如果你對(duì)2004年英特爾總裁貝瑞特當(dāng)年當(dāng)著6500人驚天一跪還記憶猶新的話，或許能更能理解這個(gè)問題，當(dāng)年老貝這一跪是對(duì)“惟主頻論”失誤的真心懺悔。

當(dāng)時(shí)NetBurst架構(gòu)的Prescott（Pentium 4的核心），雖然已經(jīng)是用了最先進(jìn)的90nm工藝，但是3GHz主頻的CPU功耗就超過百瓦，如果頻率要超過4GHz，功耗將是何其了得。

所以，在這兒就可以回答題主，正是因?yàn)楣�耗（散熱）制約了主頻的提升。

登納德縮放定律的終結(jié)

相信你也聽過摩爾定律，它告訴我們，芯片中晶體管的尺寸正在不斷減小，因此芯片的晶體管數(shù)量可以不斷增加。雖然近些年，摩爾定律一直在修改，但它似乎尚未完全停止。

事實(shí)上，除了摩爾定律，還有一個(gè)很重要的定律，稱登納德縮放定律（Dennard Scaling），大體說，隨著晶體管尺寸的減小，它的功耗也按面積大致按比例下降。

摩爾定律和登納德縮放定律這兩個(gè)好基友放在一起，就是要告訴我們，可以不斷縮小晶體管尺寸，并且在CPU中容納更多晶體管，而功耗基本不變。

但是，到了Pentium 4，基本上宣告了登納德縮放定律的終結(jié)，因?yàn)镻entium 4的性能只有486的6倍，但功耗卻是后者的23倍（6^1.75）！

好吧，看看上面的圖，隨著晶體管的面積密度上升（藍(lán)色線）16倍，功耗僅下降約4倍（紫色線），功耗降低已經(jīng)不再與芯片面積密度上升成正比，Dennard Scaling is dead.

也就是說，繼續(xù)以提升頻率來提升性能的方法已經(jīng)行不通了！

多核也能刷性能

到底CPU的性能是怎么定義的？英特爾是這么說的：

CPU性能=IPC * f

其中f為頻率，提升f就能提升CPU性能，不過這條路已經(jīng)不通了。

但是，我們還可以提升IPC呀，IPC（instruction per clock）是每時(shí)鐘周期內(nèi)所執(zhí)行的指令數(shù)，所以才有了多核，2個(gè)核心，IPC就是原來的2倍，4個(gè)核心，IPC就翻了4倍，CPU的性能也就得到提升。所以我們消費(fèi)級(jí)的CPU才從2核變成了4核，再到8核，現(xiàn)在已經(jīng)升到了16核。

反正呢，現(xiàn)在摩爾定律還能茍延殘喘，但Dennard Scaling已是過去式，雖然工藝越來越先進(jìn)，CPU里可以裝進(jìn)更多的晶體管，但由于功耗墻的原因，已經(jīng)沒辦法提高單個(gè)內(nèi)核的頻率，解決方法是在芯片上保留更多內(nèi)核以提高CPU性能。當(dāng)然并非所有程序都可以支持多核，因此這種潛在的性能增益并不總是能夠得以呈現(xiàn)，但肯定是越來越好了。

發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速再高，對(duì)速度的提升，也比不上氣缸多來的直接！ V12 發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)搞9000轉(zhuǎn)，8000進(jìn)紅線。

一個(gè)喇叭尺寸再大，音量再高，看電影的時(shí)候，也不可能比7.2聲道效果好。

目前限制CPU的不是技術(shù)工藝，而是散熱，Intel的CPU可以輕松6-7Ghz，前提是你得液氮散熱，考慮到目前大多數(shù)風(fēng)冷散熱現(xiàn)實(shí)，限制主頻2-4之間，也是對(duì)市場(chǎng)妥協(xié)。如果將來某一天，普及微型液氮散熱器，說不定多核就沒那么重要了

歡迎你的閱讀

首先，要說的是現(xiàn)在手機(jī)也不是不提高主頻了，只是提高的速度比以前更慢了。

1. 頻率太高的話發(fā)熱也會(huì)更嚴(yán)重，現(xiàn)在很多手機(jī)已經(jīng)很會(huì)發(fā)熱了，玩玩就燙的不行。并且提高主頻也要更高的技術(shù)，研發(fā)的費(fèi)用也會(huì)高很多，最主要怕壓不住很大的發(fā)熱。
2. 對(duì)于cpu性能的提升，主頻帶來的效果也不是很明顯，由于cpu發(fā)現(xiàn)技術(shù)，主頻的上升空間有明顯的局限。所以cpu核心數(shù)在現(xiàn)階段比提高主頻效果來的更明顯。

歡迎關(guān)注作者，一起聊科技、數(shù)碼。

不要光用頻率衡量CPU的單核性能。舉個(gè)例子，里程碑1代的555Mhz主頻的德儀CPU，可以把HTC G7上面那顆1Ghz CPU從上到下秒一個(gè)遍。CPU單核心性能，可以用車輛的輪子計(jì)算。頻率只是轉(zhuǎn)速，代表轉(zhuǎn)多塊。影響的另外一個(gè)因素是單核能效，對(duì)應(yīng)的是輪子的直徑。輪子的直徑大，并不需要轉(zhuǎn)多快也能維持高度。但是直徑小的，必須提高轉(zhuǎn)速才能達(dá)到一樣的速度，帶來的結(jié)果就是功耗和發(fā)熱的提高。

不要看核心頻率來定量CPU性能，要看核心架構(gòu)在看頻率，一般同一架構(gòu)頻率越高性能越好，像3.2ｇHz的八核推土機(jī)性能還不如四核八線程的酷睿i5性能好。四核四線程奔騰N4200還沒有雙核四線程M5性能好。目前CPU領(lǐng)域性能最好的是酷睿了，像主機(jī)CPU美洲豹架構(gòu)只能和打樁機(jī)差不多，和酷睿i差遠(yuǎn)了，有人推測(cè)八核美洲豹性能居然只有比雙核酷睿i5好一點(diǎn)。

因?yàn)镮ntel在2004年的時(shí)候曾經(jīng)在提高CPU主頻的事情上吃過大虧，于是轉(zhuǎn)戰(zhàn)多核心的路線。而多年以后的今天CPU已經(jīng)是多核心+高頻率的組合了。

Intel在奔騰Pentium 4的時(shí)代開始研發(fā)超長流水線設(shè)計(jì)的CPU，為了使超長流水線能夠發(fā)揮它的設(shè)計(jì)功效，Intel開始在提高CPU主頻上下功夫，一度達(dá)到3.4GHz。

但那是十幾年前的2004年，CPU的工藝只有90nm，超高主頻帶來的后果就是巨大的發(fā)熱量和耗電量，3.4GHz CPU的功率可以超過100瓦，而當(dāng)時(shí)Intel正在研發(fā)的4GHz CPU的功耗更是無法想象了。

再加上當(dāng)年Intel 820 + Rambus的風(fēng)波，直接導(dǎo)致了Pentium 4新一代芯片取消上市，于是就有了非常著名的Intel CEO“下跪道歉”事件。

在這之后，Intel痛定思痛，決定從「高頻率」轉(zhuǎn)向「多核心」，開始了雙核、4核、6核研發(fā)，通過多核心的“人海戰(zhàn)術(shù)”來提高CPU的工作效率。

十幾年過去了，CPU的制造工藝也在不停進(jìn)步，慢慢的主頻又開始逐漸提升。比如第八代14nm的的Core i7處理器主頻就達(dá)到了3.7GHz（睿頻4.7GHz）,同時(shí)也采用了6核心的架構(gòu)。

所以CPU的主頻是和制造工藝密切相關(guān)的，制造工藝越高，CPU的頻率也能夠進(jìn)一步的提高，否則只能靠堆核心的辦法提高運(yùn)算能力了。

一個(gè)CPU中含有數(shù)十億個(gè)晶體管，比如英特爾的主流CPU擁有20億個(gè)晶體管，在某些高端產(chǎn)品中晶體管數(shù)量高達(dá)60億個(gè)。晶體管在做模擬信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)根據(jù)CPU主頻的高低產(chǎn)生動(dòng)態(tài)功耗，因而CPU的主頻越高，發(fā)熱量就越大。

當(dāng)然芯片的制造工藝一直是在不斷發(fā)展，根據(jù)摩爾定律，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔一年半會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。

2000年的奔騰4處理器，制作工藝是180nm；

2010年的酷睿i7-980X，制作工藝32nm；

2013年的酷睿i7 4960X，制作工藝是22nm；

現(xiàn)如今酷睿i7 9700k的制造工藝更是達(dá)到了10nm級(jí)別。晶體管做得越小，導(dǎo)通電壓更低，就可以補(bǔ)償了CPU主頻升高帶來功耗的增加。

但是，CPU的制造工藝是不會(huì)無休止地提升，越往后技術(shù)難度越大，因而制造工藝是限制目前CPU主頻提升的最大障礙。 而且晶體管尺寸是減小了，但數(shù)量的增加會(huì)使晶體管之間的積熱問題凸顯出來，因此總的發(fā)熱量并不會(huì)有太多減少。

況且主頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表CPU的整體性能。CPU的性能參數(shù)還有二級(jí)緩存、三級(jí)緩存、指令集、前端總線等方面。一味地升高CPU的主頻,會(huì)使CPU的發(fā)熱量成倍增加，最后為了給CPU降溫就要在散熱裝置上花費(fèi)極大的功夫，這樣做是得不償失的。

所以為了增加CPU的速度，半導(dǎo)體的工程師們就給CPU設(shè)計(jì)多個(gè)核心，能夠達(dá)到相同的效果。就好比有100道算術(shù)題要計(jì)算，單核CPU就是讓一位速算高手來完成，而多核CPU就是請(qǐng)了四位速算能力一般的人，但最后還是四個(gè)人完成100道題所用的時(shí)間短，畢竟人多力量大嘛。

其實(shí)最主要的是半導(dǎo)體CPU再提升主頻非常難，投資非常大，但獲得的收益很低，很虧。所以想在半導(dǎo)體CPU沒有被替代的時(shí)候通過堆核的方法再坑你點(diǎn)錢，想想，8核十六線程，用的到么。當(dāng)然，里量子計(jì)算機(jī)普及還需要很長時(shí)間，即使普及也不穩(wěn)定。目前也就i7 七代八代(AMD很少關(guān)注，所以不太了解，就不妄加評(píng)論)適合攢機(jī)，主頻基本都在4.0GHz以上(睿頻)，普通不超頻一體式水冷壓的住。功耗也比較低，4核8線程也適合普通玩家使用，邊打游戲邊聽歌，爽的。買牙膏廠的u得先看看紅色陣營有什么動(dòng)靜。說實(shí)話牙膏廠的坑錢套路真的很煩。

現(xiàn)在cpu并沒有在核心數(shù)上突飛猛進(jìn)，多核已經(jīng)是十年前的技術(shù)了�，F(xiàn)在普遍仍然停留在8核，服務(wù)器16核，多的32核，無法進(jìn)一步提高。為啥，因?yàn)槎嗪嗽谠L問緩存和內(nèi)存上需要一定的同步機(jī)制。簡單講，核越多，協(xié)調(diào)它們?cè)嚼щy，訪問緩存和內(nèi)存越慢，制約了核心數(shù)的進(jìn)一步提高。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體，cpu架構(gòu)也是一個(gè)整體，不是單單某一方面決定的。比如就現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)而言，制約其速度的根本不是cpu主頻，而是內(nèi)存訪問速度，一級(jí)緩存，二級(jí)緩存，三級(jí)緩存存在的根本原因就是內(nèi)存訪問速度太慢�，F(xiàn)在cpu的發(fā)展更多的是屬于設(shè)計(jì)，優(yōu)化范疇，而非技術(shù)突破，相對(duì)已經(jīng)進(jìn)入瓶頸期，單看主頻和核數(shù)已經(jīng)意義不大。