CPU 核心不再重要?六大原因说明

来源:半导纵横发布时间:2025-02-18 15:49
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随着 CPU 架构和更密集的工艺节点的进步,核心数量的作用不再那么重要。

21 世纪初,英特尔和 AMD将双核和四核 CPU 带入主流,这一闸门正式打开。核心数量成为 CPU 性能的最大指标之一,至今仍很重要。然而,随着 CPU 架构和更密集的工艺节点的进步,核心数量的作用不再那么重要。

如今,即使是普通用户也知道,内核数量越多并不一定意味着性能越高;IPC、单核频率、性能扩展和效率等其他因素比以往任何时候都更加重要。现代 CPU 内核无法与以前的 CPU 内核相提并论,因为效率内核和3D V-Cache等创新已经彻底改变了游戏规则。即使是当今的入门级处理器,过去内核数最多的 CPU 也黯然失色。

现代 CPU 的性能已趋于稳定

CPU 提供惊人代际提升的时代已经一去不复返。如果你看看AMD 的 Zen 5或英特尔的 Arrow Lake CPU,它们的性能几乎与上一代产品相同(英特尔甚至更慢)。制造商每年都在努力实现显著的性能提升。这意味着与英特尔或 AMD 最新的 8 核产品相比,你一代或两代之前的 6 核 CPU 并不会慢很多。

由于现代 CPU 足以应付几乎所有类型的工作负载,因此优先使用高核数 CPU 带来的收益比以往任何时候都要少,至少对于大多数用户来说是这样。无论您是在玩最新的高要求游戏、在线播放游戏,还是偶尔进行视频编辑,您都不会觉得需要最强大的 CPU。事实上,很大一部分用户仍在使用 10-12 年前的四核 CPU,而不需要升级,这一事实应该可以让您了解过去十年台式计算机的发展方向。

当然,英特尔的第 14 代 8 核处理器将比第 9 代 4 核处理器快得多,但在最常用的应用程序中,性能差异不会是天壤之别。只要您有一块不错的显卡与 4 核 CPU 搭配使用,您仍然可以以可玩的帧速率享受游戏。

大多数应用程序无法通过增加内核来扩展

不要被 CPU 核心数量所困扰的另一个原因是,核心数量增加时性能并不总是成比例的提升。例如,从 6 核 CPU 升级到 8 核、12 核和 16 核时游戏 FPS 的差异。一旦您拥有一个不错的6 核 CPU搭配一个中档 GPU,升级 CPU 核心数量对您来说就没什么好处了。

此外,除非您以 1080p 分辨率玩游戏,否则游戏对 CPU 的依赖不会太大。而且,即使在 1080p 分辨率下,现代游戏也不会利用高核数 CPU。单核频率和整体 IPC 性能对您的 FPS 的影响比 CPU 核数大得多。

对于普通用户来说,即使许多生产力工作负载也不需要 12 核或 16 核 CPU 的强大功能。您可以满足于现代 8 核芯片提供的性能,除非您是专业人士,需要充分利用性能来尽可能节省时间。

性能功耗比比以往任何时候都更受关注

过去,功耗可能并不是台式机用户最关心的问题,但随着制造商专注于提高每一代 CPU 频率和核心数量,TDP 不断攀升,以至于它成为了一个合理的担忧。最重要的是,在购买前评估不同 CPU 时,该指标成为另一个比较点。众所周知,在过去几代产品中,与 AMD 更节能的 Ryzen CPU 相比,英特尔在每瓦性能方面表现不佳。

英特尔意识到不断增加 CPU 的功耗要求是不可持续的,因此将电源效率作为其最新 Arrow Lake CPU 的优先事项。与该公司的第 14 代酷睿系列相比,它们现在的功耗要低得多,但要在这方面与 AMD 竞争还有很长的路要走。另一方面,AMD通过使其 Ryzen 9000 CPU 比 Ryzen 7000 芯片更节能,进一步扩大了领先优势。

在处理器上塞入越来越多的内核可以提供更高的性能,但代价是降低能效。因此,需要在高内核数、高效的微架构和英特尔能效内核等创新之间取得平衡。当大多数用户不需要大量内核时,他们忍受昂贵的冷却要求的可能性极低。对于大多数用户来说,电费可能不是选择 CPU 的决定性因素,但如果不牺牲性能,他们仍然希望选择更节能的芯片。

混合核心改变了格局

英特尔在 Alder Lake 上推出了包含性能和效率核心的混合微架构——新的 E 核心旨在在需要时提供额外的性能,但在不需要时帮助降低功耗。这些新类型的内核改变了游戏规则,使得现代和旧 CPU 内核之间无法进行同类比较。例如,Core i9-10900K 和 Core i5-12600K 各有 10 个内核,但后者有 6 个传统性能核心和 4 个效率核心,而第 10 代型号有 10 个传统核心。

与原始数字相比,查看 CPU 核心的底层架构和配置更有意义。由于英特尔转向混合架构,将其处理器与 AMD 的产品进行比较变得有点复杂,因为AMD没有任何类似于英特尔效率核心的产品。在 Arrow Lake 中,英特尔还从其 CPU 中移除了超线程,与 Raptor Lake 相比,线程数量显著减少。这又是一个变化,使得跨代比较核心变得困难。

单核频率和缓存更重要

正如笔者之前简要提到的,最常用的应用程序不会随着内核数量的增加而线性扩展。这是因为依赖于单核性能而不是总内核数量。在许多情况下,内核数量较少但速度较快的 CPU 可以击败内核数量较多但运行速度明显较慢的 CPU。CPU 上的内核越多,每个内核的频率往往越低。因此,内核数量较多的 CPU 可能不仅对大多数用户来说无关紧要,而且根据工作负载甚至可能会损害性能。

除了单核频率之外,CPU 上的 L3 缓存数量也是游戏性能的重要决定因素。AMD的 3D V-Cache通过 Ryzen 7 5800X3D 以及后来的 X3D CPU彻底颠覆了游戏 CPU 市场。尽管核心数量少于 AMD 和英特尔的旗舰芯片,但这些 X3D CPU 轻松成为世界上最快的游戏处理器。高速 L3 缓存使它们能够克服与核心数量较低甚至时钟速度稍慢相关的任何性能缺陷。

英特尔和 AMD 都在努力创新技术,例如堆叠缓存、更高的时钟速度和更高的能效,而不是增加核心数量。他们已经认识到,超过一定程度后,增加核心数量不会对性能产生重大影响,至少对大多数用户来说不会。

GPU 现在承担了很多繁重的工作

过去,多核处理器处理了大量工作负载所需的并行处理能力。然而,由于 GPU 具有出色的并行处理能力,这些工作负载中的许多多年来已被 GPU 接管。与 CPU 相比,高分辨率渲染、编码和解码、机器学习和深度学习是 GPU 更擅长的一些密集型工作负载。

即使您不是专业人士,也不对 AI 工作负载或 3D 渲染感兴趣,在玩要求高的游戏或运行其他视觉密集型程序时,您可能更依赖显卡而不是 CPU。这使得 CPU 上的核心数量比以往任何时候都不那么重要,因为即使应用程序依赖于 CPU,决定因素也是单核性能和其他架构优势,而不是核心数量。

CPU 核心仍然是一个重要的性能指标,但只有在比较同一代处理器时才如此。一代与一代的架构差异使得核心数的比较几乎没有意义。此外,随着现代 CPU 达到性能上限、对能效和 3D V-Cache 等创新的关注度不断提高,以及许多应用程序无法通过高核心数进行足够的扩展,核心数的重要性已经下降。

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