cpu功耗和tdp,制程對(duì)cpu的影響

　　當(dāng)你買處理器的時(shí)候，除了型號(hào)，你總能聽到核心線程數(shù)、TDP、工藝技術(shù)之類的詞?？此篇?dú)立的術(shù)語，它們之間的關(guān)系實(shí)際上決定了處理器的性能，它們的緊密程度非常接近。今天的邊肖，他們之間的關(guān)系。

　　TDP

　　TDP的英文全稱是“Thermal Design Power”，中文直譯是“Thermal Design Power Consumption”。主要提供給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)廠商、散熱器/風(fēng)扇廠商、機(jī)箱廠商進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一般來說，TDP主要應(yīng)用于CPU。CPU TDP的值對(duì)應(yīng)的是一系列CPU的最終版本在滿載時(shí)可能達(dá)到的最高散熱量(理論上CPU利用率為100%)。當(dāng)處理器TDP達(dá)到最大值時(shí)，散熱器必須確保處理器的溫度仍在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。特別注意TDP不等于CPU功耗！

　　制程工藝

　　工藝是指集成電路在生產(chǎn)CPU過程中的精細(xì)程度，也就是說，精度越高，生產(chǎn)工藝越先進(jìn)。同樣的材料可以制造更多的電子元件，連接線越細(xì)，精細(xì)度越高，CPU功耗越低。比如目前主流的14nm和10nm，這些都是指工藝程度。

　　核心

　　芯片，也叫內(nèi)核，是CPU最重要的組成部分。中央處理器中央凸起的芯片是核心，由單晶硅經(jīng)過一定的生產(chǎn)工藝制成。CPU的所有計(jì)算、接收/存儲(chǔ)命令和處理數(shù)據(jù)都由內(nèi)核執(zhí)行。各種CPU內(nèi)核都有固定的邏輯結(jié)構(gòu)，一級(jí)緩存、二級(jí)緩存、執(zhí)行單元、指令級(jí)單元、總線接口等邏輯單元都有科學(xué)的布局。

　　知道了這些名詞的意思，我們?cè)僭敿?xì)說說它們的關(guān)聯(lián)性。當(dāng)然，枯燥的解釋毫無意義。邊肖選擇了兩代處理器進(jìn)行對(duì)比，分別是7代酷睿低壓處理器7500U和8代酷睿低壓處理器8650U。選擇這兩個(gè)沒有其他原因。目前第八代處理器只有移動(dòng)平臺(tái)的低壓處理器。

　　相比8650U，核數(shù)直接翻倍，達(dá)到4核8線程，匹配緩存翻倍至8MB。處理器執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時(shí)，內(nèi)核(兩條大魚)越多，性能越好。

　　不過核心頻率變化很大。8650U的基頻比7600U低900MHz！有人會(huì)說，為什么這么低？需要考慮功耗問題。物理核心數(shù)翻倍——必然會(huì)增加功耗，因?yàn)檫@個(gè)基礎(chǔ)頻率是所有核心的同步工作頻率！這對(duì)于維持15W水平的熱功耗設(shè)計(jì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　但是不用擔(dān)心性能問題。在復(fù)雜的應(yīng)用中，即使基礎(chǔ)頻率低一點(diǎn)，因?yàn)楹诵木€程數(shù)量的增加，協(xié)作效率也提高了很多。這也是第八代低壓芯處理器可以和第七代標(biāo)準(zhǔn)電壓處理器相提并論的根本原因之一。

　　有意向的朋友這時(shí)候肯定會(huì)提問。你強(qiáng)調(diào)半天多核。單核性能怎么樣？我們都知道單核(雙核)上的頻率對(duì)性能影響很大。這是英特爾技術(shù)實(shí)力和對(duì)用戶需求準(zhǔn)確判斷的最好體現(xiàn)。——8650U的加速頻率高達(dá)4.2GHz，比7600U高出300MHz。如此一來，在內(nèi)核優(yōu)化的基礎(chǔ)上，加速頻率進(jìn)一步提高，單核的性能也有了相當(dāng)程度的提升。你有什么好擔(dān)心的？

　　但是，這一切都不得不提制造工藝帶來的幫助。只有提升工藝技術(shù)，才能提高晶體管密度，增強(qiáng)性能，降低處理器功耗，這是提升處理器性能的根本基礎(chǔ)。對(duì)于8代核心來說，為了使筆記本使用的核心數(shù)量翻倍，需要更好的工藝技術(shù)，在相似(甚至更小)的空間內(nèi)可以放置更多的晶體管，同時(shí)可以有效控制功耗范圍。英特爾采用了超微14納米制程技術(shù)，在同代制程技術(shù)中實(shí)現(xiàn)了更小的芯片面積，這也意味著一個(gè)單元可以塞進(jìn)更多的晶體管

　　許多了解技術(shù)的人肯定會(huì)告訴邊肖在這一刻停止吹。人家都10nm了你還在說14nm。“然鵝”其實(shí)并沒有大家想的那么辣。正如我們剛剛看到的，英特爾的超縮微技術(shù)讓14nm工藝達(dá)到了前所未有的高度。密度的增加可以減少面積，甚至與其他廠商的10nm技術(shù)相比也有優(yōu)勢(shì)。所以有時(shí)候僅僅一個(gè)名詞并不能正確說明技術(shù)是否先進(jìn)，所以要回答那句話“看臉，但看里子”。這也是為什么最近在制造技術(shù)研討會(huì)上，英特爾全球副總裁兼中國(guó)區(qū)總裁楊旭談到誰的制造技術(shù)更先進(jìn)的話題，說“當(dāng)我是病貓，老虎不顯擺？”不相信我？邊肖會(huì)給你貼一張10nm工藝的對(duì)比圖，看看密度差就知道英特爾為什么這么自信了。

　　其實(shí)可以看出，工藝技術(shù)、TDP和核數(shù)是密切相關(guān)的。如何更好地平衡處理器性能和功耗，不僅取決于處理器廠商的要求和定位，還需要扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。如果沒有好的工藝技術(shù)，一切都只是空中樓閣。