（单核篇）2008-2024年经典架构移动cpu实测定频性能——功耗曲线汇总（更新至24.12.31)

hljgyr

接上篇多核部分 https://www.ibmnb.com/thread-2032370-1-2.html
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23.08.29更新：增加ZEN4(7940HS)、RPL-E(13代能效核）能效曲线、频率-能效曲线、修正更新部分测试数据
24.12.31更新：更新QX9300单核测试基准（W700）、根据7945HX实测结果扩展5-5.4g频率zen4架构单核能效特性、增加i7 2960XM超频测试成果（4-4.4ghz)、增加i7-940xm单核测试成果、增加桌面u9 2代arl架构P核、E核5ghz频率点能效特性参考


第一部分 理论测试性能
理论单核测试共选用24项测试软件，分为科学计算、编解码、游戏、渲染、综合计算5部分。各项测试内容及计算权重（百分比）如下所示：
3GHz组：

4GHz组：

性能基准：Penryn@ 3.06GHz（论坛熟知的默认频率,对应经典的末代顶配双核酷睿2 t9900），其单核综合性能=100分（由qx9300测得）；
功耗测试：取cpu单核中等负载（fritzchess）及重负载（r20)下对应核心功耗（单核测试package功耗受核心外围影响较大，采用核心功耗评价更为准确，core2及一代采用1c-2c-4c功耗差值推算单核核心功耗）；
能效基准：将上述各项跑分对应负载情况，综合平均后进行计算，并以10代CML@4GHz计为1.00分，此分值越高越好 (基准能效下，4.0GHz 10980HK单核测试平均核心功耗为13.7W，性能分数为221，即2.21倍的t9900单核性能)；


第二部分 能效曲线汇总


对上图的一些说明：
1.测试频率点分别为2.0-2.4-3.0-3.6-4.0-4.4-5.0-5.4，整数频率点（3.0-4.0-5.0）增大了标识并对性能分做了突出标注，方便纵向比较；
2.除电压不可调节平台(1-3代酷睿、intel n系列低功耗处理器)外，所有cpu功耗测试结果均基于各频率点下的优化后电压，充分发挥各架构潜力；在优化电压下，同功耗运行频率绝大多数情况在默认电压基础上提升200-300MHz，性能亦等幅提升；优化电压与同代同架构低压cpu的低频段f-v曲线吻合度较高，亦具有一定参考价值；
1-3代酷睿在标称睿频范围外进行超频（1代3.33ghz-3.86ghz、2代3.7ghz-4.4ghz、3代3.8ghz-4.4ghz),超频后随频率增加，电压裕度逐渐减低，因此能效曲线呈现特殊特性（功耗-性能呈线性关系且优于默认睿频段），可参考可降压平台结合特征频率点对上述平台降压后功耗情况进行模拟，本部分不另行作图。
3.测试定频曲线的意义在于泛用性，可以通过性能随频率的变化趋势，便能非常精准地推测出各世代不同规格cpu在不同基频、不同睿频下的性能表现，乃至绘制cpu单核性能天梯。除此之外，根据处理器展现出的实际性能水平，也可以判断其频率是否达到标称，或机器是否受到功耗或散热限制。
4.由于部分n系列处理器性能值较低，频率段较窄，作图辨识困难，因此仅展示特征频率点性能及功耗值；

由于单核功耗测试受随机因素影响更大，部分曲线相对欠平滑，后续将复核并追加更多功耗点数据，本帖也将长期更新


第三部分:能效频率特性曲线
频率-能耗曲线如下图，可以清晰显示各架构的甜点能效区间
AMD ZEN4处理器在这一环节暂时无敌，不仅在2-2.4ghz段飙飞上了天（最高超过14.5倍基准能效），甚至在5ghz频率也几乎做到了默秒全，这个全不仅指迄今为止各代各款的intel处理器，也指他们的任意频率段（仅略微落后于-165mv下2-2.4ghz RPL-P核）。
而RPL只能和ZEN3+在高频段上打的有来有回


第四部分，一些个人总结及观点：

1.单核性能与电脑速度的关系：通过对多项日常及行业生产力软件进行处理速度记录分析，本贴所示单核综合性能分与上述处理速度相关性很高，基本可以反映计算机各项操作流畅度与实际体验
另外，根据多个平台实际操作测试经验，考虑更大的热功耗-面积比，同功耗下单核负载对散热系统压力明显增大，以intel为例，轻薄本单核解热能力大部分在8-10W核心功耗区间，全能本多在12-18W，性能本则可以压制住20W以上的单核核心负载。
在大多数情况下，系统响应速度很大程度上取决于单核性能、单核性能上限则受限于系统解热能力
举个简单例子：搭载3940xm的W530可以压制20-22W的单核功耗（核心功耗15-17W,频率3.8-3.9GHz)，此时在性能功耗曲线上它的单核性能对应可达到170左右，搭载8650u的t480/x1c 2018可以压制8W左右的单核负载功耗，在曲线上对应单核性能在185左右。这意味着理想条件下，这两种机型的系统响应速度基本在一个水平线上，8代i7稍微领先；而8650u若触及温度墙，频率降至3GHz以下，则性能分降至160-170区间，表现将落后于3代老机型。
论坛上一半以上关于"新机器i7，i5为何速度不快，甚至不如某某三代老工作站”的抱怨均来源与此，但凡硬盘内存是主流正品，剩下一小半，责任均在管家全家桶、预装软件全家桶、串联cpu热管的垃圾独显、频繁更新后win10臃肿的文件及服务系统上，无一例外。
对于24年旗舰处理器，如14900HX超过25W的5.8ghz单核核心功耗、7945HX接近15W的5.4ghz单核核心功耗，上述处理器在最大睿频点的热密度非常高，在windows系统多数单核场景下（defender、update、各种系统监测后台）均调用1个cpu核心并使其维持其在最大睿频，使得系统频繁检测到处理器单核高温，典型温控策略下风扇频繁启动且维持高转速高噪音，而此时系统整体负载并不高，以至出风口感知不到热量，这种负载与散热系统出力的严重不匹配情况对日常使用的负面影响十分明显，也是大多数人抱怨新机器噪音和高温的真正缘由。然而直到如今，也鲜有厂商能和硬件及系统深度优化，合理控制睿频、合理分配负载及核心性能调配。

2.在目前单核睿频普遍飙到5GHz的时代，性能提升的边际效应越来越明显，以往奔腾M-酷睿2时代，1.8Ghz提升到2Ghz，2.8Ghz提升到3Ghz，对应性能是看得见的提升，人们也愿意为这样的提升付出额外的钞票，而到现在，13代顶级13980HX相比13900HX，仅仅增加0.2GHz最大频率，4%不到的频率提升不仅在跑分和使用中几乎不可被感知，而为此付出的功耗代价必然是极其巨大的，其象征意义远大于实际意义。
因此，个人认为衡量一款处理器单核性能，不是单纯的拼核心，拼频率，更科学的方式是高频的可持续性（高频单核能效），以及高频相比中频的性能衰减（这个取决于缓存、内存、系统多方面），前者AMD做的非常好，而后者则一直是intel的强项。

hljgyr

23.08.29：增加ZEN4(7940HS)、RPL-E(13代能效核）能效曲线、频率-能效曲线
简单总结下：
1.   ZEN4核心能效只能用恐怖形容（如果最新版的hwinfo64对它的核心功耗没有读取错误的话），4nm制程领先了intel7不止两个身位，差距不是百分比而是倍数关系，以至我确信在能效上，Intel4注定是出生即被碾压
不过根据对zen4 HS系列的深度测试，它的能效表现远比它的性能表现更亮眼，7940HS和它的前辈6900HX,5900HX一样，在高频段存在明显的性能衰减，这可能是架构和规格层面上的先天制约。当然，相比5g频率段运行得呼哧带喘的6900HX,7940HS在5g频率上工作起来非常优雅而游刃有余，单核测试过程甚至不需要提升风扇转速。虽然此时的它实际上理论跑分并没比4.4g的13900HX高出多少，系统响应和单线程生产力上有相当的概率还要落后一些

2.  关于intel的所谓“能效”核心的能效表现，经过对13代上面可降压、大缓存的能效核完全体进行的各项测试，目前基本上可以下定论了，曲线上也清晰可见：
i9上面的能效e核在全频率段的核心能效都低于性能p核，甚至低于11代tgl核心
而它的小弟n系列基本上只能和22nm甚至32nm的老前辈们混，堪称惨案
能效核的最大短板竟然是能效，哈哈哈哈，打脸打得飞起，intel在这方面的营销和宣传太失败了


3. 13代e核的绝对性能，从综合得分上来说，非常接近于10代cml核心（97.7%），按项目细分的话，纯数学计算方面差距相对明显（atom家族的一贯弱项），但是媒体计算，渲染，传统游戏测试上，它都显示出了非常大的潜力
这当然可以片面的理解成刷分，但是我们中的绝大多数人，并不以复杂的大规模科学作为主要生产力。
如果愿意抱着试一试的心态关闭大核心，我打赌至少一半人在日常应用中察觉不到系统性能的损失，为何，因为同频率的n305日常应用中已经做到和10代打平，rpl-e甚至超过5%以上！
后面将单独发帖详细说明，还能效核性能一个清白（能效是真的没得洗...）

jsntrgsy

哈哈哈哈 单核

吾方寸已乱

战赢君还有五秒抵达现场。

thankdad

22nm的HSW竟然接近CML了，14nm后面那么多+号做啥了呢，CML是不是受到UNCORE高功耗影响了。

hljgyr

苍蝇，给爷头脑风暴起来，我要看你还有多少新奇的喷点

郑中秋中指指

我来帮战赢回复一下吧：
一款原本是用于国际象棋棋力测试软件，现更多被用于测试CPU科学运算能力
其他测试软件都不准！只有象棋分数不变！

……
……
哈哈哈哈哈哈哈哈哈我自己都笑了
为啥？就因为象棋用的是整数，纯傻算，什么指令集，不存在的，就跟战赢君的大脑一样简单傻算
对了，SuperPi也差不多是这个效果，君桑你天天发象棋我看腻了，要不换SuperPi吧？

hljgyr

来，苍蝇，收好你的象棋图，权重100的，不用谢。
但你要给爷一个一个仔细数灰线左上方有多少个点，你的曲线尽头是6.3的象棋分，从尽头再往上望，看见了吗，左上方那些布满星星点点的领域，竟然是酷睿2不可触碰的！
阿勒？好神奇！！！那这是为什么呢~~
爷给你耐心科普下，因为那些区域，既比你单核象棋分高，还比你省电，懂了吗？？！！

这张图对我来说是不值一文的废图，为何？
用科学的语言解释，里面的值和实际应用性能的相关性差的一塌糊涂
用你未必能听懂的人话说就是，正常人类都生活在丰富生动的现实世界，而不是精神病患者臆想中的象棋世界！！！！

hljgyr

QUOTE:

kepu 发表于 2023-4-17 21:05

跑分跑不过又来跟我扯体验？？
你就这么确定我没有另外一大组数据专门用来给你科普体验和反应速度？？

临江独钓

QUOTE:

hljgyr 发表于 2023-4-17 21:12
跑分跑不过又来跟我扯体验？？
你就这么确定我没有另外一大组数据专门用来给你科普体验和反应速度？？ ...

三斤的鸭子两斤半的头——全凭一张嘴。说的就是这种人

biandou000

你们太过分了啊，吊起来打的吗？

biandou000

低功耗zen3+真香！Intel的小核应该用zen3+

jsntrgsy

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biandou000 发表于 2023-4-18 09:14
低功耗zen3+真香！Intel的小核应该用zen3+

？？在说啥胡话？架构与制程综合才有能效

biandou000

QUOTE:

jsntrgsy 发表于 2023-4-18 09:22
？？在说啥胡话？架构与制程综合才有能效

就随便意淫一下，毕竟以前也出过Kaby Lake-G

如果模块化和通用化足够成熟，自己能选核心也不是不可能……

jsntrgsy

QUOTE:

biandou000 发表于 2023-4-18 09:28
就随便意淫一下，毕竟以前也出过Kaby Lake-G

如果模块化和通用化足够成熟，自己能选核心也不是不可能… ...

那你更应该期待MTL-H

临江独钓

QUOTE:

kepu 发表于 2023-4-18 10:28
这破图只能发在小坛里，你发到自媒体都要被喷死！

你咋不说发到国际核心期刊呢？格局太小了吧

hljgyr

QUOTE:

kepu 发表于 2023-4-18 10:28
这破图只能发在小坛里，你发到自媒体都要被喷死！

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临江独钓

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kepu 发表于 2023-4-18 10:49
难怪论坛没人气，原来错误占主流

那你去有人气的论坛吠啊

临江独钓

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kepu 发表于 2023-4-18 10:59
这小坛我不来就要关门

哇，本坛要一个疯狗做救世主了。
你还是撒个尿照照自己吧，疯狗刚刚都表示它以群体不要你这种货

whjyls - 浮光掠影

莫非三体中的思想钢印在现实中也存在？

hljgyr

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chg008

现在没有利益，全凭爱心来评测，太不容易了
给楼主点赞！

这种帖子在其他论坛可能会被评为精华帖
在这里无人问津，唉...