GPU核心频率为什么远逊于CPU?

为什么GPU核心频率不到1G,CPU可以3G多?
虽然GPU晶体管多,发热厉害。可是CPU晶体管也是越来越多,但随着工艺提高,发热越来越少;GPU为什么工艺提高,发热老样子?
最后,为什么CPU超频50%很普通,GPU超个10%就是极品了?
试想,如果N卡和A卡的核心频率提高到3G,性能岂不翻三倍!

首先 GPU和CPU构架不一样 CPU要兼顾程序执行和数据运算的 需要主要运算的方式不一样 兼顾各种处理 而GPU主要是分担CPU在浮点方面的运算 应用环境远没有CPU复杂

为什么GPU核心频率不到1G,CPU可以3G多?
数据吞吐量不一样 现在的CPU只能支持64位元的程序处理 GPU却有512位元的 一次吞吐量不一样 GPU的构架决定了他不需要太高的频率

虽然GPU晶体管多,发热厉害。可是CPU晶体管也是越来越多,但随着工艺提高,发热越来越少;GPU为什么工艺提高,发热老样子?
这个我认为是两大巨头白日化竞争的结果 其实N和A完全可以将GPU的性能降低而减少功耗 只是目前阶段 GPU的发热量(相同晶体管制造工艺)的情况下 还是远远CPU的 随着工艺的提升 两大巨头都不断的提升其显卡效能 同时也带来了更大的发热量 这之间几乎都保持在一个平衡 所以工艺提升对显卡来说就是提升的性能而CPU两大巨头都比较倾向与节能卖点 所以在设计时就决定了CPU的低功耗低发热 再者GPU的晶体管数量是远比CPU多的 这个也是决定GPU发热巨大的原因 总的来说这个是各公司商业操作的结果.

为什么CPU超频50%很普通,GPU超个10%就是极品了?
CPU超频50%也不是很普遍的现象 出现CPU超频50%这个现象主要原因我个人认为有几个
1.商业手段 用本来可以在高频上运行的晶圆降低频率用在低端的处理器上制造噱头 以打压对手 典型是赛扬300A 赛扬II533 PE2140 AMD巴顿2500+ AMD3600+ 这类CPU频率相对于相应的核心来说 核心频率都是比较低的 由于核心构架优秀 本来就可以达到比较高的频率 如果不降低频率出售会影响其中端甚至高端处理器的销售 再者就是刻意将这些CPU投向市场 赚取大量口碑而产生广告效应 而同一型号后期的CPU一般都不好超频的
2.CPU核心构架问题 有强劲超频能力的处理器都是产品更新换代时产生的 新的核心给CPU带来了强大的超频潜力
3.GPU由于晶体管数量多 良品率更低 为了节约成本 生产商往往会吧有问题的核心阉割 做成低频的版本推向市场.再加上构架上的制约 GPU的超频潜力往往都不如CPU.

试想,如果N卡和A卡的核心频率提高到3G,性能岂不翻三倍!
这个问题很好解释 首先CPU超频带来性能提升 主要的原因是CPU所带的一级 二级缓存都是和CPU1:1的 核心频率提升缓存也相对提升 还有前端总线等影响 决定CPU超频性能基本上能达到1:1的提升 而GPU方面 超频核心并不能提升显存频率 显存不能给GPU提供更高的吞吐带宽 显卡的效能大幅度的受到显存的限制 好比现在的9600GT和9800GT 虽然9600GT只拥有48个流水管线远不如9800GT的多 但是同为256位元的显存 如果频率一样的话 9800GT多管线高频率带来的性能提升也就只有10%左右 这个就是受到显存制约的典型例子 如果9800GT采用更高频率的显存 带来的性能提升才能达到正比 所以并不是说GPU超频3倍就可以有3倍的性能的.

希望我这样说你能看明白
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2009-07-15
1、C P U强于G P U:核心频率

纵观目前的情况来看,GPU执行每个数值计算的速度并没有比CPU快,从目前主流CPU和GPU的主频就可以看出了,CPU的主频都超过了1GHz,2GHz,甚至3GHz,而GPU的主频最高还不到1GHz,主流的也就500~700MHz。要知道1GHz = 1000MHz。所以GPU在执行少量线程的数值计算时并不能超过CPU。

抛开彼此间的性能和架构不谈,光看CPU与GPU的主频就可以看出,CPU高出GPU不止一点点这么简单,目前GPU数值计算的优势主要是浮点运算,它执行浮点运算快是靠大量并行,但是这种数值运算的并行性在面对程序的逻辑执行时毫无用处,因此CPU主频高是情理之中的事情,所以说CPU频率强于GPU频率是不可否认的。

2、C P U 强于 G P U:超频性能

从DIY诞生的那一天开始,“超频”就一直形影不离。在我们的记忆中,上古时代的C300A超频到450MHz的惊喜仍然值得回味,现在Q9650超到4.5GHz更是让人激动不已!然而随着GPU的不断发展,超频的魔爪已伸向了显卡。可是要论超频性而言,以我们的经验来看,相同工艺的GPU超频性远不如CPU。

由于架构的原因,即便是GPU制程已经过渡至60nm/55nm,超频能力也同样有了一定的提升,一样有着较高的超频潜力,但是,GPU的超频性能相比CPU远远所不及,总体来看,核心突破1GHz都十分困难,而体质稍好的CPU却轻易的可以超频100%甚至在额外的辅助下,拥有更高的超频幅度。

和显卡相比,不部分CPU的功耗低了不少,特别是节能技术的普遍应用使其待机功耗可以做到很低,当然高端型号在全负载下也是非常耗电的。Intel的Core 2系列性能和功耗的确都非常出色,AMD Phenom系列则都稍逊一筹,另外Athlon 64 X2 6000+功耗特别高是因为它采用的是90nm工艺。当然,AMD处理器都集成了内存控制器,会在一定程度上增加功耗。

4、C P U 强于 G P U:发热量

随着芯片制造工艺的改进,GPU晶体管数成倍增加,集成度越来越高,其复杂程度已经远远超越了CPU,在功耗居高不下的情况下,高端显卡的发热量自然高于高端CPU。
,由于风扇不同,因此并不能作为有效的测试对比数据,只是供读者参考之用,目前的高端显卡,普遍温度控制不理想,换个品质好些的散热器温度会有下降,但是整体看来顶级CPU与GPU的发热对抗中,GPU发热量还是明显处于劣势,毕竟两款产品的功耗不同,温度差距不可避免。
5、C P U 强于 G P U:制作工艺

CPU或是GPU的制造是一项极为复杂的过程,当今世上只有少数几家厂商具备研发和生产的能力。几乎每一次制作工艺的改进都能为CPU与GPU发展带来最强大的源动力,无论是Intel、AMD还是NVIDIA,制作工艺都是发展蓝图中的重中之重。

从目前的发展状况来看,半导体第一大厂Intel具备着世界上最先进的工艺技术,Intel CPU采用最先进的45nm工艺制造,而GPU大厂AMD与NVIDIA最高却仅使用55nm工艺,在工艺上来讲GPU落后于CPU。

无论是NVIDIA、AMD和台积电,之前一段时间都在通过各种途径放出消息,新的台积电40nm工艺将在明年年初拿出,甚至NVIDIA的对应40nm工艺GPU将成为全球第一款40nm工艺的高度复杂芯片,从而第一次超越CPU成为最先进的芯片。

不过从目前角度来看,GPU想要超越CPU工艺就比较难了,台积电的40nm工艺目前主要的问题还是功耗超过预期,同时良品率极低,因此其必须通过修正才能解决这些问题,而英特尔的32nm工艺将在明年下半年如期引入(已经完成32nm工艺处理器的出样),甚至引入的时间同40nm工艺相近甚至更早,因此GPU工艺超越GPU工艺又将成为泡影。并且英特尔已经在为32nm工艺后继的22nm工艺进行准备了,并且相关的研究和论证早就开始。

6、C P U 强于 G P U:微架构

从微架构上看,CPU和GPU看起来完全不是按照相同的设计思路设计的,当代CPU的微架构是按照兼顾“指令并行执行”和“数据并行运算”的思路而设计,就是要兼顾程序执行和数据运算的并行性、通用性以及它们的平衡性。CPU的微架构偏重于程序执行的效率,不会一味追求某种运算极致速度而牺牲程序执行的效率。

因此从微架构上看,CPU擅长的是像操作系统、系统软件和通用应用程序这类拥有复杂指令调度、循环、分支、逻辑判断以及执行等的程序任务。它的并行优势是程序执行层面的,程序逻辑的复杂度也限定了程序执行的指令并行性,上百个并行程序执行的线程基本看不到。GPU擅长的是图形类的或者是非图形类的高度并行数值计算,GPU可以容纳上千个没有逻辑关系的数值计算线程,它的优势是无逻辑关系数据的并行计算。

从现有CPU和GPU架构来看,两者不具备互相取代或是比拼强弱的技术条件,主要是由于两者架构的差异,就像是你不能让大象和海豚比游泳一个道理。但是如果抛开性能,单从技术的角度来看,似乎CPU的架构更胜一筹,单从CPU不需要驱动,而显卡需要驱动就可以看出来。

首先,我们建议先看CPU的“微架构”。CPU微架构,按照现在的产业技术水平,大概每两到三年,就会有一次大的改进。每次更迭,往往会带给整个电脑产业和消费者相当大的变化和影响。打个简单的比方,白炽灯和节能灯,都能照明和发光。但是,一个10瓦的节能灯泡,它的亮度和60瓦的白炽灯泡相当,但耗电量却只有白炽灯泡的20%。之所以有这样的差别,就是因为两种灯泡的“微架构”不一样。英特尔在2006年中旬,开始在市场上推出的全新一代的“酷睿”微架构系列产品,就是一个很好的例子。这一代“酷睿”微架构的产品,与上一代Netburst微架构相比,产品性能提高40%,而同时功耗又降低40%! 而新一代的基于Nehalem微架构的处理器再次验证了这一点,架构的先进性一览无余。
第2个回答  2009-07-15
因为钱,也就是成本问题.生产厂不是在搞艺术,而是为了赚钱,利益最大化的赚钱.大家都是在很努力的做,都想提高,但生产工艺限制,成本的围追堵截,长期造就的.把他的厂当成你自己的你就明白了.
这里打几个比方.
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N技术员:"不好了,隔壁厂又雇了800个民工"
N老板:"这好办,厂长以下的都去给我干活,有空了办办公."
A员工:"不好了,隔壁厂领导层都一人多岗了"
A老板:"复制800个民工,X2"
N技术员:"老板,新工艺能降低成本40%,降低温度5度,设计图已经搞出来了,生产线不贵,才20亿美金".
N老板:"一边玩去.给我加压20%,超频49%,加个50块的风扇,售价加个1500元儿,混到第三代工艺咱买第二代工艺的二手生产线,不花就是赚."
N技术员:"咱们有能力干到3G,成本只需要增加6倍"
N老板:"难怪我是老板,1G的P3卖18元,我的1G还能卖1800呢,干嘛升级,你把图纸留着,等隔壁厂技术翻番了咱再升到1.5G,我兜鼓,你钵满,细水长流,青山常在,日光灯来了白炽灯也没消失,节能灯来了日光灯还是有市场,怕什么."
md:"做江湖老二的优势很多,第一,看起来很像老大,第二,枪打出头老大,第三,蹚路扫雷排查陷阱都由老大来做..."
Int:"我是科学家,我很高兴,每次我们做实验都有极其热心的人来高价批量收购我们的试验品,比如测试增加管线长度,比如测试虚拟多线程,比如测试拼接两个内核,前些天为了节约材料换了工艺,没想到他们说我们为世界做了大贡献,节约了能耗,哦对了,早在之前,X87也有人追着买.这些都是大的,让人更开心的是,即使在短期内各个阶段也都有很多人鼓励我们,无论是写多少个零的都有人买,ES的都有人买,甚至打算销毁的都被人弄出去卖了,作为科学家这是多么大的荣耀啊,更别提钞票了."

参考资料:随便参与一下

第3个回答  2009-07-15
你的说法中有鬼扯的部分

CPU超频50%你真的认为很普通么?通看CPU发展史,能大量超过50%的型号屈指可数,还都是因为某些特殊原因。

频率和性能并不是线性提升的,主频可以说并不是影响性能的第一因素,对于CPU和GPU来说都一样

CPU的发热真的越来越低?你确定?要知道曾经的CPU可以只上一个小散热片的。现在CPU原装的撒热器也几年前最好的散热器大出一圈

i7 920有7亿多晶体管,而GTX280则有14亿,足足多了一倍。CPU这个7亿里还有一二级缓存的部分,而GPU则几乎都是大发热的流处理器。CPU可以挂上超大的撒热器,而显卡散热器无论如何也要考虑到占位以及安装方式的问题。你觉得这么单纯对比发热有意义么?

话说那位kuram兄扯了半天CPU比GPU强,无非就是想说Intel天下无敌。其实Intel也不是没有尝试过进入显卡领域,I740开始Intel就有这个意图,可还是败在了新生代贵族nVidia和ATI手下。既然Intel已经无敌,怎么显卡市场还是没有它的事?既然显卡是个猴子都能设计制造的玩意,那么Intel干嘛不把这块油水丰厚的市场揽在手里?

话说显卡自从出现,就有驱动。竟然以有没有驱动来判断好坏,实在是可笑至极。现在是nVidia要来挑战Intel,而不是Intel威胁nVidia。
第4个回答  2009-07-15
说简单一点

假如 CPU 是 一个机器的主马达

那GPU就是 一个机器的链条马达

也就是说 GPU的换算速度 必须要小于 CPU

为什么 CPU 超频50% 简单 GPU 超的少

原因就是 CPU核心 架构 与 GPU不同

你仔细想一想 一块 CPU多钱 一块显卡 才多少钱 况且 显卡上不光光有GPU

假如 CPU的架构 弄到GPU上了 那CPU的 功率 就必须 要更高

懂么
GPU的发展 取决于CPU

而CPU得发展屈居于 现实

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