為半導體工藝的進步已經很困難了，如果一昧提升主頻，對CPU的良品率和功耗發熱都不易控制，難度也非常大，是得不償失的選擇，所以我們看到現在的9代酷睿和3代銳龍，CPU基準頻率不過3Ghz甚至更低，即使是加速頻率也大都在4Ghz-5Ghz左右，比如我的銳龍3700X基準頻率不過才3.59Ghz，但是實際性能已經是相當強悍了，絕對不是幾年前的4Ghz處理器可以相比的。

隨著主流程序對多核多線程的優化加深，所以CPU廠商目前更加註重多核心的設計，畢竟這相對於提升CPU單核性能和頻率更加容易一些，性能提升也能做到立竿見影，所謂的5Ghz主頻更多的還是一個數字象徵意義，我們看到9900K儘管達到了5Ghz，但是功耗發熱都非常大，即使是未來幾年，主流CPU恐怕也達不到5Ghz這個頻率。

嘟嘟聊數碼

    回到2004年，intel宣佈發佈4.0GHz主頻的CPU，但是止步於3.8GHz，之後主頻不進反退，時間走過了20多年，為什麼CPU主頻不能不斷提高呢，難道是觸碰到頻率的天花板了嗎？其實，瓶頸主要散熱。

    頻率和能耗的關係？

    在CPU中，為了確保內部所有硬件單元能夠協同工作，需要一套時鐘信號與系統同步進行。時鐘信號由一系列的脈衝信號構成，呈方波信號，週期性的在0和1之間往復變化，如下圖所示▼。

    第一個脈衝和第二個脈衝之間的間隔稱為週期，1s內產生的脈衝個數稱為頻率，頻率的計量單位是Hz，計算公式是“f=1/T”,而目前CPU的主頻普遍處於GHz級別，也就是說每秒產生10億個脈衝信號。

    能耗和頻率是成正比的，能耗關係為“W=V2 x F”,其中W是能耗，C是常數，V是電壓，f是頻率，頻率提高一倍，能耗提高一倍。然而，不斷提高頻率的同時，還需要提高電壓，通過提高遞延，減少“門延遲”，讓整個系統穩定下來。那麼電壓和功耗之間並不是線性關係，而是平方關係，呈冪函數增長，如下圖所示▼。

    目前，有些CPU頻率的玩家，在液氮製冷技術的加持下，挑戰9GHz的主頻，但是這些對我們日常電腦來說十分遙遠，不具備液氮給CPU降溫的條件。因此Intel 、AMD逐步停止了高頻芯片的研發，轉向了低頻多核的架構。

    總之，一味地提高主頻不是可行的方案，會導致功耗急劇上升，經濟上不划算，因此intel、AMD等廠商早就放棄了單純追求高主頻，而是提高CPU的效能，主球每瓦性能。當期coffeelake 3.8GHz的CPU相比奔騰4的3.8GHz，benchmakr跑分效能提高了十幾倍，功耗反而降低了，這都歸功於架構的升級。

Geek視界

頻率提高了發熱，發熱量太大了就得降頻，不降頻就得冒煙，等於沒提高，所以4G主頻是個坎。02年的時候Intel首次推出突破3G主頻的奔騰四處理器，也是人類首次用上3G以上頻率的桌面級處理器（超頻選手不算），結果發熱量可以煎蛋，無論是遊戲性能，功耗還有價格，都敗給了主頻只有1.8G的AMD速龍3000+，那次是AMD第二次小超越intel(第一次是k7)，後來Intel吸取教訓，不再一味的堆主頻，而是不斷地優化架構，發展多核心多線程，至今AMD也沒趕上來。

劍齒虎戰神

拿高速公路來說，從限速80提高到100，再提高到120，這就相當於是提高主頻，顯然對於提升通行效率也有幫助，但是多線程技術出現後，人們發現其實對於提高通行效率有另外一個方案，拓寬道路不也行嗎，從雙向4車道提高到雙向八車道在不提高限速的情況下不是提高了一倍的通行效率嗎？

單純提高限速會帶來很多次生問題，就像我們現實中的交通一樣。而拓寬道路產生的並行處理問題則可以通過邏輯關係處理好。

SpicaX

問題：為什麼現在CPU主頻還那麼低？現在2020年了，主頻普遍還是3.0左右？

回答：有5.0GHz，i9-9900KS就是可以做到全核心都是5GHz，但是發熱量巨大，而且成本很高。

如果說是CPU一個核心能夠超過5GHz，很多DIY的玩家都試過，但是如果是全部核心都超過了5GHz呢？
我們先來看看參數

　i9-9900KS最大的賣點就是睿頻至全核5GHz的規格，Coffee Lake架構，8核心16線程，三級緩存16MB，TDP高達127W。

我們做了一個測試：倍頻5.2GHz，電壓1.37V，內存X.M.P至3600MHz C16，CPU Load-line Calibration Level 8，Q-FAN將50°C時的風扇轉速拉到100%，Maximum CPU Core Temperature調至115°C。

當全部核心到了5.2GHz的時候，遊戲功耗比原來5.0GHz高了13W，溫度高了10°C。個人感覺超了0.2GHz，核心高了10°C有點不划算。

其實，大家可以看到的，溫度的提升跟主頻的提升並不是呈現線性的，當主頻提升一點的時候，就會出現更加巨大的發熱量和耗電亮。

普通玩家本身預算有限，如果在散熱和電源上花過多的錢去職稱頻率提升到5.0GHz，那那麼他們可能沒有足夠的錢花在CPU和顯卡上。如果把錢花在CPU上，散熱和電源不行，電腦也無法完全發揮CPU的作用。

而且，目前的主頻性能滿足大部分普通玩家的需求，所以即使在AMD猛追的情況下，Intel也只是推出了9900KS支持全核心5GHz的CPU，如果全部上全核心5GHz，中低端芯片的成本、散熱成本和電源成本都高到無以復加。

太平洋電腦網

頻率就是指一秒中震盪的次數。就像我們在水中投入一塊石子，一秒鐘內產生的水波紋的數量就叫作頻率。在CPU內部頻率越高，產生的熱量也越大。

這就導致CPU的頻率不能夠無限制的提高，否則將是一個巨大的熱源。所以英特爾在奔騰四之後著重於提高能效比，用更少的能耗做更多的事情。所以後來的CPU雖然頻率上並沒有以前的CPU頻率高，但是運行反而更快了。

一味地提高CPU頻率使功耗和發熱量巨大，就需要相應的芯片製造工藝提高來解決，但是目前的芯片製造工藝也無法支持一味的提升頻率，這不光導致功耗的增大，也會導致發熱量的增大，還導致CPU等良品率下降，造成成本進一步提高。

風來了156

為什麼現在CPU主頻還那麼低？現在2020年了，主頻普遍還是3.0左右？理論上說主頻越高越好性能越強，但唯主頻論也並非能夠提升電腦整體的性能，而還有其它設備是否能夠跟上CPU、諸如二級緩存、還有CPU架構等問題需要得到解決。

技術上的問題除了架構限制、製造工藝等限制應該在一定範圍內能夠做到最高主頻，比如像FX9590做到了5GHz、還有經過液氮冷卻達到8.7GHz的CPU，但實際上並沒有多大面積的採用。這不但是有無必要的問題，超高的發熱也讓也會讓電腦系統不穩定、甚至死機等問題。

計算機系統也並不只是CPU單一決定性能的好壞，CPU性能再好，但內存、緩存、硬盤讀寫、軟件等解決不好，CPU主頻再高都不一定能對計算機整體性能有更多的提升。

當然從商業上來說，也許如此快速把高主頻CPU進行推廣，是否在給自己挖坑兒呢。說不定像英特爾、AMD之類早已經有另一套方案比如換掉架構的新高頻CPU準備好了，只是現目前並沒有到拿出來的時候。慢慢一點點兒進行提升，不停的割掉一批又一批的韭菜，當然同時也在等待其它外圍的產品跟上趟。

只不過CPU主頻再高也不夠用，從以前幾百HZ的CPU，到單核3.8GHz的CPU，軟件越來越臃腫龐大，運行的內容越來越龐大，從來就達不到人的期望。英特爾的架構優化、發展多核心多線程才可能是正路子。

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東風高揚

我之前也有類似困擾，一直沒弄明白為什麼CPU這麼多年了，主頻沒咋提升。一些高端的CPU，基準頻率也不高。我總結了一個類比，或許可以幫助理解：

我們把CPU比作一個貨運隊，這個貨運隊能幹多少活（性能），取決於幾個主要的因素：

貨車的行駛速度（主頻）

貨車數量（核心）

車廂數量（線程）

車廂裝載量（架構）

路面（散熱，散熱不好就相當於路不好走，貨車跑不快）

裝貨、卸貨速度（緩存）

管理效率（製程）

這樣也就能理解，為什麼主頻只是性能評估的一個維度了。也能理解為什麼主頻這麼多年提升不大，因為速度是有物理上的限制。

車隊裡，如果只有一輛貨車，跑得再快（主頻）也送不了多少貨。所以一個車隊要幹大買賣，就需要多輛貨車（多個核心）。在車隊運營的過程中，經常有這種情況：有很多貨物體積大、重量輕，一個車頭只拉一個車廂（一個核心帶一個線程），很不划算。所以車隊碰到這種情況就用一個車頭拉兩個車廂（一個核心帶兩個線程）。

車隊老闆發現，增加一些架子可以更好地利用車廂的空間。每次CPU架構的升級，就是一次車廂空間的優化。車廂越做越大，空間利用率也越來越高。

貨車送貨的路上，本來可以跑100km/h的，但路面坑坑窪窪不好走（CPU散熱不好），結果就只能跑50km/h。

車隊老闆還發現，影響效率的就還有裝貨和卸貨工人（緩存），即便前面所有條件都很好，如果工人速度慢，貨車一天只能送一趟，就沒辦法多送一趟了。

另外，車隊得發工資啊，人越多，工資支付得越多（能耗），因此管理效率（製程）很關鍵。製程也是類似的道理，從45nm→32nm→28nm→20nm→14/16nm→10nm→7nm，每迭代一次，單位面積內可塞入的晶體管數量就會增多，相當於一樣的活，可以用更少的人幹。這主要不是為了提升性能，而是為了減少工資開支（降低能耗）。當然，這也為新購買新貨車和車廂騰出了資金空間（芯片面積不變，可增加核心和線程數量）。

綜上，選CPU，不僅僅要看主頻，還要看架構、核心數、線程數、製程、緩存等等。intel第九代的i9，看似基準頻率跟前幾代也差不多，其實有很大不同。i9這個車隊貨車頭有8個、車廂16個節、車廂空間更大、走的路更平坦、裝貨/卸貨效率高。哪怕跟前幾代跑的速度一樣，但i9車隊拉貨多，效率高，而且還更省油和人工。實際測試中，i9因為功率更低、散熱更好，實際上保持高速的時間可以更長。

如果只是上上網、看看劇，四核綽綽有餘了。打遊戲，6核、8核也沒啥特別優勢，因為大部分的遊戲目前是針對雙核和四核來優化的。但如果是做設計、影視輸出，或者同時運行多個應用，8核16線程的貨車隊，優勢就非常明顯了。

麥水果三叔

我認為這個問題其實主要是因為對摩爾定律（英特爾創始人之一戈登摩爾觀測到每隔18-24個月集成電路上集成的原件就會增加一倍，運算性能也提升一倍）的認可，以及目前cpu製造技術的侷限性所造成的。其實早在奔騰時代，英特爾就注意到了這個問題，如果僅僅追求速度的提升，那麼用不了幾年就會觸及cpu製造技術的天花板。製程雖然年年都在縮小，但這並不是無止境的。所以奔騰時代就已經出現了區別於普通奔騰處理器的含有mmx指令集的多能奔騰處理器，開始為cpu引入除了頻率以外的其他參數，這樣做豐富了CPU的評判標準可以使用戶的著眼點分散，不必只盯著頻率一個參數，讓製造廠家有一定的喘息時間，同時也儘可能的延緩觸及天花板的時間。但是即使如此，由於性能提升的需要，對於單核性能的壓榨也是日趨殘酷，於是廠家們又發明了一個其他的方法。記得還是在2000年前後3d顯卡大戰的年代。3dfx在與nvidia的交鋒中漸漸吃力為了挽回頹勢在voodoo4上使用了基於vsa-100的多核心方案，這樣有效的提升了顯卡性能，又減少了單核心的創新難度。唯一的缺點就是以當時芯片的生產水平增加一個核心意味著成本的很大提升，但這仍不失為一個不錯的方案。這就像一個家庭需要積累財富，如果只靠先生一個人掙錢的話，他努足了勁兒，從收入5000提升到1萬再到15,000，是很困難的，但是如果夫妻兩個人都上班，那麼即使是每個人只掙8000總收入實際上也是提升的，再過幾年兒子畢業了一起掙錢，那麼每個人可以在更輕鬆的狀態下實現家庭財富的更快速積累，這就是多核心的優勢。到這裡性能的問題有了著落，可是成本的問題還需要解決，雖說一家子掙錢眾人拾柴火焰高，但是添人進口挑費也隨之提高，咱們能不能少添人口，儘可能的讓現有的人再多掙錢，比如一個人打兩份工兼職一下呢？技高一籌的英特爾想到了辦法，之後不久上市的奔騰四也引入了多核心的概念，只不過英特爾沒有直接增加核心數而是採用超線程技術，虛擬出了兩個核心。這下皆大歡喜，性能成本兩全其美，而且分散用戶對於頻率的專注追逐。那之後的發展路線也基本是沿著這條路走下去，不一味提升單核運算頻率，而是採用提升頻率與增加核心數（包括線程數）相結合的方法來提升運算能力。直到今天我們已經迎來了第10代酷睿的王者i9 10900k 這款已經集成了10核心20線程。但是即使加載了Velocity Boost也依然讓頻率在5ghz左右徘徊沒有過分激進。這其中除了牙膏廠慣用的商業運作以外，我覺得也是有技術方面的限制，畢竟我們使用的還是電子計算機，當有朝一日（按摩爾定律用不了多久）我們的電路設計已經細到連電子（直徑0.008納米）都不能通過的時候，那麼就要真的徹底革新現在的CPU結構了。個人見解不對之處還請高人科普。

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