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为什么?CPU、GPU出厂即灰烬的奥秘

出厂即灰烬的说法其实就是讲现在的CPU、GPU出厂频率设定很高,留给用户的超频空间很小,无论主板BIOS设置、超频软件提供了多么丰富的超频功能,实际能够通过超频获得的额外频率加成远不及以往——这,究竟是为什么?

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无论是CPU还是GPU,现在的超频幅度真是越来越小,尤其旗舰型号——主板、显卡厂商无不以超频作为高端产品的重要标签,这样的悖论其实就是“精挑细选”的副作用。

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首先,我不否认部分产品的超频幅度还算可观,但是大部分产品的可超频幅度都小的可怜;其次,对于普通用户而言,超频的辅助散热设备无外乎风冷、水冷散热器——确实有专业超频人士可以硬拉频率达到很骇人的地步,但是别忘了,他们的散热设备远非普通玩家可以比拟的。

那么,造成这个原因的症结究竟在哪儿?答案其实就是精挑细选的缘故。芯片是在同一片晶圆上“刻录”多颗芯片,然后通过切割成为独立个体(就是CPU、GPU上的晶体),再经过封装测试等一系列制造过程才能成为完整的产品。

但是,“刻录”芯片的光刻机并不能保证完全精度一致,无论多么先进都存在误差。这些误差会导致同一片晶圆上不同位置的加工精度和质量出现差异。同时,晶圆本身也会有差异:硅原料和金属之间必然存在纳米级的杂质——世界上最先进的制造工艺,也不能做到完全洁净纯粹。

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这种随机又难以消除的细微差异会导致最后刻录出来的芯片晶体(晶圆的某一个单元)产生“体质差异”。晶体从晶圆上切割下来,并安装到封装上之后就会进行测试,这些晶体会根据预设的测试阈值、如有效性、能达到的稳定时钟频率、电压和发热量进行分类。

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举个例子,切割下的这些晶体达到最严苛标准的就会标为旗舰型号,发现有一定缺陷的就会降档(例如达不到频率、核显损坏、内核损坏),屏蔽掉问题部分以低阶型号标识。总之,因为现在划分的档次越来越多,这样的晶圆利用率(良品率)会越来越高,整体成本也就越低——换言之,你想超频得到的,厂商已经特挑出来了。

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除了企业对晶圆良品率要求的提高,另一个非常重要的因素是:CPU、GPU的性能相对溢出。

对,你没看错,就是性能相对溢出。举个例子,现在消费级应用能够吃满多核心CPU的极少,CPU性能依旧着重于单核心IPC、缓存设计,那么除了构架的设计之外,最“粗暴”的提升性能方式自然是提高频率,出厂频率拉满能充分保证单核心IPC性能。

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GPU则是另一个情况,因为AI领域的需求旺盛,消费级产品的重视程度不及以往。产品做到刚刚好(拉满频率)是常态,尽可能提高良品率,把更大的精力放到制造AI算力芯片上更划算。这些GPU到了显卡厂商手里,非公版的高端型号还会自行再拉升一点运行频率,现在你觉得还能有多少是留给用户自己“超频”的?

所以你能看到,现在CPU的超频幅度一般也就是10%~20%(个别型号会超频潜力较高),GPU甚至只有±10%左右。

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另一方面,GPU的AI算力如何、应用生态如何(几乎同等重要!)都将决定显卡的性能表现,你能看到的表象就是诸如Xess、DLSS、FSR这样的产物,其实都是基于AI深度学习的的提升画质技术,AI,早就在我们身边了。

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