すべてのCPUが工場出荷時のデフォルトとして「オーバークロック」されていないのはなぜですか?[複製]


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重複の可能性:
現代のCPUが「アンダークロック」されているのはなぜですか?

しばらく前にデスクトップを探していたときに、多くの議論に出会いました。そこでは、技術者が、たとえば2.67GHzプロセッサを4GHzで実行するように「オーバークロック」することについて話しました。CPUがこのような速度に対応しているのなら、なぜそのように設定されていませんか?


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製造公差と正常変動の統計を調べます。平均的なものはありません。特に悪いケース温度と電圧範囲にわたって。
hotpaw2

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私の車の最高速度は毎時150マイルです。65を運転する必要があるのはなぜですか?
-Shinrai

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@Shinraiそれは私には貧弱な類推のようです。
ミスターウィザード

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余談ですが、デフォルトではどのように「オーバークロック」しますか?工場出荷時のデフォルト設定。
Sirex

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@ Mr.Wizard-私たちは縛られているように見える、ハハ。それは最高のアナロジーではなく、「これは私がこれを見たときに読むものです」
-Shinrai

回答:


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まず、すべてのCPUがオーバークロックできるわけではありません。多くの固定乗数または範囲制限乗数があります。これは業界が意図したもので、ハードウェアベンダーはCPUと周辺ハードウェアをより高い価格でより自由に販売できることを喜んでいます。実際の「オーバークロッカー」は、工場出荷時のデフォルトを2倍にすることができる限り、何かを支払うようです...

第二に、冷却と効率の問題です。エネルギー消費と周波数は線形にスケーリングせず、実際のパフォーマンスもスケーリングしません(特に、CPUが高速になると、他のシステムコンポーネントがすぐにボトルネックになることを考慮して...)。

オーバークロックされたCPUでは、製造シリーズ内でも耐久性と寿命に大きなばらつきがあります。販売される頻度は、詳細の違いに関係なく、シリーズのすべてのユニットが安定して機能することがわかっている頻度です。シリーズの1つのCPUはオーバークロックするとすぐに故障し、別のCPUは最大4+ Ghzで安定して動作する場合があります。


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ここで冷却と効率のトピックを取り上げたいと思います。大規模な計算クラスタを実行している人々を知っています。夏の間は、冷却が追いつかないことがあります。ソフトウェアでサーバーのクロックをアンダークロックする方法を考案したので、システムが熱を処理できない場合、使用中のマシンをシャットダウンするのではなく、使用中の電力を大幅に削減し、発生する熱を削減できます複数のコアを持つ最新のクラスターであっても、実行に数か月かかるジョブを実行します。余分なサイクルを取得するためにプロセッサーを増強することは意味がありません。
デイブジャコビー

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同様に、私は今、ネットブックを使用していますが、使用するために、すべてのproc速度が必要ではなく、クーラーを実行するのが良いでしょう。したがって、クロックを上げるのではなく、下げるのがより理にかなっています。
デイブジャコビー

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@VarLogRantで説明した動的周波数スケーリング(en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_frequency_scaling)は、特にモバイルデバイス用の多くの最新のCPUで実行されます。消費電力は事実上クロック速度の関数です(静的状態ではCMOS回路はほとんど電力を消費しないため)。モバイルチップの場合、これは電力を節約するための非常に貴重なツールです。
SplinterReality

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CPUビニングはここに関連します:

http://en.wikipedia.org/wiki/Product_binning

半導体製造は不正確なプロセスであり、歩留まりの推定値は30%程度です。ただし、製造上の欠陥は必ずしも致命的ではありません。多くの場合、クロック周波数を下げる、または欠陥のある重要ではない部品を無効にするなど、パフォーマンス特性をトレードオフすることで部品を回収することができます。これらの製品を単に廃棄するのではなく、それらのパフォーマンスレベルをそれに応じてマークダウンし、低価格で販売することで、ローエンド市場セグメントのニーズを満たすことができます。

この慣行は、中央処理装置、コンピューターメモリ、グラフィックプロセッサなど、半導体業界全体で発生します。


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Intelがこれを「Core」シリーズのプロセッサで行うことを読んだことがあります。コアプロセッサは、1つのダイで2つのコアとして製造されます。チップの1つが不良である場合、チップを無効にして、ダイをCore Soloとして販売します。2つの実行可能なCore Duoチップが同じエンクロージャーに密封されて、Core Extremeが作成されます。このようにして、Intelは欠陥のある在庫を回収し、Core Extremeチップの欠陥率が事実上ゼロになるようにします。
SplinterReality

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@charlesただし、最新のIntel CPUに当てはまるかどうかはわかりません。Core 2シリーズは真のマルチコアではなく、同じダイ上の複数のチップでした。Corei3、i5、i7などはすべて真のマルチコア設計です。extremetech.com/article2/0,2845,2049688,00.aspを
ジェフアトウッド

@ジェフああ、私の知識は少し古くなっています。更新のおかげで、他の読者もそのtidbitが役立つと思うはずです。
SplinterReality

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@Jeff-Core 2シリーズについては確かですか?基本的に2つのP4が接着されたのはコアプロセッサ(2なし)であり、実際には通常はシングルコアP4よりも低速で高温だと思いました。「コア2」の「2」はデュアルコアを意味するものではありません-「コア2デュオ」の「デュオ」の意味です。
スティーブ314

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@ジェフ-ところで-おそらくビニングの経済的側面に言及する価値があります。チップをテストしてそれらの一部をダウンレーティングする場合、おそらく安価なローエンドプロセッサ市場を満たすために十分にダウンレーティングしないことになるでしょう。ダウン。
スティーブ314

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公差とMTBFの理由が掲載されているほか、別の理由もあります。

(私は非常に長い間ハードウェアに追いついていないのでご容赦ください。)

特定のチップを作成できる製造プラントを製造するためのインテルのコストは、非常に大きな固定費です。プラントを構築した後、シングルプロセッサを作成するためのコストは非常にわずかです。

一連のチップに同じダイを作成し、製品の差別化と価格設定のために異なる乗数でチップをロックすることには、経済的な利点があります。このようにして、チップはすべて同じ工場から出てきます。チップの単一速度ごとに固有のプラントを用意する代わりに。ローエンドチップを購入したい場合、Intelがそれを行う経済的な方法は、低周波数で動作するようにセットアップされたミッドエンドチップを販売することです。

これは、製造プロセスで高い初期固定コストと非常に低い限界コストが必要な場合に、他の市場でも同様に見られます。たとえば、すべての主要ブランドのアルミ自転車は、実際には同じ工場で同じロボットによって作られています。


エンジンでも同じことが起こります。車のエンジンが設計に細心の注意を払って作成されると(「設計図」)、生産ラインで作られた同じ設計よりもはるかに寛容なパフォーマンスを発揮します。自動車のエンジンとは異なり、CPUは一般に理想的な設計に非常に近くなり、オーバークロックに耐えることができるより高性能なプロセッサを生み出します。
トイビルダー

自転車のメモに興味があります。さらに情報を提供できますか?
ミスターウィザード

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なぜなら、多くの場合、オーバークロックは(時間的に)寿命を縮め、より多くの熱を発生させるからです。

一部のプロセッサーはオーバークロック可能として販売されています-AMDのBlack Edition(乗算器がロックされていない)やIntels Extreme Editionなど。


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推奨速度と可能な速度の差です。

製造業者は、プロセッサを作成する正確な速度でプロセッサを最大化することはできません。それ以上の能力で作成されていますが、上限を超えるまでは上限がわかりません。

システムが処理するために構築されていないために発生する可能性のある余分な熱は言うまでもありません。したがって、オーバークロックしすぎると余分な冷却システムが必要になります。


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これには理由があります:

  1. 同じコードCPUを同じ速度でオーバークロックすることはできません。例:ステッピングが異なるE2400では、オーバークロックの可能性が異なります。
  2. CPUはオーバークロックされた速度では安定しません。
  3. CPUは、天候や気温が異なる多くの国で生産されています。したがって、元々、彼らはそれが安定していると確信しています。
  4. どういうわけか、より良い知識でより強力なPCを手に入れたいオーバークロッカーやオタクにとっては興味深いものです。

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計算がオーバークロック速度で正しく行われることが保証されていると言う人はいません。:-)

それは精度対速度です...それは人々が取るリスクであり、時にはCPUをテストして誤った結果を生成し始めるのを確認します。


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オーバークロックはより多くの熱を生成し、コンピューターの安定性を低下させます。オーバークロックするには、アップグレードされたファンおよび/または水冷システムが必要です。


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冷却システムをアップグレードする必要はありません。しかし、それは確かに役立ちます。
ワッファー

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価格差別化の側面(fianchettoはかなりよく説明しています)は、最近、クロック速度からコア数にいくらかシフトしました。いくつかの非常に安価なプロセッサを除いて、Intelは2.8〜3.6 GHzの範囲ですべてのラインナップを持っていますが、AMDでもほぼ同じです。

AMDが現在、上位4および6のコアモデルを、安定したものとして合理的に販売できる限界にまで押し上げていることは間違いありません。

IntelがSandy Bridge CPUで行っていることは注目に値します。そのラインの現在のトップモデルは3.4 GHzでクロックされる4コアですが、オーバークロックの結果は4.4〜4.8 GHzの範囲で、ストック電圧でストッククーラーがあり非常に高いオーバークロックであるモデル。これは、わずかな労力で4 GHzモデルをリリースできることを示しています。

ただし、Intelのマーケティング部門に尋ねると、サンディブリッジはトップアーキテクチャではありません。古い6コアのガルフタウンがそのスポットを占めています。問題は、Sandy Bridgeの方がはるかに優れているため、2つの追加コアを違いを補うよりも正当化するのが難しいことですが、マーケティング戦略によるとそうです。そのため、この主張をある程度信頼できるものにするために、Sandy Bridgeを人為的にハンディキャップしています。

IntelがAMDよりもはるかに先んじていなかった場合、ハードウェアをより強力にプッシュしますが、AMDにはSandy Bridgesに匹敵するものがないため、Intelはマーケティングの癖に何を売るかを決めさせます。


非常に興味深い情報
クリスマリシック

これは多くの憶測のように思えます。
underscore_d

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ここで言及した技術的な理由とは別に、マーケティング戦略の問題でもあります。特に市場セグメンテーション。プレミアム市場からプレミアム価格を請求する場合、その市場の製品はローエンド市場との差別化が必要です。CPUの場合、コアを無効にし、キャッシュの一部を無効にし、ローエンド市場向けの製品の速度を下げることで実現します。


プラス1。ただし、前述の無効化は、意図的な選択または単なる品質の制約(ビニング)の結果として発生する可能性があります。対象となる各市場セグメントに十分な生産量が得られる限り、それは実際には重要ではありません。
underscore_d
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