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新年换机,分清移动端与桌面端CPU的区别

2023/01/29
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年关将至,无论是压岁钱刚刚到手的学生党,还是挥汗如雨攒钱一年的勤劳打工人,在回家过年后总会进行一波“疯狂消费”。近年来,消费者在春节时期对电子产品的关注度愈发提高,不少人都选择在这期间更新一波自己的“生产力工具”来应对来年的学习与工作,笔记本电脑自然成为人们关注的焦点。

但是不少朋友刚买了新电脑就要面对卡顿问题。有的游戏或软件会在官网写出推荐使用的最低某型号CPU或显卡,然而根据要求买到的电脑却出现严重卡顿。其实,这和移动端与桌面端的CPU本身不同有关。

如果你简单的将台式机的CPU不加调整直接塞进笔记本电脑中,你的电脑续航立刻就变得捉襟见肘,散热风扇也会因为积热过多长时间“嚎叫”,甚至电脑电源也很快因超高的负载与热量堆积而损坏。那是不是将笔记本电脑稍加改装,增加更多的散热就能达到台式机的性能了呢?要想解答这个问题,我们就要认识一下,移动端与桌面端的CPU究竟有哪些不同。

外形——封装不同

与我们熟悉的桌面端CPU相比,应用在移动端(笔记本电脑上)的CPU在外观上有很多不同点。

拆开笔记本背板,去掉整块的散热模块后,就可以看到笔记本电脑上主板上的那颗CPU了。和桌面端那种稍有分量,一只手刚好拿的过来的“铁疙瘩”相比,移动端的CPU体积小,形状通常为长方形,且已经被焊在主板上不能取下来。造成两种CPU样式不同的原因,是它们的封装模式不相同。

目前AMD与英特尔的桌面端CPU通常采用LGA(Land Grid Array)封装模式。它的特点很明显,CPU正面为银色的顶盖,通过硅脂与散热器相连接进行热传导;背面则是密密麻麻的金色接脚,负责与主板上CPU卡座上的针脚链接,与主板交换信息。在AMD锐龙CPU应用am5接口之前,其am4接口都是采用PGA(Pin Grid Array)封装,即针脚在CPU上,插孔或接脚在主板上。不过很多消费者反应这种封装很容易让消费者弄弯针脚导致CPU损坏,AMD也在新一代CPU上换装了LGA封装。

而移动端CPU采用的封装模式为BGA(Ball Grid Array)。它的外形特点就是CPU会通过回流焊技术焊接在主板上,一般消费者无法更换。此外,由于不需要消费者自己安装散热器,也就不需要担心散热下压过紧导致压裂芯片,因此该类型封装通常没有桌面端CPU的顶盖。

内部——核心不同

英特尔和AMD通常会将不同功能的CPU以前、后缀的方式进行区分,这里简答说一下两家处理器的常见后缀类型,方便读者进行移动端与桌面端区分。

英特尔方面:

无后缀:标准版CPU,集成了核显,但无法超频

后缀K:代表用户可以对这颗CPU进行超频,通常为该型号的高端产品线;

后缀F、P:无核显CPU,若想点亮主机需要独立显卡

后缀X:该系列顶级产品;

后缀H、M、U:代表移动版CPU,核心电压与功耗依次降低,H>M>U。

这些后缀也可以相互组合,例如i9-12900KF,代表该CPU可以进行超频,但不集成核显。

AMD方面:

无后缀:代表标准版CPU;

后缀X、XT:支持AMDXFR技术,类似自动超频,属于高端产品线;

后缀G:代表集成了核显;

后缀H、U:代表移动版CPU,H代表标准电压,U为低电压。

在网上我们能看到许多关于桌面端与移动端CPU的测评文章。记者找到一份国内媒体给出的i9- 12900H与i9-12900K的处理器性能对比。

从图中很轻易就能看出,移动端处理器的性能要远低于桌面端的。不过这并不意味着移动端处理器仅仅是被限制性能上限,保证功耗和发热都处于合理的区间范围内。事实上,虽然型号都是i9-12900,其内部可能完全是两种不同的芯片。

我们对比官方给出的i9-12900H与i9-12900的参数。桌面端的12900其内核数为16,性能核心数为8,单核心24线程。移动端12900H的内核数为14,性能核心数为6,单核心20线程。可见两颗CPU从内核配置上完全不同,移动端CPU也并不是简单的将桌面端CPU做降压或限制功耗的处理。核心数不同也就意味着整颗芯片的布局、面积都不同,因此在芯片设计阶段就会分别进行设计。由于芯片制造阶段需要考虑批量生产的成品,因此它们也不可能放在一颗晶圆上制造。也就是说,12900与12900H虽然型号近乎一样,但两颗处理器完全算是两种芯片了。

有意思的是,不同等级的CPU其内核可能是一模一样的,同时,完全相同的CPU型号,其内核也可能完全不同。这是因为芯片在生产时受到良品率影响,当芯片中的某颗小核损坏后,厂商并不会将整颗CPU丢弃,而是屏蔽掉损坏的核心,将芯片“降级”后再出售。例如i9-12900的内核坏了四个,厂商就会将损坏核心屏蔽,然后调整其他核心数量与工作频率,最终作为12个核心的i7-12700K出售。这样做厂商就能最大程度的降低损失,减少废品率。

除了核心数量和线程数不同,部分移动端CPU是没有二级缓存的。在计算机系统中,CPU高速缓存(CPU Cache,通常指一级缓存,L1 Cache)是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。在金字塔式存储体系中它位于自顶向下的第二层,仅次于CPU寄存器。其容量远小于内存,但速度却可以接近处理器的频率。而二级缓存(L2 Cache)指的是CPU的第级高速缓存,其容量较大于一级缓存、远小于内存,主要用来协调一级缓存于内存之间的速率差。缓存就像货车准备往仓库卸货时的临时存放点,容量很小,但速度较快,可以缓解CPU与内存之间性能差距较大的问题。多级缓存通常用在频率高、速度快的CPU上,移动端CPU受限于核心与线程数量,往往不需要二级缓存联通内存。

总的来说,虽然移动端与桌面端名字几乎相同,但核心数量、线程、缓存等影响CPU性能的重要参数都有所差别。

“装备”——核显、内存、功率上限不同

除了核心本身的不同外,移动端与桌面端CPU的外部配置也不尽相同。

两种处理器在集成显卡上区别较明显。首先是工作频率,桌面端因功率上限更高,其核显工作频率通常要高于移动端。但在性能方面,移动端的执行单元(专用于图形计算的多线程处理器)数量要明显高于桌面端,甚至能达到一倍左右的差距。在对DirectX、OpenGL与OpenCL的支持上,移动端也往往更胜一筹——通常支持更新的一代图形技术。这是因为桌面端CPU通常要搭配独立显卡使用,对核芯显卡的要求没有那么高。

在对内存的支持上,由于部分台式机的主板是可以支持双通道4条内存的,因此桌面端CPU支持的内存上限为128G(4×32G)。移动端受限于主板体积,仅能支持双通道两条内存,因此上限为64G(2×32G)。

另外,受限于散热器体积,移动端的标准电压CPU功率通常被限制在45W,低压版甚至到了15W或10W;桌面端CPU功耗上限往往被控制在100W以上。

总结

总的来说,移动端与桌面端CPU虽然在名称上极其相似,但是从外到内,各种参数全都不同。因此即使我们将笔记本电脑搭载的CPU解放了功耗限制并使用更强大的散热器,其性能也赶不上同名的桌面端CPU。各位读者在选购电脑时要分清两种CPU的区别,不要以桌面端的性能来要求移动端。

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