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吃饱与否CPU性能大不同,移动版低压处理器的春天已经来到

前言

同样是人,命运迥异,有人锦衣玉食,有人潦倒街头,电脑处理器也是如此,同U不同命,台式电脑的CPU可以吃饱喝足,105W、95W等山珍海味端上来,轻薄本的CPU却只能吃碗15W的菜稀饭,饥肠辘辘,长期处于食不果腹的状况。当然,这些本本干起活来也就有气无力的,民间的埋怨声越来越大,少数厂家顺应民意,决定给轻薄本处理器多吃点。

此文主要介绍电脑处理器功耗和性能的关系。

CPU的性能和功耗相关

正文 

移动处理器很可怜,从来没有吃饱过。H系列还好点,35~45W,能有个八成饱,U系列15W,只能勒紧裤腰带,Y系列更惨,只有几W,饿得站起来的力气都没有,每天睡懒觉。随着笔记本散热工艺的提升,开始有厂家在打起了U系列的主意——15W的CPU,给到35W能如何?

这就“超功耗”(注1:本文将超功耗定义为功耗墙L1要超过intel设定的TDP-up数值)。

超功耗并不是个稀罕事,通常是用户自己动手,下载个intel XTU软件,捣鼓捣鼓,性能就上去了,不过高温死机的锅要自己背。工厂直接“超功耗”则很罕见,这说明厂家对自身产品的散热具有极强的自信心。

先看两台机器:

这是戴尔灵越5370(下图),i5-8250U的标准TDP=15W,虽然CPU Power Limit 1=23W,但并没有超过i5-8250U的TDP上限25W,根据本文定义,不能算超功耗本。

 戴尔5370(i5-8250U 23W)

这是联想小新PRO13(下图),i5-10210U的标准TDP=15W,CPU Power Limit 1=35W,超过了i5-10210U的TDP上限25W,是一台超功耗本。

联想小新PRO13 提升了功耗墙

对于i5-10210U这款四核八线程处理器,15~25W显然是吃不饱的,CINEBENCH(R15)多核只能跑650分左右,当L1达到35W,可跑到810分,提升幅度达到25%!这已经相当于标压i5-9300H的性能。以前,在同代产品中,低压U系列要打败标压H系列,是不可思议的事情,这就是“超功耗”的威力!

如果说i5-10210U(4核8线程)吃15W只能是三分饱,那么i7-10710U(6核12线程)吃15W就只能饿得头晕眼花了,在相同的架构和工艺下,性能越强的处理器,需求功耗越大。

 

下面通过一项测试,能更清楚地看到处理器功耗和性能的关系。

 站长一直都想看一条曲线,它不是三角函数曲线,也不是美女的S线,而是随着功耗的降低,性能的衰减曲线。一款处理器,如果将它的功耗下调,性能会降低多少呢?

为了方便,实测选择了一款台式机处理器:i5-9400F,它的性能大概可以代表当今主流的“标压移动处理器”(性能介于i5-9300H和i7-9750H之间)。实测中,我们要一点点降低功耗,不断地克扣他的口粮,看看一个铁汉是如何从身强力壮到孱弱无力,再到奄奄一息。

测试平台:

i5-9400F 

微星B360M

8GB-2400 X2

借助intel Extreme  Tuning Utility(XTU)软件来调整CPU功耗

intel XTU可以调整CPU功耗

XTU是intel提供的一款“极限调试程序”,从名称看就是超频使用的。这款程序还有个妙用:给笔记本电脑降温(通过限制CPU的TDP,牺牲一些性能来降低温度)

测试一

CINEBENCH R20是一款基于Cinem4D引擎的测试,反应三维图形的处理器渲染能力。

i5-9400F 功耗和性能对应曲线

实测解读:

1、75~65W(黄色圆圈1)是一条横线,说明给它端上65W的饭就可以吃饱。65~45W(黄色圆圈2),在重负载环境下,性能有衰减但并不大,从45W开始,性能断崖式下降。

2、i5-9400F最低只能到8倍频,其对应功耗约在12W,这时无论设置为1W、5W、还是10W,性能均一样,这是硬件层面决定的,不能通过软件调节,因此从第3个黄圈开始,曲线走平了,不会衰减到零。

曲线可以很形象地看出功耗和性能的关系。

测试二

PassMark PerformanceTest9.0包含CPU整数、浮点、质数、压缩、加密......等一系列测试。

i5-9400F功耗性能曲线二

图三

实测解读: 

由于负载压力不如CINEBENCH R20,因此在40W之前,性能并无多少差异,从40W开始衰减,到10W的时候只有3400多分,这个分数对应的处理器大约是赛扬G4900。也就是说,如果只给10W功耗,i5-9400F就从聪明人变成了糊涂蛋,性能只相当于入门级的赛扬。

如法炮制,i9-9900K、i9-10980XE等神器来了也可以变成赛扬,无论再凶猛的野兽,每天喝稀饭,饿得只有进气没有出气,也能变得像兔子一般温柔。

总结

此次测试,帮助我们更深入地了解处理器功耗和性能的对应关系,还可以作如下推论——

1、性能低于i5-9400F的移动标压九代处理器(i5-9300H/9400H),给其45W已经合适。而性能高于i5-9400F的九代移动标压处理器(i7-9750H/9850H),给45W吃不饱。

2、逆向思维,把上面两图“倒过来”看,它就是一根上升曲线。没有吃饱的处理器,如果调高他的功耗墙,性能也会提升,这正是本文前半段介绍的主题。

结束语

超功耗的目的,就是让处理器的性能超标释放。虽然不同的处理器曲线不同,但可以肯定,越是饥饿难耐,一旦吃饱喝足,它的爆发力就越强,干活必然更起劲。移动处理器要吃饱的关键在散热,上文提及的这台i5-10210U(35W),就采用了双热管双风扇散热。

既然带头大哥联想都这么干了,还赢得了阵阵喝彩,那么其余品牌很可能会跟进,低压U的春天已经到来了,在轻薄游戏本的花园中,将会有更加艳丽的鲜花盛开。 

最新咨询/评论

  • **** 2020-02-20 19:53 评价等级:很好

    h系列功耗能到60w 满睿频的话就和台式机相当了 ,台式机只有k系列才配得上性能

  • Mizuk**** 2020-02-18 15:28 评价等级:很好

    所以笔记本之间即时同一个CPU,表现也不不尽相同。
    还要看散热和能给CPU多少功耗。

    顺便,极速空间CPU天梯图2020 里应该写2.15更新吧。

    站长回复:

    散热好才敢把功耗墙拉高。CPU天梯图最近一次更新是1.14

  • **** 2020-02-17 13:11 评价等级:很好

    这个测试真的很有意义,可以用来打脸“低压吊打标压”、“标压吊打台式”的一些言论,能不能吊打主要还是看功率够不够。而且这个比IPC的提升更直观,就像9代U和10代U,IPC没变化,但是同功率的频率提升10%多,这就很有意义~

    站长回复:

    今年开始轻薄本开始选择多起来:U玩超功耗,H要玩核显

  • **** 2020-02-17 09:22 评价等级:很好

    9300H的睿频实在是搞不归一,有时候windows啥也没干,频率自己跑到4G而且占用率很高,但内存占用又不高。而且windows自带的UHD630显卡驱动也有问题,看电影一扯一扯的,搞得声音都全是颤音,到intel下载原版驱动重新安装才解决。看来intel和微软分家之后都不管对方死活了。

    站长回复:

    久病成良医,经常折腾,菜鸟也会变砖家。

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