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8代酷睿紧箍咒?再议笔记本降频事二三

来源:中关村在线 2017-09-12 15:09 http://www.mnw.cn/

­  个人电脑的终端用户普遍缺乏真正意义上的"技术鉴定"能力,无法单凭个人力量本身全面鉴别消费级 PC 产品的设计合理性和主要指标"达标"性,只能从自身使用体验和相对公认的用户认知标准来衡量产品的"好坏"。

­  具体到笔记本产品领域,在诸多五花八门的评价标准中,产品是否降频是科技媒体、民间 KOL、普通玩家等各路主流群体最为关心的核心要素之一。2017 年 8 月底,第八代酷睿 Kabylake U Refresh 家族低电压四核处理器发布,拜其低功耗高规格所赐,许多第一时间购机的用户之间开始流传一句诙谐的问候——"今天你降频了吗?"

­  8 代酷睿紧箍咒 ? 再议笔记本降频事二三

­  "降频"这个描述,相比于"频率运行范围"的客观描述,多了太多的负面色彩,以至于绝大多数 PC 厂商的公关人员对其畏如蛇蝎,恨不得以"迅雷不及掩耳盗铃之势"扑灭任何有关降频描述的威胁。对常年混迹硬件社区的核心向发烧友来说,探究、评价产品的"降频"情况是他们彰显自身技术实力,享受"怼"之厂商乐趣的有力武器。

­  笔记本散热不存在任何黑科技的土壤 厚才是正义

­  如果市场环境和技术环境整体透明度很高,"真理是越辩越明的"这个观点是可以成立的,而已经进入成熟期的 PC 市场恰恰基本符合这样的条件。在厂商和玩家的唇枪舌剑中,许多本不了解频率为何物的入门级用户开始逐渐对"降频"有了深入认识,在围观中产生自己的选购价值判断。

­  信息时代没有秘密 有心人是挡不住的

­  一片纷扰中,厂家总是强调他们的产品没有问题,甚至叫嚣谁不服就去告谁;发烧友们总是怒斥宣传公关人吹牛不上税,嘴里没有一句能信;普通用户总是在降频有多大影响中不断纠结。所以,今天我们就来重新谈谈笔记本的"降频问题"。由于篇幅所限,我们将不会过多介绍太详细的背景信息,相关厂商也一概模糊处理。

­  可调频率的芯片类型

­  "降频"的完整含义应该是 PC 部件实际运行频率低于理论标称数值。实际上,PC 中的芯片基本都有自己的时钟频率,抛开比较熟悉的 CPU, 内存、PCI-E 总线等等其实也存在频率升降的问题,但大家最熟悉的还是 CPU 和 GPU 的频率情况。

­  在笔记本平台上,内存频率基本可以视为不可调——虽然我们也有笔记本高频条厂商,甚至部分软件支持软件改动内存频率,但在统计学意义上真正去给笔记本内存超频的用户比例几乎可以忽略不计。这是因为笔记本的 BIOS 相比台式机非常简陋,通常不足以支持内存超频功能顺利实践,主流的内存超频方式需要刷写 SPD,风险极高收益有限。同时,普通笔记本内存的体质太差,专用高频条的成本不可接受,各种因素决定了笔记本内存超频几乎就是个传说。

­  高频笔记本内存不是没有 但几乎没人用(引用京东)

­  对于 GPU 来说,超频和降频的都是更常见的事情——甜甜圈拷机的时候几乎就没有不降频的笔记本显卡,连台式机都往往会跌破自己的基准频率。不过随着 AMD 不断压榨自己移动 GPU 的频率潜力,以及 NVIDIA Boost 3.0 对 TDP 和温度的强制约束,GPU 频率越来越整齐划一了,超频意义不大,降频范围也很有限。在 GPU 受驱动统一控制的今天,NVIDIA 移动 GPU 同型号芯片拷机频率几乎都是一个样,只有散热烂到不行的笔记本才会明显突破 NV 框定的范围。

­  2015 年六款游戏本 AIDA 64 FPU +Furmark GPU 温度变化曲线

­  在实际游戏中,由于场景负载不会达到极限,大部分游戏本只要设计得当,GPU 频率波动都在合理范围内,差距有限。由于 GPU 频率波动的原理和 CPU 本质上相似,考察维度又相对单一,所以本文我们将主要围绕 CPU 解读。

­  标准—基频睿频超频之辨

­  话说回来,我们来谈谈 CPU 的情况。鉴于 Ryzen 锐龙系列 APU 卷土重来之前,AMD CPU 的移动市场影响力是相对较弱的,我们先从 Intel 开始说起。

­  第四代桌面酷睿 i7 处理器睿频规则(来自英特尔)

­  自从 2008 年 Core i 系列品牌诞生以来(Xeon 家族同理),"睿频"(Turbo)就是 Intel 中高端处理器的招牌特性之一。由于睿频规则的存在,用户、媒体对"降频"概念的理解开始出现分化。从逻辑上来讲,"睿频"属于厂商预设的一种"自动超频"形式,但从实际演化来说,由于 Intel 经常设定云里雾里的睿频规则,相当比例的 CPU 基准频率和睿频频率相差极为悬殊,而人们默认都是按照睿频状态来看待的,所以把 i5/i7、E5 系列的" Turbo "看作真正的默认状态是更有说服力的观点。

­  Core i9 系列的全核心满载频率表

­  Intel 的睿频规则理论上根据处理器的多线程任务负载进行调度,以 18 核的 i9 7980XE 为例,18 核全核频率只有 3.4GHz;16 核负载 3.5GHz;12 核负载 3.9GHz;4 核负载 4.0GHz;单双核负载 4.2GHz。开启 Turbo 3.0 功能后,i9 7980XE 单核睿频可以冲击 4.5GHz 并且在轻负载时经常看到。由于 i9 7980XE 不锁倍频,那么人为改变其实际运行频率,使其全核睿频高于 3.4GHz 即可认为是超频(单核睿频并不重要)。

­  手动超频 降频 理论上都有很多参数调节 桌面比笔记本要简单很多

­  "降频"是相对于什么频率而言的频率损失呢?不同的标准语境下有不同的表达。我们分情况分类列举:

­  一:" C1E " "C3C6 "等处理器节能功能带来的待机降频每天都会发生,如果用户不予干预,这种现象肯定会出现,在用户需要、系统有负载时它又会消失。虽然这种节能功能可能会放大系统不稳定的风险,但既然是厂家所设,我们不认为他属于真正的"降频"。

­  二: 重负载情况下,睿频规则失效或部分失效,CPU 频率位于基准频率到全核心满载睿频规则之间。针对此种情况,许多笔记本玩家和厂家认为产品运行正常;持反面观点的人认为既然有的厂家可以不降频,降频的厂家就是设计或者设定有问题。

­  这种情况是比较有争议的,ZOL 笔记本频道的标准偏向反方——以实际频率为准,频率高且稳定的设计更为成功,只要有厂家可以坚持全核满载睿频,那么做不到的产品就是降频;如果所有厂家都无法做到坚持全核满载睿频,那么此条评价标准失效。

­  三:重负载情况下,睿频规则非但失效,CPU 实际频率甚至低于基准频率。这种情况几乎没有争议,该笔记本肯定已经"降频"并且属于失败的设计行列。

­  墙里墙外 功耗温度在笑

­  AMD APU 系列同样拥有动态频率,不过机制和 Intel 比较类似,只是不叫"睿频"、动态的条件档位更少一些,降频判断通常按照理论上应该可以达到的全核心负载频率来计算。

­  不论是 Intel 还是 AMD, 笔记本平台上降频的元凶都来自功耗和温度的双重限制,俗称"功耗墙"和"温度墙"。在台式平台上,主板基本默认破解了 CPU 的长短睿频最大电流和持续时间,在笔记本平台上我们还是可以看到各阶睿频规则起作用。不同的是,有的笔记本对功耗、温度降频阈值设置得比较宽,有的则非常窄。

­  

­  使命召唤 11 帧率曲线 主流品牌四代酷睿降频顿卡严重

­  Intel 等芯片厂商通常会为 CPU 定下可供参考的 TDP 规范,不过 TDP 本身只是个发热参考值,既不能代表芯片实际功耗,也无法决定真正的发热情况。同样标称 90W 左右的桌面 I7 和 i5 实际上有着十几瓦的满载功耗差,移动平台的 i5 HQi7 HQ 也有功耗差异。不过,厂商设置功耗墙时也会直接参考 Intel 的 TDP 方案,根据固件功耗读数来调节处理器运行状态。

­  XTU 工具可见详细参数

­  即使是不锁倍频 CPU 也受到双墙掣肘

­  Intel 对处理器同时设置有 Tjmax 温度墙,厂商自己设置的温度墙一般来说要比官方更低一些,低到多少就要看模具的散热情况和设计者的"良心"了。由于功耗墙和温度墙的存在,桌面 CPU 在其他变量完全一致时也会表现出更强的性能,有敏锐 ZOL 的读者网友曾经提到过 i7 7700K 比同频 i7 7820HK 成绩更高的情况。

­  i7 5700HQ 可以经受桌面级的拷机而拒不降频 开了个好头

­  在游戏本的 Q 系列四核移动处理器方面,四代酷睿曾经由于功耗和温度难以克服,出现了几乎所有四核处理器默认状态全部惨痛降频的情况。其中默认高频的 i7 4980HQ 等型号尤为夸张,不锁倍频的 i7 4930MX 在非解锁状态下同样非常惨痛。

­  从五代酷睿开始,如此惨痛地降频情况得到了遏制。Broadwell 和 Skylake 的移动四核处理器降频概率比较低,几乎都能坚守在四核睿频上。第七代酷睿标准电压四核处理器拉高了频率,Intel 默认给出的 45W TDP 一般已经不足以覆盖 i7 的实际功耗范围,所以我们看到第七代酷睿游戏本的处理器满载频率超过半数都达不到标称值。反过来由于 i5 7300HQ 实际功耗更低一些,降频的概率也更低一些。

­  低电压处理器同型号不同命 性能迷之表现

­  对于低电压处理器来说,满载睿频能够达到的概率很低,因为轻薄本就不可能散热真正"合格",严格意义上来讲都是残废。第七代酷睿 i7 7500U 在限制最松的笔记本上也很难战胜桌面 300 元的奔腾 G4560,多数平台性能差距都非常大。

­  i7 8550U Winrar 解压 实时频率约稳定 2.67GHz

­  第八代酷睿目前已经发布了低电压系列处理器,根据 ZOL 的相关测试,所有的 Kabylake Refresh 系列处理器都无法坚守默认睿频规则给出的四核满载睿频数值。以 i7 8550U 为例,不论何种厚度、何种散热规模的笔记本,37 倍频的满载睿频都是不可能稳定下来的。

­  i7 8550U 频率功耗满载情况考察(对数坐标系)

­  Intel 给第八代酷睿 U 系列四核处理器设定的 15W 长时间功耗限制和 25 瓦瞬时功耗限制很少有厂商会人为敢于突破。我们确实收到过一款在相当程度上突破了功耗墙的第八代酷睿轻薄本,其模具来自于排名前三的国际 PC 厂商,并未搭载独显。这款粉色轻薄本工程样机原始状态可以让 i5 8250U 的瞬时功耗突破 40 瓦,不作任何干预时他同样无法维持 3GHz 以上频率,但可以在 3GHz 左右稳定一段时间。这款模具的 i5 8250U Cinebench R15 成绩高达 570 分,干掉了我们见过的任何一款 i7 8550U 机型。但是,放开功耗导致这款散热规模一般的本本满载温度一秒上升到 100 度,由于温度墙的限制,他的性能也没比 i7 8550U 强多少。实践证明,第八代酷睿低电压处理器设置的功耗墙和温度墙是非常有道理的。

­  良莠不齐 用户失落谁之过?

­  从上面的现象描述中,我们可以得出一个让人震惊的事实——大部分的轻薄本实际运行频率都与名义上标称的睿频规则相去甚远,以 i7 7500U 为例,我们测试的数十款机型中,其 Cinebench R15 最低不过 260 分左右,最高高达 360 分,差距幅度十分惊人。即使是游戏本平台,如果没有八条热管和三公斤机身,也难以在"烧烤煎炸"和"满载降频"之间获得平衡。

­  只能通过实测对比性能 看型号判断性能可靠性一去不复返

­  这些林林总总的笔记本平台都是遵循 Intel 和 AMD 等上游厂商的规范制造的,上游芯片厂商会用一个一个" Up To "的范围为厂商做出指导,只要没有突破上下限,都可以视为合理。从道义上讲,芯片设计者只是提供一揽子方案,所以同型号芯片、类似配置笔记本之间的性能差异无法追溯到他们身上去。

­  上游厂商说的都对 下游厂商自己制造各种锁频版或者解锁版

­  对具体的笔记本品牌厂商的工厂工程师来说,散热规模和笔记本物理尺寸是产品方需求方定下的既定范围,为已经成型的机器写入比较"合理"的运行规范是他们对产品品质保障的责任。我们接触过的国际数一数二 PC 品牌工程人员曾经直言不讳地表示他们的产品之所以频率"感人"、"良心" , 就是要控制返修率,实现机器的稳定运行保障。从做产品的终端来讲,他们其实无可指摘。

­  游戏本用户更在乎电脑 游戏本设计者也从不同思路重视用户体验

­  从制造向上推一级,笔记本品牌持有者、向 ODM、OEM 代工厂提需求的产品经理们很大程度上要为此背锅。我们在实践中其实可以从侧面感受到这类人群本身很大比例并不是自己设计产品的目标人群,在设计需求中有很多异想天开、试图迎合观众表面需求的想当然成分。从羊毛出在羊身上的逻辑上来说,对芯片制造、笔记本设计并不了解但对表面特征特别在乎的用户,是引起这个层面问题的缘由之一。不过,认知障和信息不对称的情况本就是大工业社会的常态,我们对此也没有有效的破解之道。

­  曾经 满街都是高性能独立显卡 时下时代在进步 CPU GPU 宣传也文明了许多

­  最后,站在终端用户角度,最为具有迷惑性的是笔记本厂商的宣传部门,他们会从各个方面试图让一切都看起来非常"正常",除了少部分重量级游戏本以外,几乎所有的官方宣传在性能层面都有一定幅度的水分,中间的细节就不足为外人道了。

责任编辑:李晓灵
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