处理器仿存带宽_《CPU与内存的带宽搭配》

本文探讨了CPU主频提升对多线程性能的影响,以及内存带宽在其中的作用。通过对比I5-8600K超频与默频的CPU-Z跑分,作者发现内存带宽可能是限制CPU性能发挥的关键因素。理论计算与实测结果显示,内存带宽与CPU主频的匹配程度直接影响多线程性能损失。作者推测,8代CPU的内存控制器设定为DDR4-2666可能是因为该频率能较好地满足主流CPU的带宽需求。文章提出进一步的测试设想,以验证内存频率和时序对性能的影响。

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前言

我们很早之前就听说过,内存带宽大于或等于CPU的前端带宽则不影响CPU的性能发挥,但CPU的带宽怎么算?因为目前CPU与内存靠高带宽的环线总结通讯,早期网上传的CPU主频×32位系统算带宽似乎不太科学,因为CPU内部有多核,这些核同时工作同时对内存访问,那么这个带宽又怎么算?

说来也巧前些天写了《I5-8600K+PM961+1070ti简测》,其中关于用1.82版本的CPU-Z跑分时,得到了一些感触,按说应该做更多的实验来证明想法,但现实中,人哪有那么多时间去测,及再花大钱去购买硬件测试呢?可能以后会去实验,但有了想法我先写下来怕过些天忘了,也是因为我觉得这个思路很有可能是对的,而且对我们大家挑选内存理解上有指导意义

因为缺少更多实验的支持,所以本文也只是想法,如果有人戴上有色眼镜来挑什么又发表神论云云,Sory,我可不是一个有素质的人,滚N+M=B;但是,欢迎专业人士从根本上指导错误

一、CPU-Z 1.82版本的发现

左侧为I5-8600K超5G,右侧为I5-8600K默频(数据来自上面文章链接,5G测试已经用XTU锁了功耗确保测试过程是5G频率不降,8600K默认频率也观察了,单核4.2G,多核4.1G)单线程5G/4.2G:602.2/505.6=19%

多线程5G/4.1G:3396.7/2890.8=17.5%

根据以上数据我只是随便想了下,为啥多线程没有比单线程高出19%的差距来呢?而且多线程是4.1G,理论上差距大于19%才对,随后几天,抽时间脑补一下这里,感觉应该是多线程在性能发挥方面受到了影响,那么,到底是受到了谁的影响呢?感觉只有内存带宽了

继续脑补:5G主频/4.2G主频=多少?=1.190476也就是正好高了19%,而单线程得分上,正好也是19%!!!

二、理论与实测的区别I5-8600K默频理论计算:4.1G主频×6核/4.2G主频单核=5.857

I5-8600K默频实测对比:2890.8/505.6=5.717

理论与实测差:5.857-5.717=0.14,就是说实测时,多线程性能损失14%

我们都知道超频后多线程性能肯定提升,但是,它的性能损失是多少呢?I5-8600K超5G理论计算:5G主频×6核/5G单核=6

I5-8600K超5G实测对比:3396.7/602.2=5.64

理论与实测差:6-5.64=0.36,就是说实则时多线程性能损失36%

我们的第一想法为啥是超频后性能损失更多了?36%与14%到底是什么关系?到底是谁限制了CPU的性能发挥,按我现在的经验也就是内存带宽影响了CPU的性能发挥,现在我们要算出36%与14%是否有关系

三、假设内存带宽成为影响CPU性能发挥的关键角色

假设,双通道2400MHz内存提供的带宽,并不能满足多核对内存的带宽需求,在单一提升CPU主频后,CPU与内存的带宽需求差距更大了,原本差14%,现在单一提升CPU主频后,就是5G频率相比4.1G频率提升了多少呢?5/4.1=1.2195,就是21.95%(理解为22%OK吧),在原本14%的差上,再加上现在21.95%是多少?36!!!而前面的测试也显示超5G后多线程性能损失36%

根据上面的设想来看,这个问题理解起来好像也没多么复杂,仅仅是内存带宽单一参数影响了CPU的性能发挥,而且比值基本都能对上(当然咱们假设的是当今8代的CPU,如果有人拿不同代的CPU,不同版本的CPU来进行计算,那就是你们自己的设想,不要与本文涉上关系)

四、八代1核1G主频的带宽是多少?

注意,这是一条在前面假设基础上产生的计算,仅仅是瞎研究研究没有多少科学意义,偏执狂请绕路

还是套前面的数据,I5-8600K在4.1G主频下性能损失14%,那么此时的理论满足带宽为:2400MHz/s×64bit/8×2×1.14=43776MB/s,43776/6核/4.1G主频=1779MB/s

就是说目前架构的CPU,在单核1G主频下带宽需求约为1779MB/s

五、为啥八代架构内存控制器为DDR4-2666?

我感觉可能没人考虑过这个问题,六代是2133,七代是2400,八代就是2666了,有一种可能是制作工艺客观摆在这,CPU制作商根据客观市场让产品支持高频率的内存;还有一种更大的可能是,2666双通道下的带宽很可能已经满足主流核心主流频率的CPU带宽需求!!我更相信后者,但目前也没人计算出来对不对,但今天既然扯上这个话题了,也有了基本的假设数据,咱们不妨来简单算一下

8代的CPU普通六核了吧(目前发布的5颗有4颗是6核,还有一个I3-8100说不是新架构的,所以它能支持B150主板,而其它不行,当然这只是网友的猜测),主频普通在4G了吧,我们就以6核4G主频来看看,以上面的单核1G主频带宽1779MB/s来算

6核×4G×1779MB/s=42696MB/s的带宽,42696/2通道/64bit/8=2668.5MHz/s

这是巧合?现在我们来理解为什么8代的内存控制器设定的2666,而不是2800,2900了?原来是有实测数据支持,就是这个值是比较理解的不产生瓶颈的值!

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反驳篇

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一、提升内存频率,CPU-Z多/单比值是否能达到6:1?

不好说,因为单核睿频要高0.1G,多线程要低0.1G,这样实测中可能永远也实现不了多线程/单线程是6:1的完美情况,只能说无限接近,我们要测这个地方得固定住倍频,就是固定住主频(而且实际测试,可能外频会在99MHz与100MHz之间波动,也会造成一定的影响),所以理论可能达不到,完美接近算是收官

假设I5-8600K不超频,单核4.2G,多核4.1G,只要多核分数等于4.1G下的得分就算成功,因为前面我们算着性能损失可是14%这么多,而4.2G与4.1G的差距只有2.4%

另外,严谨来说,应该拿目前3000MHz或3200MHz或更高频率的内存来做下测试就清楚了,本来一测完事的活为啥要脑补这么些呢?还是前面说的,条件,条件!咱这可不是实验室,也怕以后这些思想忘了,所以写出来,将来有条件了再来证实一下

二、同频不同时序的内存是否有影响?

按说这个事不需要脑补,同CPU同软件版本同频率内存不同时序,跑个分不就知道了吗?但还是上面说的咱们暂时没这个条件以后可以这方面测,但在测试前

个人感觉是有影响的,只是大小的问题,可能不会太大,更满足于眼球对参数的垂涎而已

《单双8G游戏对比》,根据刚发表的这篇文章看,单/双内存在带宽差距一倍的情况下,带宽大的CPU负载低,内存占用多,帧数也高,这也说明了带宽(或者说效率或者说时序)对CPU性能发挥的影响,还是上面说的,有机会作个测试再说吧……

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最后

需要补充的测试:单/双8G/2400跑分对比,高频不同时序内存跑分对比

个人不太看好目前知乎上的大环境,因为智障太多,本文虽然是开放评论,但见到人身攻击还是会屏蔽拉黑的,对于擅长攻击别人而本身还不是太坏的网友,希望你们谨言慎行

另外,十分欢迎真正的专业高手,从专业的角度分析以上猜想的不科学性……

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