用液氮给电脑降温可以吗?

用液氮给电脑降温可以吗?,第1张

肯定是可以的,但是一方面装置会很复杂,不经济,另一方面电子设备的工作温度不宜过低,所以还是风冷液冷最常用。
现在大型机房的机架式服务器,有些已经开始尝试整机浸泡在油液中冷却,效率更高。

如果你对2004年英特尔总裁贝瑞特当年当着6500人惊天一跪还记忆犹新的话,或许能更能理解这个问题,当年老贝这一跪是对“惟主频论”失误的真心忏悔。
当时NetBurst架构的Prescott(Pentium 4的核心),虽然已经是用了最先进的90nm工艺,但是3GHz主频的CPU功耗就超过百瓦,如果频率要超过4GHz,功耗将是何其了得。
所以,在这儿就可以回答题主, 正是因为功耗(散热)制约了主频的提升 。
登纳德缩放定律的终结
相信你也听过摩尔定律,它告诉我们,芯片中晶体管的尺寸正在不断减小,因此芯片的晶体管数量可以不断增加。虽然近些年,摩尔定律一直在修改,但它似乎尚未完全停止。

事实上,除了摩尔定律,还有一个很重要的定律,称登纳德缩放定律(Dennard Scaling),大体说,随着晶体管尺寸的减小,它的功耗也按面积大致按比例下降。
摩尔定律和登纳德缩放定律这两个好基友放在一起,就是要告诉我们,可以不断缩小晶体管尺寸,并且在CPU中容纳更多晶体管,而功耗基本不变。

但是,到了Pentium 4,基本上宣告了登纳德缩放定律的终结,因为Pentium 4的性能只有486的6倍,但功耗却是后者的23倍(6^175)!

好吧,看看上面的图,随着晶体管的面积密度上升(蓝色线)16倍,功耗仅下降约4倍(紫色线),功耗降低已经不再与芯片面积密度上升成正比,Dennard Scaling is dead

也就是说,继续以提升频率来提升性能的方法已经行不通了!
多核也能刷性能
到底CPU的性能是怎么定义的?英特尔是这么说的:

其中f为频率,提升f就能提升CPU性能,不过这条路已经不通了。

但是,我们还可以提升IPC呀,IPC(instruction per clock)是每时钟周期内所执行的指令数,所以才有了多核,2个核心,IPC就是原来的2倍,4个核心,IPC就翻了4倍,CPU的性能也就得到提升。所以我们消费级的CPU才从2核变成了4核,再到8核,现在已经升到了16核。
反正呢,现在摩尔定律还能苟延残喘,但Dennard Scaling已是过去式,虽然工艺越来越先进,CPU里可以装进更多的晶体管,但由于功耗墙的原因,已经没办法提高单个内核的频率,解决方法是在芯片上保留更多内核以提高CPU性能。当然并非所有程序都可以支持多核,因此这种潜在的性能增益并不总是能够得以呈现,但肯定是越来越好了。

发动机的转速再高,对速度的提升,也比不上气缸多来的直接! V12 发动机不会搞9000转,8000进红线。

一个喇叭尺寸再大,音量再高,看的时候,也不可能比72声道效果好。

目前限制CPU的不是技术工艺,而是散热,Intel的CPU可以轻松6-7Ghz,前提是你得液氮散热,考虑到目前大多数风冷散热现实,限制主频2-4之间,也是对市场妥协。如果将来某一天,普及微型液氮散热器,说不定多核就没那么重要了
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首先,要说的是现在手机也不是不提高主频了,只是提高的速度比以前更慢了。
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不要光用频率衡量CPU的单核性能。举个例子,里程碑1代的555Mhz主频的德仪CPU,可以把HTC G7上面那颗1Ghz CPU从上到下秒一个遍。CPU单核心性能,可以用车辆的轮子计算。频率只是转速,代表转多块。影响的另外一个因素是单核能效,对应的是轮子的直径。轮子的直径大,并不需要转多快也能维持高度。但是直径小的,必须提高转速才能达到一样的速度,带来的结果就是功耗和发热的提高。

不要看核心频率来定量CPU性能,要看核心架构在看频率,一般同一架构频率越高性能越好,像32gHz的八核推土机性能还不如四核八线程的酷睿i5性能好。四核四线程奔腾N4200还没有双核四线程M5性能好。目前CPU领域性能最好的是酷睿了,像主机CPU美洲豹架构只能和打桩机差不多,和酷睿i差远了,有人推测八核美洲豹性能居然只有比双核酷睿i5好一点。

一个CPU中含有数十亿个晶体管,比如英特尔的主流CPU拥有20亿个晶体管,在某些高端产品中晶体管数量高达60亿个。晶体管在做模拟信号的相互转换时会根据CPU主频的高低产生动态功耗,因而CPU的主频越高,发热量就越大。
当然芯片的制造工艺一直是在不断发展,根据摩尔定律,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔一年半会增加一倍,性能也将提升一倍。

2000年的奔腾4处理器,制作工艺是180nm;

2010年的酷睿i7-980X,制作工艺32nm;

2013年的酷睿i7 4960X,制作工艺是22nm;

现如今酷睿i7 9700k的制造工艺更是达到了10nm级别。晶体管做得越小,导通电压更低,就可以补偿了CPU主频升高带来功耗的增加。

但是,CPU的制造工艺是不会无休止地提升,越往后技术难度越大, 因而制造工艺是限制目前CPU主频提升的最大障碍 。 而且晶体管尺寸是减小了,但数量的增加会使晶体管之间的积热问题凸显出来,因此总的发热量并不会有太多减少。
况且主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。CPU的性能参数还有二级缓存、三级缓存、指令集、前端总线等方面。一味地升高CPU的主频,会使CPU的发热量成倍增加,最后为了给CPU降温就要在散热装置上花费极大的功夫,这样做是得不偿失的。

所以为了增加CPU的速度,半导体的工程师们就给CPU设计多个核心,能够达到相同的效果。就好比有100道算术题要计算,单核CPU就是让一位速算高手来完成,而多核CPU就是请了四位速算能力一般的人,但最后还是四个人完成100道题所用的时间短,毕竟人多力量大嘛。

现在cpu并没有在核心数上突飞猛进,多核已经是十年前的技术了。现在普遍仍然停留在8核,服务器16核,多的32核,无法进一步提高。为啥,因为多核在访问缓存和内存上需要一定的同步机制。简单讲,核越多,协调它们越困难,访问缓存和内存越慢,制约了核心数的进一步提高。计算机体系结构是一个整体,cpu架构也是一个整体,不是单单某一方面决定的。比如就现在的计算机结构而言,制约其速度的根本不是cpu主频,而是内存访问速度,一级缓存,二级缓存,三级缓存存在的根本原因就是内存访问速度太慢。现在cpu的发展更多的是属于设计,优化范畴,而非技术突破,相对已经进入瓶颈期,单看主频和核数已经意义不大。

其实最主要的是半导体CPU再提升主频非常难,投资非常大,但获得的收益很低,很亏。所以想在半导体CPU没有被替代的时候通过堆核的方法再坑你点钱,想想,8核十六线程,用的到么。当然,里量子计算机普及还需要很长时间,即使普及也不稳定。目前也就i7 七代八代(AMD很少关注,所以不太了解,就不妄加评论)适合攒机,主频基本都在40GHz以上(睿频),普通不超频一体式水冷压的住。功耗也比较低,4核8线程也适合普通玩家使用,边打 游戏 边听歌,爽的。买牙膏厂的u得先看看红色阵营有什么动静。说实话牙膏厂的坑钱套路真的很烦。

因为Intel在2004年的时候曾经在提高CPU主频的事情上吃过大亏,于是转战多核心的路线。而多年以后的今天CPU已经是多核心+高频率的组合了。
Intel在奔腾Pentium 4的时代开始研发超长流水线设计的CPU,为了使超长流水线能够发挥它的设计功效,Intel开始在提高CPU主频上下功夫,一度达到34GHz。
但那是十几年前的2004年,CPU的工艺只有90nm, 超高主频带来的后果就是巨大的发热量和耗电量,34GHz CPU的功率可以超过100瓦,而当时Intel正在研发的4GHz CPU的功耗更是无法想象了。
再加上当年Intel 820 + Rambus的风波,直接导致了Pentium 4新一代芯片取消上市,于是就有了非常著名的 Intel CEO“下跪道歉”事件 。
在这之后,Intel痛定思痛,决定从「高频率」转向「多核心」,开始了双核、4核、6核研发,通过多核心的“人海战术”来提高CPU的工作效率。
十几年过去了,CPU的制造工艺也在不停进步,慢慢的主频又开始逐渐提升。比如第八代14nm的的Core i7处理器主频就达到了37GHz(睿频47GHz),同时也采用了6核心的架构。
所以CPU的主频是和制造工艺密切相关的,制造工艺越高,CPU的频率也能够进一步的提高,否则只能靠堆核心的办法提高运算能力了。

目前INTEL和AMD的CPU的区别之处,以及由于区别之处所带来的性能和效率的差异有以下简要几点,仅供参考: 1、从单晶硅工艺上:INTEL:009(降低成本,加大晶体管数量),AMD:013(成本比009的高),所以导致在都降低相同比例的价格后,INTEL还是挣钱,而AMD最起码不会挣太多的钱啦,搞不好还会陪钱(亏损),虽然市场占有率有所提高,尽而导致最近的AMD诉讼案的发生 2、从流水线上:INTEL:31级(可以提升到更高的主频,但带来更大的发热量:例如P4-670超到74G,但得用液氮来散热,而且容易造成指令执行效率低下,所以搞出个超线程来弥补);AMD:20级(指令执行的效率比31级强,但频率提升有限而发热量相对要低,效率和频率是2个不同的发展方向,主要看使用者的选择了) 3、缓存:INTEL:1级16K,2级1M-2M(整数运算以及游戏性能没有AMD的快(还有一个主要原因在起作用,后面再讲),但对于网络和多媒体(浮点运算)的应用比对手强 AMD:1级128K,2级:512K(整数运算快,游戏性能好,但对于多媒体的应用稍微逊色) 4、内存管理架够:INTEL的内存管理架够还是采用传统的由主板上的南北桥方式来管理(造成CPU与内存之间的数据传输延时大,对于游戏执行效果没有AMD的好,但对于日后升级成本有所降低)AMD是CPU内部集成内存控制器(减少了CPU与内存数据传输的延时,(对于游戏性能的提升有相当大的作用,也是前面所说的主要原因,同时也弥补了2级只有512K的所对多媒体应用的不足,但加大了对日后升级的成本的增加:要升级的话您只好把CPU和内存以及主板全都换掉) 5、指令集 INTEL:MMX,SSE,SSE2,SSE3,EM64T (大多数游戏以及软件基于INTEL的指令,对于INTEL有所优化,但64位指令对于现在新的64位系统有兼容性的缺点,所以最近不得不兼容于AMD的X86-64指令,CPU的步进值也从E0变到G1)AMD:3DNOW+,MMX,SSE,SSE2,SSE3,X86-64(在所支持的SSE3中少了2条指令,但问题不大,因为那2条是专门针对INTEL超线程技术的,没有也罢,反正AMD也不支持超线程技术,由于AMD的64位技术源于DEC公司的Alpha技术(64位技术之一),再加上AMD自己的2次开发,所以导致64位技术快速的在民用市场的出现,微软64位系统也不得不基于AMD的X86-64位开发(谁叫AMD先推出民用的64位呢),为了尽快消除对于64位的WINDOWS兼容性的问题,INTEL也被迫开始兼容AMD的64位指令(不是INTEL没有技术开发64位,是由于它的市场策略导致其非常被动,错过了推出64位的最佳时机,让AMD就64位而言站了上风,谁让这2家公司最终还得看微软的脸色呢,从这点上讲,他们还没完全达到市场垄断的地位---硬件厂商还得看软件巨头的脸色,真悲哀!) 综上所诉:现在谁的性价比更高是要看使用者的应用范围(也必然由应用范围来决定),而并不是简单的由价格来决定的,我更不同意所谓的穷人才用AMD的说法。由于INTEL感觉来自AMD的压力所以公司在发展战略上做出了重大的决策的改变(从一味追求频率到追求性能的转变,也不得不放弃由INTEL公司自己创造出来的摩尔定律这个神话,全面转向CPU性能的提升,CPU在38G这个频率上画上了个小小的句号,让10G的目标成为了泡影;具可靠的消息:INTEL以后的CPU架够将是基于现在移动CPU的技术上,并且提出了性耗比的概念(而非性价比)并且近期已经成功研发出样品,就性能而言将是现在P4的3倍--5倍,而功耗从笔记本的CPU的5W到台式机CPU的35W到服务器CPU的65W,核心将是双核心或者是4核心,前端总线为:533MHZ,667MHZ,800MHZ,1066MHZ;不再有超线程技术(因为没有必要了,超线程技术的出现主要是来弥补由于流水线过长而导致的效率低下,新的INTEL的CPU不会再用31级流水线,可能只有不到20级或者更底),频率不会超过现有的频率(这意味着38G将是INTEL现在乃至以后最高频率)在即将到来的2007年的大较量(INTEL和AMD)中将一决高下,到时候谁胜谁负,谁好谁坏,谁的性价比或者性毫比更高将一目了然,说实话有点为AMD担心(AMD近期曾表示不会对现有的CPU架够改变)我还是相信那句话:时间会说明一切的!谁将是消费者最应该期待的产品呢?相信在不远的时间里将会出现!


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