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CPU的核心数量越来越多,真的就会让电脑变快吗

更新时间:2023-05-15 23:36:59作者:cblsl
2017年冬季,当Intel方面首次在消费级市场推出六核心的酷睿i7-8700系列处理器时,几乎所有的媒体和消费者都意识到了一件事,那就是“四核八线程”作为高端主流产品的时代注定要成为历史了。CPU的核心数量越来越多,真的就会让电脑变快吗

酷睿i7-7700K,最后一代“四核八线程”旗舰消费级CPU


然而当时可能没有人能够想到,当时间来到2023年,定位“家用游戏”用途的酷睿i9处理器,就已经进化到了24核、32线程的规格。


与此同时,在针对专业创作者及性能发烧友领域,今年最新的HEDT处理器更是已经达到了56核112线程(至强W9-3495X)的水准,相比2017年的18核36线程(酷睿i9-7980XE)同样已经上涨了数倍之多。

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24核32线程,主频高达6GHz以上的i9-13900KS


那么问题就来了,对于如今这么多核心的CPU来说,它们是否真的让电脑比过去快了很多呢?其实,这个问题需要分为好几种情况来具体分析。


首先,CPU的“性能”既要考虑核心数量,还需要考虑单核的运行频率和架构因素。比如说,某些企业级CPU看似有一百多个核心,但单核主频可能都还不到2.5GHz。在这种情况下,虽然整个CPU的“总算力”看似不低,但实际上单核性能很可能低到令人发指。

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128核256线程、总和性能很强,但对绝大多数人来说可能反而会觉得慢


在这种情况下,只要运行在上面的程序无法同时“吃满”所有核心的性能,那么单个程序实际能够用到的算力,很可能甚至还比不上哪些超高主频的八核、十六核消费级CPU。落实到用户体验上也就意味着,这种“低主频、超多核”的CPU一旦运行只针对少数核心优化的程序(比如大多数游戏、多媒体、办公软件等),真实的性能表现未必就很给力。


可能有的朋友会说,如果不玩服务器CPU,那么如果仅限消费级领域,现在的最新型CPU难道不是比过去快了好几倍吗?


其实,也不见得。一方面虽然要承认,无论Intel还是AMD,他们最近这两三年里的确都通过架构改进,显著地提升了CPU的运行效率。而且得益于半导体相关技术的提升,最新的这些CPU峰值主频已经高达6GHz上下。如此一来,相比于当年“雷打不动”的那些四核八线程老款CPU,新方案哪怕是在单核性能上也确实是有着很大的提升。

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但另一方面,查阅公开数据后就不难发现,与曾经的一些“四核八线程”老款CPU相比,如今消费级CPU的单核提升幅度,实际上要远小于它们的核心数量增速。以i9-13900K和i7-7700K为例,前者的CPU-Z单核/多核成绩为902/16680分,后者则是492/2648分。换句话说,13900K相比于7700K多核性能是后者的6.29倍,但单核增长幅度则仅为0.83倍。


也就是说,如果在这两个CPU上分别运行一款最多只能用到一个CPU核心的程序(比如某些游戏),那么13900K有可能仅比7700K快了不到八成。

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那么如果运行的是某个针对“多核处理器”优化得特别好的程序,13900K是否又能比7700K快6倍以上呢?其实也很难。这是因为,现阶段的这些消费级CPU普遍采用了“大小核”设计,也就是说虽然看似有24个核心,但实际上这些核心被分为了8个“大核”与16个“小核”。与此同时,因为大核与小核之间存在显著的性能差异,所以从编程规范的角度来看,它们并不适合同时并行运作、为单一一个程序提供加速。

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在光追测试中,11900K并不输给12700K,新架构多出来的小核此时也没有派上用场


事实上,大家只要有关注各大品牌近年来的相关宣传就会发现,他们普遍都是在强调PC处理器的“异构多任务性能”。比如一边打游戏、一边开直播,此时8个大核可能全部会用于执行游戏,而16个小核则会分担系统、直播软件等,其他低负载程序的性能需求。但这样一来也就意味着,此时最新的消费级CPU真正相比于“老款”的游戏性能优势,也就是不到2倍的单核性能,再乘以2倍的(大)核心数量而已,总共可能也就3倍上下,而不会是表面上看起来的6倍多。


而且说实在的,以上这种情况甚至都还属于偏“理想化”的预估。因为大家还要考虑到一个更加现实的情况,那就是现阶段的消费级CPU虽然旗舰型号有“8大核16小核”或是“8大核+8大核”。但实际上那些更主流的i5、i3,或者锐龙5和锐龙3等型号,目前依然还是只有6个,甚至4个大核的配置。

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只要入门级和主流CPU不增加核心数量,旗舰CPU就必然会受其拖累。无法充分发挥多核的效率


这也就意味着,站在开发者的角度来说,他们如今依然必须考虑只针对“4大核”或“6大核”进行性能优化,而必然不可能去开发只兼容16核、24核,乃至56核CPU的“主流”软件或游戏。


换句话说,虽然如今的旗舰CPU核心数量比起几年前多了好几倍,架构和频率也提升了好几轮。但由于“大小核”的设计思路限制,以及中低端产品所带来的规格制约,它们实际上几乎不太可能在实际使用中发挥出“全核全开”的性能,并且相比于过往老产品的优势,自然也就没有理论上那么大了。


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