奔4时代CPU的单核性能可以无限增加吗？

CPU的单核性能有多重要？无需重复此操作，但是可以无限地提高CPU的单核性能吗？在回答这个问题之前，让我们先讲一个简短的故事。许多年前，威盛能够与英特尔竞争。当时是Pentium 4时代。在CPU频率继续突破1GHz，2GHz和3GHz之后，Intel制作了更高频率的CPU。据说奔腾4的频率是4GHz。这是英特尔前首席执行官跪下的场景，因为英特尔并未像奔腾4时代所承诺的那样推出4GHz高频产品。

但是许不知道的是，当时4GHz并不是Intel的最终目标。在2001年的IDF会议上，英特尔曾表示Pentium 4处理器可以在10GHz下运行。法则失败了。实际上，自28nm节点以来，它并没有带来太大的性能改进，并且功耗问题变得越来越严重。

每个人都知道，从理论上讲，处理技术越先进（进程号越小），CPU的性能就越高，功耗和发热量就越低，但是实际上这个问题非常复杂，而且功率CPU的消耗可分为静态功耗，静态功耗和动态功耗。前者主要是由漏电流引起的。该过程越先进，漏电流趋于增加。动态功耗可以通过公式1/2 * CV2F来计算。 F频率越高，动态功耗就越高。

为了增加频率，不可避免地要增加电压，但是电压越高，功耗就越高。简而言之，静态功耗和动态功耗的存在决定了CPU频率越高，功耗就越高。由于频率降低，将严重影响处理器的性能。

说到这一点，尽管英特尔的14nm工艺因挤牙膏而被嘲笑，但从技术上讲它确实很棒。从Skylake架构的第一代14nm到当前的Coffee Lake 14nm ++工艺，性能提高了26％。 ，或者将功耗降低52％，而在不更改基本结构的情况下很难实钱上的问题，例如，改进L1 / L2 / L3高速缓存可以提高性能，但是高速缓存会占用核心区域很大，并且命中率和命中代价存在问题。您不能只是随机添加单位。

此外，CPU的内部部分也可以分为整数部分和浮点部分。前者对于日常使用非常重要，而浮点性能对于计算而言则更为重要。但是，CPU的浮点性能并不是日常使用所必需的，因此这对于每个人来说都是普遍的，在这部分，感觉不到改进。

支持AVX512的Core i9-7900X浮点的性能大大提高

说句公道话，近年来CPU浮点单元的发展符合单核的超强要求，因为从SSE到AVX到AVX2到最新的AVX-512，CPU浮点性能显着改善。正如英特尔所说：“借助多达两个512位Fusion Multiply-Add（FMA）单元，该应用程序可以在一个512位向量中的每个时钟周期内每秒打包32个双精度和64个单精度浮点运算。 。以及8个64位整数和16个32位整数。因此，与Intel Advanced Vector Extensions 2. 0（Intel AVX 2））相比，数据寄存器的宽度和数量以及FMA单元的宽度增加了一倍。

但是正如我之前所说，CPU的浮点性能并不是每天都需要的。整数性能更重要，但是整数单位的性能不是很明显。许认为，CPU架构多年来一直在挤牙膏。

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