Всем привет, дорогие друзья. Рад вас видеть! Производители постоянно отчитываются о том, как растет энергоэффективность их продукции. Рисуют красивые графики, поднимают важные вопросы экологии, но... Почему-то все чаще перестают класть в комплект боксовые кулеры, а водянки стали не столько "штукой чтобы выпендриться", сколько необходимостью. Как так?
Начнем, что логично, с энергоэффективности
Правда ли, что новый процессор энергоэффективнее старого? Правда на все 107%. Но почему тогда новый процессор горячее? Что вообще такое, эта ваша "энергоэффективность"? Вот смотри:
У нас есть условный i7 7700 с потреблением 100 ватт, и есть условный i7 10700 с потреблением уже в 200 ватт. Старый процессор холоднее, но если мы запустим тест, то i7 10700 окажется в три раза быстрее, чем i7 7700 (цифры тут только для примера). То есть он потребляет в два раза больше энергии, но при этом делает в три раза больше работы. Энергоэффективность выросла.
Путать энергопотребление и энергоэффективность не надо, так как любое новое железо в 99% случаев и сценариев будет энергоэффективнее старого, но может при этом жрать больше электричества.
А почему оно так делает?
Корни проблемы начались тогда, когда процессор самостоятельно научился распознавать условия своей работы. Естественно, смог он не просто так, а вследствие проблем при производстве чипов.
Производитель не может производить кристаллы, которые будут на 100% идентичны друг другу. Какой-то кристалл сможет работать на определенной частоте на 1 v, а какой-то потребует уже 1.1 v. Производитель создает диапазон приемлемых вольт-частотных характеристик, и, например, устанавливает нижнюю границу на 1.2 v. Таким образом, все процессоры, которые могут держать указанную частоту на указанном напряжении, считаются не бракованными.
Но производитель не может выпускать один и тот же процессор, который будет отличаться от себе подобных, так что по умолчанию он выставляет заявленное напряжение... Но ведь некоторые кристаллы способны взять большую частоту, и более того - если процессор не перегревается и способен устойчиво работать на повышенной частоте, то почему бы не дать пользователю возможность получить всю производительность процессора?
В итоге пользователь пришел, вставил процессор в материнскую плату, запустил комп, а процессор в этот момент понимает, что "вааа, прям по кайфу чайхана" и начинает сам себя разгонять.
Производителю надо больше
Все хотят, чтобы их железо было быстрее, в том числе - и производители этого железа. Ну вот в этом поколении пошло что-то не так - не смогли увеличить энергоэффективность, и в итоге в теплопакет вписывается меньшая частота, чем та, которая должна быть... Что делать?
Intel для этого ввели два режима. PL1 и PL2. В режиме PL1 процессор старается держать мощность около своего теплопакета, выдавая небольшую частоту и работая на небольшом напряжении, НО чтобы в краткосрочной нагрузке показывать бОльшую производительность, есть режим PL2. Он очень удобен, ибо...
Запускает пользователь бенчмарк, нагрузка на процессор возрастает. Процессор понимает это, а потому начинает тупо игнорировать все лимиты мощности и выдает тот максимум, на который сам способен. В этот момент частота - в приоритете. Когда проходит некоторое время, процессор снова работает в режиме PL1 - частота падает, теплопакет снова соблюдается, а производительность падает.
И все же, как это связано с тепловыделением?
А очень просто, на самом деле. Технологии не могут обеспечить быстрый рост энергоэффективности, чтобы при том же TDP производительность увеличивалась в разы, так что производители жертвуют тепловыделением, ради того, чтобы каждый новый процессор был на 5-10% быстрее предыдущего, вот вам самый простой пример:
i9 13900K жрет почти 400 ватт энергии, если снять с него все лимиты. i9 12900K - около 350 ватт. Половину 50-ваттной разницы спишем на два кластера E-ядер, а "лишние" 25 ватт - это рост частоты на 400 МГц, так как техпроцесс остался тот же, а архитектура никак принципиально не поменялась.
То есть, грубо говоря, intel взяли i9 12900K, дали ему немного ядер, разогнали - получился i9 13900K, который быстрее, но с примерно такой же энергоэффективностью. У амуде история похожая, и их новые процессоры кушают "всего" по 170 ватт (на фоне intel с их 400-ваттным i9 - это действительно "всего"), но это ограничение взялось не от хорошей жизни, а тупо из-за большой толщины крышки процессора.
Что мы сегодня узнали?
Вот теперь давай подытожим. Раньше рост производительности при сохранении TDP достигался переходом на новый, более тонкий техпроцесс. Сейчас скорость перехода на новые техпроцессы сильно упала, а скоро и вовсе остановится - меньше одного нанометра сделать мы не сможем.
Производители это понимают, но им все же надо каждый раз представлять более производительный процессор, нежели предыдущий. Так как снижать техпроцесс быстро уже не получается, придумали вот такие вот хитрые лимиты мощности. Еще раз: энергоэффективность новых процессоров меняется медленно (медленнее производительности), а значит у производителей только один вариант: наращивать тепловыделение.
Вот, вроде как ничего не забыл. Если все-таки забыл - напиши об этом в комментариях, ну и лайк под статьей поставить не забудь. Скоро увидимся!
Подпишись на телеграм (там IT-новости), Ютуб (там иногда выходят прикольные видео), и группу ВК (там пока ничего нет, но это только пока).
А если хочешь помочь мне с развитием канала - буду благодарен за каждый репост! Спасибо!
