CPU的的單核性能有多重要，這個(gè)不用再重復(fù)了，但是CPU的單核性能可以無限增加下去嗎？回答這個(gè)問題之前，先說一個(gè)小故事吧。很多年前VIA威盛還可以跟英特爾硬剛，那時(shí)候是Pentium 4時(shí)代，英特爾在CPU頻率不斷突破1GHz、2GHz、3GHz之后要做更高頻率的CPU，放言稱奔4頻率上4GHz，后來就有了英特爾前任CEO巴瑞特下跪的一幕，因?yàn)橛⑻貭栐诒?時(shí)代并沒有如承諾的那樣推出4GHz高頻的產(chǎn)品。

但是很多人不知道的是，4GHz并不是英特爾當(dāng)時(shí)的最終目標(biāo)，2001年的IDF會(huì)議上英特爾曾經(jīng)表示奔4處理器可以上10GHz頻率。如今18年過去了，這個(gè)目標(biāo)一直都沒實(shí)現(xiàn)，（硅基時(shí)代）可能永遠(yuǎn)都無法實(shí)現(xiàn)了。

這件事就能說明CPU頻率不是想提升就提升的，奔4時(shí)代過去這么多年了，其實(shí)CPU的主流頻率依然在4GHz左右，英特爾雖然在酷睿i7-8086K上首次實(shí)現(xiàn)官方5GHz頻率，但絕大多數(shù)處理器日常使用的頻率都沒這么高，高負(fù)載下頻率在4GHz出頭就不錯(cuò)了。

制約單核性能超強(qiáng)的CPU出現(xiàn)的第一個(gè)問題就是頻率無法大幅提升，而這個(gè)因素也跟現(xiàn)在的制程工藝有關(guān)，實(shí)質(zhì)上是摩爾定律已經(jīng)失效了，這個(gè)影響了半導(dǎo)體行業(yè)50年的金科玉律隨著硅基芯片物理極限的到來已經(jīng)失效了，從28nm節(jié)點(diǎn)之后其實(shí)就沒有帶來很大的性能改進(jìn)了，而且功耗問題也越來越嚴(yán)重。

大家都知道理論上制程工藝越先進(jìn)（制程數(shù)字越小），CPU性能會(huì)更高，功耗、發(fā)熱會(huì)更低，但是實(shí)際上這個(gè)問題很復(fù)雜，CPU的功耗可以分為靜態(tài)功耗（Static Power）及動(dòng)態(tài)功耗（Dynamic Power），前者主要是漏電流引起的，制程越先進(jìn)，漏電流又有增加的趨勢，而動(dòng)態(tài)功耗可以用1/2*CV2F這個(gè)公式來計(jì)算，F(xiàn)頻率越高，動(dòng)態(tài)功耗就越高。

為了上更高的頻率，電壓增加不可避免，但電壓高了功耗也高了，總之靜態(tài)功耗、動(dòng)態(tài)功耗的存在就決定了CPU頻率越高，功耗就會(huì)極速增加，將會(huì)嚴(yán)重影響處理器的性能表現(xiàn)，因?yàn)橐殿l。

說到這一點(diǎn)，英特爾的14nm工藝雖然被人調(diào)侃擠牙膏，但從技術(shù)上來說真的很牛了，從Skylake架構(gòu)的第一代14nm到現(xiàn)在Coffee Lake的14nm++工藝，性能提升26%，或者功耗降低52%，在不改變基本結(jié)構(gòu)的情況下這個(gè)成績很難得。

制程工藝的放緩導(dǎo)致CPU頻率不可能大幅提升，有很多人會(huì)想到那么有沒有非常牛的CPU架構(gòu)讓IPC性能大幅提升呢？理論上這種思路是可以的，但是現(xiàn)實(shí)很殘酷，CPU架構(gòu)還是要服從半導(dǎo)體工藝物理定律的，沒有先進(jìn)的工藝，再好的CPU架構(gòu)也不可能實(shí)現(xiàn)。

此外，即便不考慮工藝對(duì)CPU架構(gòu)的影響，單純說CPU架構(gòu)的話，不論是X86還是ARM架構(gòu)，在64位時(shí)代CPU單元不外乎就是ALU單元、緩存、I/O等子單元， 但是不論提升那部分單元，歸根到底還是要算到晶體管數(shù)量上來，還要考慮提升導(dǎo)致的成本——這個(gè)成本不只是錢的問題，比如提升L1/L2/L3緩存可以提高性能，但是緩存占用的核心面積很大，而且還有命中率及命中懲罰的問題，不是隨便加加單元就行的。

此外，CPU的內(nèi)部還可以分為整數(shù)部分、浮點(diǎn)部分，前者對(duì)日常使用很重要，浮點(diǎn)性能對(duì)計(jì)算更重要，但CPU的浮點(diǎn)性能并不是日常所需的，所以大家普遍感覺不到這部分的提升。

支持AVX512的酷睿i9-7900X浮點(diǎn)性能提升很大

公平地說，近年來CPU浮點(diǎn)單元的進(jìn)步是符合題目所說的單核超強(qiáng)的要求的，因?yàn)閺腟SE到AVX到AVX2再到最新的AVX-512，CPU浮點(diǎn)性能是有大幅提升的。如英特爾所說：“借助多達(dá)兩個(gè)512位融合乘加 (FMA) 單元，應(yīng)用程序在512位矢量內(nèi)的每個(gè)時(shí)鐘周期每秒可打包32次雙精度和64次單精度浮點(diǎn)運(yùn)算，以及八個(gè)64位和十六個(gè)32位整數(shù)。因此，與英特爾高級(jí)矢量擴(kuò)展 2.0（英特爾 AVX2）相比，數(shù)據(jù)寄存器的寬度、數(shù)量以及FMA單元的寬度都增加了一倍。”

但是前面也說了，CPU的浮點(diǎn)性能不是日常所需的，整數(shù)性能更加重要一些，但是整數(shù)單元性能提升就沒這么明顯了，導(dǎo)致很多人以為CPU架構(gòu)多年來擠牙膏。

多核CPU就是因?yàn)槿缃竦膯魏薈PU已經(jīng)難以大幅度提升性能才誕生的，像X86和ARM這類通用處理器架構(gòu)，一旦進(jìn)入成熟期想通過修改架構(gòu)來提升性能難度非常大，相比為了單核性能而消耗的時(shí)間和人力成本是相當(dāng)不劃算的，可以參考下奔騰4當(dāng)年為了提升單核性能而造成的失敗后果。

單核性能的提升除了架構(gòu)以外很重要的一點(diǎn)是取決于頻率和緩存，而頻率限于CPU溫度和功耗不可能增長太快，緩存限于CPU面積和成本同樣不能快速增長，這樣頻率和緩存只能依靠半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步來逐步提升。

最無奈的是，如今半導(dǎo)體工藝進(jìn)步的越來越緩慢，單單是英特爾從14nm到10nm就用了好幾年的時(shí)間，工藝進(jìn)步慢，CPU的單核性能和效率就難以大幅度提高，英特爾又不可能把X86架構(gòu)大幅改動(dòng)，即使ARM處理器工藝進(jìn)化更快，但是受限于手機(jī)對(duì)續(xù)航和芯片面積的要求，CPU的單核性能仍然無法大幅提高。

相比之下，CPU通過增加核心數(shù)的方式來提升性能是效率最高的，因?yàn)镃PU每個(gè)核心幾乎都是相同的，只要整體架構(gòu)定型，設(shè)計(jì)制造起來相對(duì)容易得多，而應(yīng)用程序通過多線程優(yōu)化可以有效利用到多核CPU，最高甚至能達(dá)到翻倍的提升，這可不是單核簡單提升一下頻率和架構(gòu)就可以達(dá)到的幅度，比純粹做單核的性價(jià)比高多了。

就這樣隨著多核CPU普及，支持多核的應(yīng)用程序也越來越多，多核CPU也就越來越吃香，當(dāng)然如果拿多核CPU的晶體管來做一顆超強(qiáng)單核也未必不可，但是這對(duì)制造商的良品率要求太高了，因?yàn)槭菃魏薈PU，一旦晶圓和芯片上有一點(diǎn)瑕疵就可能使CPU報(bào)廢，而多核CPU可以通過屏蔽核心來降級(jí)銷售，成本和利潤自然無法相比。

英特爾、高通、聯(lián)發(fā)科都是企業(yè)，必須要權(quán)衡成本和利潤，綜合來看，做多核CPU的好處自然更符合它們的利益，即使是蘋果，也是在不斷增加A芯片的核心數(shù)，所以多核CPU是大勢所趨。

2004年64歲的英特爾CEO貝瑞特當(dāng)著6500多技術(shù)員為奔騰4的時(shí)鐘頻率不能突破4GHz而當(dāng)眾下跪道歉，并決定放棄4GHz主頻的奔騰4的時(shí)候，其實(shí)有已經(jīng)間接的宣告了單核不可能一條道走到黑。

隨后英特爾就轉(zhuǎn)向了多核之路，2005年英特爾發(fā)布了雙核CPU，標(biāo)志著CPU從單核到多核的一大轉(zhuǎn)折。在這之前多核的CPU早已經(jīng)出現(xiàn)，比如IBM在2000年發(fā)布的POWER4就是一個(gè)雙核CPU，但畢竟電腦CPU的天下還是X86的，要說英特爾引領(lǐng)AMD、Sun、IBM走向多核也不為過，但也可以說英特爾是第一個(gè)在單核之路上走不下去的人，誰叫英特爾有那么龐大的市場份額呢。

從超頻這件事來引出單核CPU的極限問題

超頻能用來干嘛？電腦愛好者都知道超頻可以發(fā)揮CPU的最強(qiáng)能效。超頻的原理就好像你完成舉手這個(gè)動(dòng)作，本來你舉一次手需要2秒鐘，讓你1秒鐘完成一次舉手動(dòng)作，再讓你1秒鐘完成10次舉手動(dòng)作，再讓你1秒鐘完成100次舉手動(dòng)作。CPU的性能就是這樣被提高的。如果讓時(shí)鐘的周期提高到4GHz，那么CPU每秒就會(huì)執(zhí)行40億個(gè)周期。

超頻是需要付出代價(jià)的，超頻愛好者會(huì)通過升高CPU的電壓、調(diào)教DRAM的CL等，這就意味著CPU會(huì)產(chǎn)生更多的熱量。所以超頻也需要更有效地散熱裝置，這才有了水冷、壓縮機(jī)散熱裝置。CPU烤肉、煮火鍋、液氮降溫的確有其事，這些事情也間接的告訴了我們單核的會(huì)有極限。

超頻愛好者會(huì)告訴你超頻一定要有干廢CPU、主板等硬件的心理準(zhǔn)備。一件事情一個(gè)人干很累，那么就分擔(dān)給多個(gè)人干。多核CPU就是將多個(gè)核心全部做到一個(gè)大的Die上，再加上一些外圍電路封裝成一個(gè)單獨(dú)的CPU。

但其實(shí)這種封裝技術(shù)還是屬于傳統(tǒng)的多核心封裝技術(shù)，多個(gè)核心需要極度地依賴PCB基板上布置的電路來完成相互通信，而PCB板限制了電路的密度，所以很難形成大規(guī)模集成IP核心的個(gè)數(shù)。

于是就有了硅中介和EMIB的解決方案，硅中介就相當(dāng)于地鐵挖空建一個(gè)換乘大廳，而EMIB就好比地下隧道。至于換乘大廳好還是地下隧道好還是得看區(qū)域的用途。

單核之路難以維系的主要原因

從CPU這個(gè)東西發(fā)明以來曾試了無數(shù)種方法來提升性能，但除了提高頻率一直很好用之外，其他方法都很快被pass掉，因?yàn)樘嵘牟⒉皇呛苊黠@。這就能解釋為什么英特爾、AMD會(huì)樂此不疲地在提升主頻的路上，直到有一天提升主頻翻車了才走向了多核之路。

CPU的性能=時(shí)鐘頻率*IPC，IPC就是一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成的指令數(shù)，從上面的每秒鐘舉手的次數(shù)這個(gè)例子就能很好地理解。增加IPC僅會(huì)線性的增加CPU的功耗，但增加主頻就有可能以指數(shù)級(jí)的增加CPU的功耗。多核可以增加IPC來提升CPU的性能，也可以壓住頻率的提升，于是同時(shí)CPU的性能也一樣提高了。

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技術(shù)路線的選擇要考慮可行性，所謂可行性不僅僅包括能否實(shí)現(xiàn)，還包括實(shí)現(xiàn)難度是不是在可接受的范圍，實(shí)現(xiàn)的成本是不是可以承擔(dān)。而題主說的把CPU做成一個(gè)性能超強(qiáng)的單核，技術(shù)難度大，成本也高，并不實(shí)用。CPU之所以選擇了多核心發(fā)展，就是因?yàn)閱魏诵暮茈y繼續(xù)做下去，無法持續(xù)穩(wěn)定提高性能，廠商才做的多核心。

單核性能的提高遇到了瓶頸，多核處理器技術(shù)的成熟共同決定了多核處理器成為技術(shù)發(fā)展的主流選擇，而單核處理器被拋棄。

我們看看當(dāng)年的幾代入門級(jí)處理器的性能，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，單核性能的提升已經(jīng)進(jìn)入了瓶頸期。第四代入門級(jí)的 i3 4130 CPU，單核性能成績?yōu)?1982。上一代入門級(jí)的 i3 3220 CPU，單核性能成績?yōu)?1759。再上一代入門級(jí)的 i3 2130 CPU，其單核性能成績?yōu)?1744。經(jīng)歷三代升級(jí)，性能的提繩微乎其微。一般認(rèn)為，只有性能提升五成以上才會(huì)有比較直觀的感受。因此，單核性能的突破是一個(gè)難以克服的困難，不一定說完全不能實(shí)現(xiàn)，但至少是一件非常困難的事情。從理論上來說，從1990年左右開始，提高芯片的性能主要方法有兩種：

1.在有限面積內(nèi)加入更多的場效應(yīng)管。

2.提高時(shí)鐘。

經(jīng)過二十多年的發(fā)展之后，我們已經(jīng)幾乎把這兩種方法應(yīng)用得爐火純青，單核CPU想要繼續(xù)突破面臨著難以克服的功耗和發(fā)熱問題，而時(shí)鐘也會(huì)受到限制。相比之下，多核CPU可以通過并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)降低時(shí)鐘的目的，與此同時(shí)維持原有的計(jì)算能力。而多核處理器的協(xié)同能力則隨著技術(shù)成熟而變得穩(wěn)定高效，在這個(gè)情況下，回歸單核路線，嘗試做一個(gè)超強(qiáng)的單核處理器是不符合現(xiàn)實(shí)需求的做法。

而從另外一個(gè)角度來說，就算我們繼續(xù)發(fā)展單核技術(shù)，不計(jì)代價(jià)投入，不計(jì)成本生產(chǎn)出來。但是，理論來說，單核處理器的性能是會(huì)有上限的，這個(gè)上限一定會(huì)比多核處理器低。這就好比一個(gè)人可以通過鍛煉提高身體力量，但是你再能打，來十個(gè)二十個(gè)人，你也夠嗆能對(duì)付吧？所以，個(gè)體的提高很重要，但是多人合作，良好的協(xié)作才是提高戰(zhàn)斗力更有效更現(xiàn)實(shí)的選擇。同樣的道理，當(dāng)多核處理器可以良好協(xié)作的時(shí)候，取代單核處理器成為技術(shù)選擇的主流也是情理之中的事情。超強(qiáng)單核的技術(shù)構(gòu)想則不實(shí)用，太昂貴，并不存在實(shí)際可行性。

我給你解釋一下...你使勁理解一下...

...

計(jì)算機(jī)處理器有個(gè)參數(shù)叫頻率...什么2.4G 4.5G啊...這個(gè)是指一秒鐘有多少個(gè)時(shí)鐘周期...不是指令周期...指令周期一般為1-12個(gè)時(shí)鐘周期甚至更多...一般只有內(nèi)部寄存器讀寫指令.加減乘指令能做到1時(shí)鐘周期...而內(nèi)存存取指令的周期數(shù)很高...所有數(shù)據(jù)都在內(nèi)存...根本無法有效減少內(nèi)存讀寫指令...需要注意的是內(nèi)存讀寫速度基本是恒定的...也就是CPU快沒用...比如假如在2.4G的處理器中讀內(nèi)存中的數(shù)據(jù)為6個(gè)時(shí)鐘周期.那么在4.8G的處理器就需要12個(gè)時(shí)鐘周期.也就是說在0.4G的處理器里是一周期...所以單純提高頻率提高性能微乎其微...

...

最先想到的就是利用CPU在等待讀內(nèi)存數(shù)據(jù)的周期中提前讀下一個(gè)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)...這一系列技術(shù)最早叫預(yù)讀.但代碼有條件跳轉(zhuǎn).能判斷條件跳轉(zhuǎn)的預(yù)讀叫分支預(yù)測.預(yù)讀的層深叫流水線...

...

流水線并不完美...在多任務(wù)操作系統(tǒng)中..操作系統(tǒng)的時(shí)間片是通過保存和恢復(fù)整個(gè)寄存器實(shí)現(xiàn)的.術(shù)語叫保存恢復(fù)現(xiàn)場...這樣切換會(huì)嚴(yán)重破壞預(yù)讀的成功率...影響預(yù)讀命中率...導(dǎo)致CPU仍然需要等待讀取數(shù)據(jù)...解決這個(gè)問題的辦法...就是兩個(gè)處理器核心分別處理兩個(gè)進(jìn)程...當(dāng)進(jìn)程為3-4個(gè)的時(shí)候...在單核處理器上程序一定會(huì)正常運(yùn)行...但破壞預(yù)讀性能...運(yùn)行效率很低...也就是說1個(gè)4G的核跑4線速度不如4個(gè)1G的核跑4線....

...

所以提高頻率完全不會(huì)顯著提高處理器性能...而提高核數(shù)會(huì)提高性能很明顯...

理論上工廠建一個(gè)超級(jí)大的生產(chǎn)線就可以，那為什么要修好多廠房和生產(chǎn)車間呢？

一條生產(chǎn)線建的再大，也只能保證用最快的速度生產(chǎn)完一個(gè)批次的產(chǎn)品。如果要同時(shí)生產(chǎn)好幾個(gè)批次和品種的產(chǎn)品呢？那是選擇用這個(gè)超大生產(chǎn)線一個(gè)一個(gè)批次生產(chǎn)，還是建幾個(gè)生產(chǎn)線同時(shí)生產(chǎn)更好呢？

同樣的，做一個(gè)超級(jí)大核只能保證用最快的時(shí)間完成一個(gè)任務(wù)。但是，如果你的電腦要同時(shí)完成幾個(gè)任務(wù)呢？你是選擇讓這個(gè)超級(jí)大核一個(gè)個(gè)任務(wù)去做，還是選擇做幾個(gè)小核分別去做？

結(jié)論：

大多數(shù)時(shí)候手機(jī)和電腦要同時(shí)處理的是很多個(gè)任務(wù)，這時(shí)候讓多個(gè)小核分別處理比讓一個(gè)大核排隊(duì)處理更高效。而一個(gè)大核的制造工藝更麻煩，發(fā)熱功耗比幾個(gè)小核更難散熱。

再舉個(gè)不恰當(dāng)?shù)睦樱阋獜谋本┧鸵粋€(gè)火箭去西昌，只能用火車?yán)悄阋獜氖程盟蛶追莺酗埖剿奚針牵詈眠€是叫幾個(gè)快遞小哥騎電動(dòng)車給你送吧。我們?nèi)粘Ｊ褂檬謾C(jī)和電腦遇到很多小任務(wù)的場景遠(yuǎn)比需要處理大任務(wù)的場景多，所以做很多小核遠(yuǎn)比做一個(gè)大核更實(shí)用。畢竟不是每個(gè)人一天到晚都有火箭需要送到西昌。但是幾乎每天都有人需要訂外賣。

這么說吧，一個(gè)加工中心，有個(gè)分開的原料倉庫，用一輛10噸大卡車運(yùn)材料，運(yùn)一次可以滿足一天生產(chǎn)。后來產(chǎn)能提升，品種有多了，又在不同地點(diǎn)造了幾個(gè)倉庫，這時(shí)要滿足生產(chǎn)要么原來的車加快速度不停的運(yùn)（加快頻率），要么買個(gè)50噸的車，每個(gè)原料還是每天運(yùn)一次，運(yùn)一次管幾天（加強(qiáng)單核運(yùn)算能力），還要么換幾臺(tái)5噸的，分開運(yùn)不同倉庫（多核）。

那么問題來了，在同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)產(chǎn)品，且產(chǎn)量都不高，而且生產(chǎn)倉庫分散的情況下是用一個(gè)50噸的車來運(yùn)，還是用幾個(gè)5噸的車來運(yùn)合算？

所以單核強(qiáng)勁固然好，但往往運(yùn)用時(shí)更多時(shí)候要同時(shí)處理幾個(gè)任務(wù)，這樣多核更適用。

蘋果單核強(qiáng)勁，那是因?yàn)樘O果都是單線程處理的，不像安卓后臺(tái)會(huì)掛一大堆進(jìn)程

cpu做成一個(gè)強(qiáng)勁單核心是可行，只要頻率夠高，制作工藝夠先進(jìn)，高速緩存l1 l2 l3參數(shù)不低于 l1不低于8way 64k，不過單核心效率就算夠高，都只能處理一件任務(wù)事情，而且達(dá)不到節(jié)能效果，發(fā)熱方面高頻u會(huì)比低頻多核心cpu高，這是其一，其二因?yàn)閱魏诵奈锢砗诵暮苋菀资褂眠_(dá)到百分之99，那么你要是多開個(gè)qq很容易造成系統(tǒng)未響應(yīng)卡頓，相反你使用2個(gè)核心或者以上，因?yàn)槠浜诵臄?shù)量多，在處理器占用方面隨之減少，那么這個(gè)時(shí)候你就可以做更多的下載之類任務(wù)，或者網(wǎng)游多開更多窗口，同時(shí)登陸多個(gè)帳號(hào)，這是為何處理器不向單核心高頻率發(fā)展，而走向更多核心路線發(fā)展的原因，現(xiàn)在不管是amd 還是英特爾公司都往核心數(shù)量不斷增多 就是有用戶覺得以前處理器處理數(shù)據(jù)效率太低，不如現(xiàn)在多核心，所以2家公司都把核心數(shù)量推上8核心或者以上，處理器分為民用，商業(yè)用，國家監(jiān)測國防部用，微軟云端服務(wù)器，為了節(jié)能環(huán)保，達(dá)到低碳，2家公司都往多核心發(fā)展，而不是一直走高頻路線就可以，線程數(shù)量也在不斷增加。超線程效率比單線程效率高，何必只做1核心1處理器線程，給你研發(fā)個(gè)6ghz單核，它能使用范圍也是很窄，要來什么用，所以不是單核心技術(shù)達(dá)不到超強(qiáng)效率，也不是技術(shù)做不到，而是無那個(gè)必要去實(shí)現(xiàn)浪費(fèi)時(shí)間得益不明顯。



后面我們來說說關(guān)于多核心存在的意義，存在即合理，那么為何要做那么多核心，而不是4核心呢，這個(gè)要從網(wǎng)游時(shí)代游戲多開說起，就我自己玩的網(wǎng)游劍靈，雙開把a(bǔ)md fx8320 關(guān)閉核心到4個(gè)核心4個(gè)線程，此時(shí)處理器占用使用為89%，其次像一些使用格式化工廠轉(zhuǎn)碼類軟件hd 1920x1080高分辨率轉(zhuǎn)換下都會(huì)占滿100% cpu及線程,日常4k視頻轉(zhuǎn)碼



不在話下，雖然說當(dāng)年snb處理器雙核心4線程i3就能干翻fx 4300跟6300差不多持平這樣的處境，問題是2160p硬解一個(gè)已經(jīng)爆占滿了占用100開始卡頓，fx 6300則沒有，處理器多核心戰(zhàn)未來，雖然路漫長但是已經(jīng)是 如今的趨勢， 不然英特爾不會(huì)把堆核心到10核心出現(xiàn)了i7 6950x，i9 9900k ，頻率再高單核心再強(qiáng)，cpu資源搶奪厲害核心數(shù)小不足的地方，不利于大數(shù)據(jù)流處理，最終導(dǎo)致結(jié)果必然為以卡頓告終或處理器造成程序無響應(yīng)，所以多核心發(fā)展出來意義非常之重大，尤其是服務(wù)器它的核心數(shù)量一般是民用2倍或者8倍多的核心，電腦真的不是只是用來玩游戲這一用途，你要明白，計(jì)算機(jī)它的用途很廣，計(jì)算機(jī)主要工作還是以計(jì)算速度快慢為主要，32多核心處理器不但是跑分高那么簡單，它的渲染速度都不是8核心能比較的因?yàn)樗暮诵臄?shù)量多，速度是比8核心快4倍，再舉個(gè)列子fx8跟翼龍x6 跑分差不多，核心數(shù)量只差2個(gè)，線程也是2個(gè)，但是跑r15浮點(diǎn)運(yùn)算軟件速度比較慢，x6可以花費(fèi)1分鐘才跑完，而fx8只需要45秒，這個(gè)時(shí)候就體現(xiàn)出多核心的價(jià)值了，現(xiàn)在銳龍8核心16線程比8核心8線程推土機(jī)渲染快2倍那么多，道理也是一樣。

首先我們要清楚如何衡量單核CPU的性能，首先自然是頻率，頻率更高意味著一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)可以處理更多的數(shù)據(jù)，不過光有頻率還不行，其次還要看架構(gòu)等方面，這方面的表現(xiàn)可以通過IPC性能來進(jìn)行衡量，簡單來說就是同樣的頻率下面，誰的單核心性能表現(xiàn)越好，IPC性能越強(qiáng)，所以提升單核性能可以通過提升IPC性能和頻率來實(shí)現(xiàn)。

而這些年以來，芯片廠家為了提升性能，在單核性能上就是通過頻率和架構(gòu)的進(jìn)步來實(shí)現(xiàn)的，頻率方面，1981年IBM電腦CPU頻率4.77Mhz, 1995年intel CPU頻率100Mhz，2000年AMD率先突破1Ghz，2003年intel CPU頻率達(dá)到了3.7Ghz，而目前最高的單核頻率才5.3GHz，可以看到歷史上的一段時(shí)間里面，頻率的增長是很猛的，而這自然帶來了性能的提升，但是可以看到2003年到現(xiàn)在，頻率提升已經(jīng)無法和以前相比了。

至于架構(gòu)方面，PC那邊大家比較熟悉的AMD Zen1，Zen2，Zen2+，Zen3的架構(gòu)，每次都會(huì)帶來性能的提升，Intel那邊也是如此，ARM處理器也是如此，從Arm V4到V9版本升級(jí)，而且在每個(gè)版本內(nèi)部，還可以進(jìn)行細(xì)分，實(shí)際上隨著頻率提升的變慢，通過架構(gòu)升級(jí)來實(shí)現(xiàn)性能提升已經(jīng)是目前最常見的手段之一了，不過這個(gè)地方的升級(jí)也不是隨隨便便的，一般來說一個(gè)全新的架構(gòu)出來后，這個(gè)架構(gòu)會(huì)使用較長的一段時(shí)間，會(huì)在這個(gè)架構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化迭代，這方面Intel的Skylake就是典型。

頻率提升基本上遇到瓶頸了，架構(gòu)的升級(jí)也不是那么隨隨便便的，而用戶對(duì)性能的追求又是沒有止境的，所以單核的確是不夠用了，這種情況下廠家就想到了超線程，多核心等技術(shù)來提升CPU的性能，因此現(xiàn)在市面上的處理器基本上都是多核心的了，所以就目前的實(shí)際情況來看，如果可以做出超強(qiáng)的單核，自然不需要多核心了，但問題是很難做出這樣的單核產(chǎn)品。

技術(shù)方面主要是CPU頻率提升遇到了能耗這個(gè)瓶頸。因?yàn)镃PU的能耗和時(shí)鐘頻率的三次方成近似正比關(guān)系，CPU頻率在3Ghz之后, 繼續(xù)提高頻率會(huì)使CPU面臨發(fā)熱燒毀的危險(xiǎn)，而且隨著工藝的提升，晶體管密度的增加，積熱問題也越來越嚴(yán)重，會(huì)加劇燒毀的可能，所以頻率這個(gè)路子的確是很難走下去了，而架構(gòu)升級(jí)，說白了就是PPA的取舍，存在能耗和芯片面積的制約。

總之單核性能當(dāng)然是越高越好，但是目前的技術(shù)而言，就算是做出一個(gè)很強(qiáng)的單核處理器，其整體性能也不會(huì)超過那些高階的多核處理器，而且目前的操作系統(tǒng)是多任務(wù)的，這也讓多核處理器有了用武之地。

1.單核性能提升幅度有限，頻率有5G瓶頸，再高頻率有電子隧道效應(yīng)，功耗直線上升，穩(wěn)定性下降；

2.單核在一時(shí)刻只能做一件事情，沒辦法讓任務(wù)流起來，即使有指令流水線，也只是縮短了指令的平均執(zhí)行周期，一個(gè)時(shí)刻仍舊最多只有一個(gè)指令被執(zhí)行；

3.多核CPU可以讓多個(gè)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行，軟件優(yōu)化后還可以讓一個(gè)任務(wù)拆解在多個(gè)核心上運(yùn)行，大大提高執(zhí)行效率