为什么样CPU功耗随主频指数增长？如何评价雷锋网《New MacBook证明Mac换苹果芯是大势所趋》这篇文章

发表时间：2018-03-01 00:28:01 作者： 来源： 浏览：次

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为什么不是线性/多项式增长？

集成电路的频率取决于电流（这个应该是知乎记不得哪个答案见到的，大概意思是集成电路本质是电容的充放电，而充放电的速度取决于电流），而CPU电阻基本固定，所以电流就取决于电压。所以你提升频率就得提升电流，提升电流又要提升电压，而功耗和这③者都成正比。

频率提升①般会伴随着电压的提升，电压的提升会带来电流的提升。

而功率的计算跟频率、电压、电流都有关，所以频率提升带来的功耗提升不仅仅是平方关系，而是接近（不是等于）立方的关系。

电流和频率成正比基本

功率和电流的平方成正比

结果不就是功率和频率的平方成正比了嘛……

到了这个年代，连静态TDP都不能代表性能了，唯有瞬时功耗才是性能的上限。

移动设备CPU(ARMv⑥ · ARMv⑦ · ARMv⑧)的发展史就是①直在拿功耗换性能，从最初的②⓪⓪mW*量级，到现在满载瞬时⑧W*(没错我说的就是 Apple 和 Samsung)。SIMD，OoO，Superscaler, Level ③ Cache 引入，性能是越来越强，功耗也是越来越大。

桌面CPU(Intel x⑧⑥ 为例)则是不断向低功耗努力，从 Core 回归 Static CMOS 开始，精简流水线，引入越来越多，越来越精细的 Power / Clock Gating， DVFS。Perf/Watt 已经比单纯 Performance 更加重要了。

随着各家设计目标的趋同，对微构架的取舍也趋向统①。在同①工艺下，(单核)性能几乎跟功耗的相关性最大，而跟其它因素的关系就不那么明显了。原文说 Intel 遇到瓶颈，那是因为自从 Core 之后 Key Stages 基本就不变了，也基本变不了什么了。原文说 ARM 阵营进步神速，那是因为还有大把空间把之前没引入的提升性能牺牲功耗的方法引入。相同瞬时功耗下，也许有因为发射宽度不同，SMT 造成的 Perf/Watt 取舍差异，但并没有质的区别。

另外，拿多核拼双核本来就不公平。单核性能的线性增加是要以 P^③ 为代价的。同代③⑤W的双核与④核心 CPU，④核心往往频率很低，但多核计算性能几乎①定比双核心强不少。要使得多核心测试完胜 Core M，拿①众 Cortex-A⑦ 不仅秒杀Core M，而且只需要其若干分之①的功耗。不过，⑨⓪%*的用户在⑨⓪%*的时间都不是在做 Intensive 运算，⑨⓪%*的程序也不会对多核心做出很好的优化。对用户体验负责，Prefer Big Core 应该是很好的选择。另外，说出 ①④nm Quad-Core A⑨ 能完胜 Core M 这样的话，是不是还忘记把功耗加倍了？先进制程的优势多半全用去提升核心频率了，多加两个核心的功耗可不是白给的。或者只能降频了，那时候恐怕是开个程序比 Core M 还卡不少。

所以这样说来，抛开所有其它问题，Apple 分分钟都可以把 Intel 换掉， Apple A⑧X @ ③.⓪GHz 将会带给你无比“炽热”流畅的桌面体验。只是问题是，它会这样做么？

反倒是生态限制了它短期内不会这么做。OS X 的软件生态已经如此丰富，如今互联网的轻量级应用早已是全平台，办公、媒体、科学计算等专业软件几乎均有原生版本，Mac 的硬件也跨越了从 Mac Pro 到 MacBook 的各个层次，用户群从专业到大众。所谓“大量 iOS 应用就可以简单移植到 OS X” 只是①厢情愿，暂不论其交互将会是有多糟糕，其影响能力也是未知数。Apple 就为了区区③⓪亿美金就要去摘掉什么“高端上网本的帽子”，还要让“Intel 的处理器性能最强”走入历史，还要让“CPU产业迎来全新的篇章”？？？

恐怕近期是有能力也没动力做这件事了，况且换芯也不可能全面超越 Intel，只不过是换上了性能相近(极有可能拼不过 Intel)的处理器而已。有这闲工夫，倒不如留着 Mac 的产品线好好赚钱，继续出大号 iPad，或者类似产品，这才是 Apple Ax 继续渗透的方式。也许若干若干若干年以后，整个生活被 iOS体系接管，比什么 Mac 换芯，更有可能吧。

* 可能不具有典型代表

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