无聊时给4800h做了个简单的性能曲线

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无聊时给4800h做了个简单的性能曲线

2024-05-30 19:05| 来源: 网络整理| 查看: 265

    测试机型:幻14    跑分软件:cinebench r15    跑分类型:CPU多核    备注:使用ryzen controller将CPU峰值与持续功耗同时锁定为5w、10w、15w、25w、35w、45w、60w,跑分时功率全程固定为设定值,没有过量boost也没有任何过热降频,最高温度仅80摄氏度。记录跑分时的全核平均频率与跑分结果,导入origin lab进行简单的绘图。最高60w是因为这机子只能锁到60,再高就无效了,此时跑分全核频率4.02g左右;最低5w是因为此时CPU已经处于0.38g的最低频率,再低就没有意义了。    为了防止核显功耗挤占CPU的功率限制,跑分时使用dp接口进行独显直连,独显保持在20w功率。

    图1:性能-功耗曲线

右侧纵坐标为频率

    图2:性能-频率曲线

这个曲线的导数可以粗略反映ipc性能的变化

        可以看出,至少在0.38到4g频率之间,多核性能与频率的增加还是非常线性的关系。估计频率超过4.3以后才会出现CPU内部不同组件以及CPU外围组件产生的瓶颈,导致高频效率下降。性能-频率效率的峰值大概在3ghz左右,此时CPU实际功率25到30w之间。

        从图1来看,能效比的巅峰其实还是在5到10w之间,但此时的CPU频率非常低,系统操作已经出现明显的不流畅感,所以10w以下这颗CPU的可用性并不高。

        15w是第一个甜蜜点,此时这颗CPU在单线程负载下频率可以保持在3.5g以上,系统响应较为迅速,操作还算流畅,同时依然具有较高的能耗比,多核性能不至于特别拉跨,整体表现已经达到了可用的水平。这种频率下,台漏电7nm工艺的积热问题可忽略不计,手动将幻14的风扇关闭后依然不会过热,完全可以实现静音使用。

        如果做一点微小的散热改造,将CPU散热器用1mm厚的导热贴与d壳上自带的铜板连接起来,在桌面上平放、室温20到22度的情况下,可以实现25w左右的持续无风扇负载。(前提是将温度墙设置在80度以内,否则其它配件过热会强制唤醒风扇)        从15w往后,这颗CPU的能效比就开始明显下滑,60w下的能效比不足15w的一半,所以功率提升至4倍后性能提升不足2倍。

        按照这样的体质,4800u将长时tdp定为15w是非常合理的,毕竟超薄笔记本上能效比是最有用的参数,用成倍的功率去追求少量的性能提升对超薄本来说代价过高,并且影响体验。这里的超薄指的不是小新之类的普通轻薄本,而是更轻更薄甚至无风扇的那一类,比如surface Pro。

        其实,本来还想做一个恒定风扇转速下的功率-温度曲线,然后用传热学公式进行变量分离,理论上可以大致看出7nm工艺的积热情况,但是我懒得弄了。

        积热问题实际的体验就是,CPU功率在50w以内时,温度很容易就能控制住,风扇转速不需要很高。但是当功率超过50w后,温度仿佛坐火箭,需要高得多的风扇转速才能保持相同温度。这与我以前用的Intel CPU笔记本完全不同,与显卡就更不相同了。

        其实与温度相关性更高的是CPU核心频率。CPU内部有很多组件,核心只占一部分,但是核心的频率与功率却是最高的。即便是全核60w,核心频率4.0g附近,温度也不至于失控。但日常轻度使用负载下,经常出现单双核负载较高并且频率达到4.3g,虽然封装总功率不超过30w,但CPU核心温度就是会飙升,就算风扇拉满也不能把温度峰给砍下去。

        很明显,按照图1的曲线来估算的话,如果CPU达到全核4.3,那么功率也许100w都打不住,CPU核心的热量密度变得非常高。就算只是单核4.3负载,热量密度依然摆在那里,真正的一核热爆七核感冒,然后就会在检测软件里看到CPU温度狂飙。

       我已经能看到桌面高功率CPU被晶元与封装材料本身导热性能限制,散热器只能看着干着急的未来了。制程越小越密集,热量密度就越高。激光就是利用无与伦比的热量密度才实现小功率切割的,40w的co2激光可以轻易烧穿任何CPU散热器,但40w的CPU就连原装散热器都能毫无压力地应付。

        总有一天x86阵营会向arm的巨核+异构靠拢,arm也会向x86的高通用性靠拢,在物理定律这个笼子里疯狂地卷,直到把笼子彻底填满。

        这样看起来,我们这些人类,对于芯片来说就是无情的“资本家”,始终在追求用更低的报酬榨取更多的劳动力。我给4800h设定5w的功耗墙时 ,就仿佛看到CPU里面挂起了龙卷风,每个核心都在争抢电力,但是无论怎么卷也就只有那么多电,于是疯狂地降频“摸鱼”,最终的整体效率反而不如10w(



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