Warum werden ab Werk nicht alle CPUs übertaktet? [Duplikat]

23

Mögliches Duplikat:
Warum werden moderne CPUs „übertaktet“?

Als ich vor einiger Zeit auf der Suche nach einem Desktop war, stieß ich auf viele Diskussionen, in denen Techniker davon sprachen, einen 2,67-GHz-Prozessor zu nehmen und ihn so zu übertakten, dass er mit 4 GHz lief. Wenn eine CPU überhaupt eine solche Geschwindigkeit hat, warum ist sie dann nicht sofort einsatzbereit?

Matt Phillips
quelle
1
Nachschlagen der Fertigungstoleranzen und der Statistiken über normale Abweichungen. Nichts ist durchschnittlich. Besonders in ungünstigen Temperatur- und Spannungsbereichen.
hotpaw2
23
Mein Auto hat eine Höchstgeschwindigkeit von 200 km / h. Warum muss ich 65 fahren?
Shinrai
29
@Shinrai das scheint mir eine schlechte Analogie.
Mr.Wizard
4
nebenbei: wie genau "übertakten" Sie etwas standardmäßig? Die Werksvorgabe lautet zunächst.
Sirex
1
@ Mr.Wizard - Sieht aus wie wir gebunden sind, haha. Ich bin damit einverstanden, dass es nicht die beste Analogie ist, sondern eher "Das ist, was ich lese, wenn ich das sehe"
Shinrai

Antworten:

27

Erstens können nicht alle CPUs übertakten. Viele haben feste oder bereichsbegrenzte Multiplikatoren. Dies ist von der Industrie beabsichtigt, Hardware-Anbieter verkaufen gerne CPUs und Peripherie-Hardware mit mehr Freiheit für höhere Preise. Echte Overclocker scheinen alles zu bezahlen, solange sie die Werkseinstellungen verdoppeln können ...

Zweitens ist es ein Kühlungs- und Effizienzproblem. Der Energieverbrauch und die Frequenz skalieren nicht linear und die tatsächliche Leistung auch nicht (insbesondere, wenn man bedenkt, dass bei schnelleren CPUs andere Systemkomponenten schnell zu Engpässen werden ...).

Bei übertakteten CPUs gibt es auch innerhalb einer Fertigungsserie starke Schwankungen in Bezug auf Lebensdauer und Lebensdauer. Die Frequenz, mit der sie verkauft werden, ist eine Frequenz, bei der bekanntermaßen alle Einheiten einer Serie unabhängig von möglichen Detailunterschieden stabil arbeiten. Eine CPU einer Serie kann schnell ausfallen, wenn Sie sie übertakten, während eine andere mit bis zu 4 GHz stabil arbeitet.

Alexander Gessler
quelle
5
Ich möchte hier auf das Thema Kühlung und Effizienz eingehen. Ich kenne Leute, die große Computing-Cluster betreiben, und in den Sommermonaten kann ihre Kühlung manchmal nicht mithalten. Sie arbeiteten einen Ausweg unter Uhr ihre Server in der Software, so dass , wenn ihre Systeme nicht mit der Hitze, sie drastisch die Energie verwendet wird zurückfahren und damit die erzeugte Wärme genutzt wird, anstatt Maschinen herunterzufahren, die Ausführen von Jobs, deren Ausführung selbst bei modernen Clustern mit mehreren Kernen mehrere Monate dauern kann. Dort macht es keinen Sinn, die Prozessoren zu verstärken, um zusätzliche Zyklen zu erhalten.
Dave Jacoby
2
In ähnlicher Weise bin ich gerade auf einem Netbook, für die Anwendungen, die ich ihm gebe, ist nicht die gesamte Verarbeitungsgeschwindigkeit erforderlich, und es wäre besser, wenn der Kühler laufen würde. Daher ist es wiederum sinnvoller, die Uhr herunterzufahren und nicht hochzufahren .
Dave Jacoby
4
@VarLogRant Sie haben gerade Dynamic Frequency Scaling ( en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_frequency_scaling ) beschrieben, das viele moderne CPUs, insbesondere für mobile Geräte, ausführen. Der Stromverbrauch ist effektiv eine Funktion der Taktgeschwindigkeit (da CMOS-Schaltungen im statischen Zustand nur sehr wenig Strom verbrauchen). Für mobile Chips ist dies ein unschätzbares Werkzeug, um Strom zu sparen.
SplinterReality
20

CPU Binning ist hier relevant:

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

Die Herstellung von Halbleitern ist ein ungenauer Prozess, bei dem einige Ausbeuten auf nur 30% geschätzt werden. Herstellungsfehler sind jedoch nicht immer fatal. In vielen Fällen ist es möglich, ein Teil zu retten, indem Leistungsmerkmale abgewogen werden, z. B. durch Verringern der Taktfrequenz oder durch Deaktivieren nicht kritischer Teile, die defekt sind. Anstatt diese Produkte einfach wegzuwerfen, kann ihr Leistungsniveau entsprechend herabgesetzt und zu einem niedrigeren Preis verkauft werden, um die Bedürfnisse der unteren Marktsegmente zu erfüllen.

Diese Praxis tritt in der gesamten Halbleiterindustrie auf, einschließlich Zentraleinheiten, Computerspeicher und Grafikprozessoren.

Jeff Atwood
quelle
2
Ich habe gelesen, dass Intel dies für die "Core" -Prozessorserie tut. Sie fertigen die Core-Prozessoren als zwei Kerne auf einem einzigen Chip. Wenn einer der Chips schlecht getestet wird, deaktivieren sie ihn und verkaufen den Würfel als Core Solo. Zwei funktionsfähige Core-Duo-Chips werden im selben Gehäuse versiegelt, um einen Core Extreme herzustellen. Auf diese Weise rettet Intel seinen ansonsten fehlerhaften Bestand und stellt sicher, dass die Fehlerrate für Core Extreme-Chips praktisch Null ist.
SplinterReality
1
@charles Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob dies für die neuesten Intel-CPUs gilt. Die Core 2-Serie war keine echte Multi-Core-Serie, sondern mehrere Chips auf demselben Chip. Core i3, i5, i7 usw. sind echte Multi-Core-Designs. Siehe extremetech.com/article2/0,2845,2049688,00.asp
Jeff Atwood
@ Jeff Ahh, also mein Wissen ist ein wenig veraltet. Vielen Dank für das Update, ich bin sicher, dass auch andere Leser diesen Leckerbissen nützlich finden werden.
SplinterReality
2
@ Jeff - sicher über die Core 2-Serie? Ich dachte, dass es die Core-Prozessoren (ohne die 2) waren, die im Grunde zwei P4 waren, die zusammengeklebt waren, und in der Praxis waren sie normalerweise langsamer und heißer als ein Single-Core-P4. Die "2" in "Core 2" bedeutet nicht Dual Core - das bedeutet das "Duo" in "Core 2 Duo".
Steve314
1
@ Jeff - BTW - wahrscheinlich erwähnenswert den wirtschaftlichen Aspekt der Binning. Wenn Sie Ihre Chips testen und einige von ihnen herunterschätzen, werden Sie wahrscheinlich nicht genug herunterschreiben, um den billigen Low-End-Prozessormarkt zu befriedigen, und natürlich möchten Sie nicht, dass ein Überangebot im High-End-Markt den Preis treibt Nieder.
Steve314
19

Neben den angegebenen Toleranzen und MTBF-Gründen gibt es noch einen weiteren.

(Bitte haben Sie etwas Geduld mit mir, da ich mit der Hardware schon sehr lange nicht mehr Schritt gehalten habe.)

Die Kosten für die Herstellung einer Fabrik, in der ein bestimmter Chip hergestellt werden kann, sind sehr hoch. Die Kosten für die Herstellung eines einzelnen Prozessors nach dem Bau der Anlage sind sehr gering.

Es ist ein wirtschaftlicher Vorteil, den gleichen Chip für eine Reihe von Chips herzustellen und die Chips dann an verschiedenen Multiplikatoren zur Produktdifferenzierung und Preisgestaltung zu verriegeln. Auf diese Weise kommen alle Chips aus der gleichen Anlage. Anstatt für jede einzelne Chipgeschwindigkeit eine eigene Anlage zu haben. Wenn Sie einen Low-End-Chip kaufen möchten, besteht die wirtschaftliche Möglichkeit für Intel, dies für Sie zu tun, häufig darin, Ihnen einen Mid-End-Chip zu verkaufen, der für eine niedrigere Frequenz ausgelegt ist.

Sie werden dies auch auf anderen Märkten feststellen, wenn der Herstellungsprozess hohe anfängliche Fixkosten und sehr niedrige Grenzkosten erfordert. Beispielsweise wird jedes Aluminiumfahrrad einer großen Marke in derselben Fabrik von denselben Robotern hergestellt.

Fianchetto
quelle
Gleiches gilt auch für Motoren. Wenn Automotoren akribisch nach ihrem Design gefertigt werden ("Blaupausen"), sind sie weitaus leistungsfähiger als das gleiche Design, das in der Produktion mit einer weitaus großzügigeren Toleranz hergestellt wurde. Im Gegensatz zu Automotoren kommen die CPUs im Allgemeinen ihrem idealen Design viel näher und liefern leistungsfähigere Prozessoren, die Übertakten standhalten.
Toybuilder
Ich bin gespannt auf den Fahrradschein. Können Sie weitere Informationen geben?
Mr.Wizard
7

Denn in vielen Fällen führt das Übertakten zu einer verkürzten Lebensdauer (in Bezug auf die Zeit) und zu viel mehr Wärme.

Einige Prozessoren werden als übertaktbar verkauft - wie die AMD Black Edition (mit einem nicht gesperrten Multiplikator) und die Intel Extreme Edition.

Joseph Redfern
quelle
6

Dies ist der Unterschied zwischen der empfohlenen und der möglichen Geschwindigkeit.

Die Hersteller können einen Prozessor nicht auf die exakte Geschwindigkeit bringen, für die der Prozessor erstellt wurde. Es wurde mit einer höheren Fähigkeit erstellt, aber Sie wissen nicht, wie hoch der obere Bereich ist, bis Sie ihn überqueren.

Ganz zu schweigen von der zusätzlichen Wärme, die das System möglicherweise nicht verarbeiten kann. Daher sind zusätzliche Kühlsysteme erforderlich, wenn das Übertakten zu weit geht.

Carlton Jenke
quelle
4

Dafür gibt es Gründe:

  1. Sie können nicht dieselben Code-CPUs mit derselben Geschwindigkeit übertakten lassen. Bsp .: E2400 mit unterschiedlichen Schritten hat ein unterschiedliches Übertaktungspotential.
  2. Ihre CPU wird bei der übertakteten Geschwindigkeit nicht stabil sein.
  3. CPUs werden für viele Länder mit unterschiedlichen Wetterbedingungen hergestellt. Im Original sind sie sich ziemlich sicher, dass es stabil ist.
  4. Irgendwie ist es interessant für Overclocker und Geeks, die einen stärkeren PC mit besseren Kenntnissen wollen.
nXqd
quelle
3

Niemand sagt, dass die Berechnungen bei übertakteten Geschwindigkeiten garantiert korrekt ablaufen. :-)

Es geht um Genauigkeit im Vergleich zur Geschwindigkeit. Es ist ein Risiko, das Menschen eingehen, wenn sie die CPU testen, um festzustellen, wann falsche Ergebnisse erzielt werden.

Mehrdad
quelle
1

Übertakten erzeugt mehr Wärme und macht den Computer instabil. Um zu übertakten, muss der Lüfter und / oder das Wasserkühlsystem aktualisiert werden.

Brian515
quelle
1
Sie müssen nicht haben , um ein verbessertes Kühlsystem. Aber es hilft auf jeden Fall.
Wuffers
1

Der Aspekt der Preisdifferenzierung (den Fianchetto recht gut beschreibt) hat sich in letzter Zeit etwas von der Taktrate zur Anzahl der Kerne verschoben. Mit Ausnahme einiger sehr billiger Prozessoren hat Intel seine gesamte Produktpalette im Bereich von 2,8 bis 3,6 GHz, bei AMD ist das ungefähr gleich.

Es besteht kein Zweifel, dass AMD derzeit seine Top-4- und 6-Kernmodelle an die Grenze ihres Absatzpotenzials treibt.

Was Intel mit seinen Sandy Bridge-CPUs macht, ist bemerkenswerter. Das aktuelle Topmodell dieser Linie ist ein 4-Kern-Prozessor mit 3,4 GHz, aber Übertaktungsergebnisse liegen im Bereich von 4,4 bis 4,8 GHz, wobei der Standardkühler die Standardspannung liefert Modell, das eine extrem hohe Übertaktung ist. Dies legt nahe, dass sie mit sehr geringem Aufwand ein 4-GHz-Modell herausbringen könnten.

Wenn Sie jedoch Intel-Marketing fragen, ist Sandy Bridge nicht ihre Top-Architektur, da diese Stelle von den älteren 6-Kern-Gulftown übernommen wird. Das Problem ist, dass Sandy Bridge so viel besser ist, dass es schwierig ist, die zwei zusätzlichen Kerne zu rechtfertigen, als den Unterschied auszugleichen, aber je nach Marketingstrategie müssen sie. Um diese Behauptung glaubwürdig zu halten, behindern sie Sandy Bridge künstlich.

Wenn Intel AMD nicht so weit voraus wäre wie sie, würden sie ihre Hardware härter vorantreiben, aber da AMD nichts zu den Sandy Bridges passt, lassen sie die Macken des Marketings entscheiden, was sie verkaufen.

aaaaaaaaaaa
quelle
Sehr interessante Informationen
Chris Marisic
Das liest sich für mich wie eine Menge Spekulation.
Underscore_d
1

Abgesehen von technischen Gründen, die hier erwähnt wurden, ist es auch die Frage der Marketingstrategie. Insbesondere die Marktsegmentierung. Wenn Sie Premium-Preise vom Premium-Markt verlangen möchten, müssen Produkte für diesen Markt eine gewisse Differenzierung zum Low-End-Markt aufweisen. Bei CPUs wird dies durch Deaktivieren von Kernen, Deaktivieren eines Teils des Caches und Verringern der Geschwindigkeit der Produkte für den Low-End-Markt erreicht.

vartec
quelle
plus 1, obwohl die oben erwähnte Deaktivierung entweder aus einer absichtlichen Auswahl oder nur aus Qualitätseinschränkungen (Binning) resultieren kann. Es spielt keine Rolle, solange sie für jedes Zielmarktsegment ausreichend produziert werden.
underscore_d