(单核部分)2008-2025年经典架构移动cpu实测定频能效曲线汇总(25.07更新275HX/9955HX）

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接上篇多核部分： https://www.ibmnb.com/thread-2032370-1-2.html
接下篇应用及生产力部分：  https://www.ibmnb.com/thread-2076638-1-1.html

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23.08.29更新：增加ZEN4(7940HS)、RPL-E(13代能效核）能效曲线、频率-能效曲线、修正更新部分测试数据
24.12.31更新：更新QX9300单核测试基准（W700）、根据7945HX实测结果扩展5-5.4g频率zen4架构单核能效特性、增加i7 2960XM超频测试成果（4-4.4ghz)、增加i7-940xm单核测试成果、增加桌面u9 2代arl架构P核、E核5ghz频率点能效特性参考
25.07.20更新：增加U9-275HX、R9-9955HX实测能效曲线、更新图表数据及绘图


第一部分 理论测试性能及IPC分析
理论单核测试共选用24项测试软件，分为科学计算、编解码、游戏、渲染、综合计算5部分。各项测试内容及计算权重（百分比）如下所示：
这里第一项着重说明一下，国际象棋测试（Fritzchess)作为上古时期CPU整数性能测试工具，对现代CPU的性能代表性极差。举个简单例子，单核测试中4代~11代竟展现出了负提升，且通过不同机型，不同操作系统均可复现，排除了测试误差，这是所有单核理论及实际应用测试中都未曾出现过的情况，而4代到11代的展现出的跨代碾压式的性能提升这一事实是玩家和各大评测机构所公认的。此外从酷睿2到11代，12年间同频提升仅有10%，这不仅和常理认知相悖，也没有其他任何一款测试及应用程序支持其对比结果。
所以，关于国际象棋这一测试，在今天已经彻底失去了现实意义，此处特意加入测试项并取1%的权重，一是用事实揭露“酷睿2万能论”的无耻嘴脸及险恶用心，二是算是了结个人对这一荒唐下作至极的谬论的执念。

3GHz组测试结果：

4GHz组测试结果：

根据4GHz性能测试结果绘制主流架构移动处理器代表测试项图表如下，供参考：

根据4GHz定频单核测试结果，INTEL及AMD各移动架构代际IPC汇总如下图所示（以PENRYN架构为100计，ATOM~GML、ZEN1及以往架构为推算值）：

4GHz频率下主流架构性能值（Penryn@ 3.06GHz=100）及核心功耗情况见下图。Intel各代高频核心功耗均保持降低的状态，与多核类似，同样在2-3代及4-10代（请原谅我把他们认作相邻世代）有着更大幅度的优化。ZEN架构从出生伊始便借着TSMC的东风在2~4GHz频率段呈现次元级别的能耗领先，直到25年I、A工艺统一后才勉强能站在相近的高度上

第二部分 能效曲线汇总

性能基准：Penryn@ 3.06GHz（论坛熟知的默认频率,对应经典的末代顶配双核酷睿2 t9900），其单核综合性能=100分（由qx9300测得）；

功耗测试：取cpu单核中等负载（fritzchess）及重负载（r20)下对应核心功耗（单核测试package功耗受核心外围影响较大，采用核心功耗评价更为准确，core2及一代采用1c-2c-4c功耗差值推算单核核心功耗）；

对上图的一些说明：

1.测试频率点分别为2.0-2.4-3.0-3.6-4.0-4.4-5.0-5.4，整数频率点（3.0-4.0-5.0）突出标识并对性能分做标注，方便纵向比较；

2.除电压不可调节平台(1-3代酷睿、intel n系列低功耗处理器)外，所有cpu功耗测试结果均基于各频率点下的优化后电压，充分发挥各架构潜力；在优化电压下，同功耗运行频率绝大多数情况在默认电压基础上提升200-300MHz，性能亦等幅提升；优化电压与同代同架构低压cpu的低频段f-v曲线吻合度较高，亦具有一定参考价值；

1-3代酷睿在标称睿频范围外进行超频（1代3.33ghz-3.86ghz、2代3.7ghz-4.4ghz、3代3.8ghz-4.4ghz),超频后随频率增加，电压裕度逐渐减低，因此能效曲线呈现特殊特性（功耗-性能呈线性关系且优于默认睿频段），可参考可降压平台结合特征频率点对上述平台降压后功耗情况进行模拟，本部分不另行作图。

3.测试定频曲线的意义在于泛用性，可以通过性能随频率的变化趋势，便能非常精准地推测出各世代不同规格cpu在不同基频、不同睿频下的性能表现，乃至绘制cpu单核性能天梯。除此之外，根据处理器展现出的实际性能水平，也可以判断其频率是否达到标称，或机器是否受到功耗或散热限制。

具体到年代划分，以经典(牙膏）的skylake架构作为分界线，早期cpu能效如下图汇总，此处加入了部分atom架构cpu典型能效范围。就单核能效而言，N系列E核心表现依旧不及4代HSW核心

而到了后14nm时代（11代起），随着制程工艺实质性的提升，intel主流架构单核能耗表现有了真正的突破，11代-13代-15代（Ultra2代）的提升基本上是阶梯式的。值得注意的是，初代E核心在HX系列处理器中能效显著优于N系列处理器，超越了10代CML核心；而第二代SKM架构E核心更是一举超越13代P核心，令人瞩目。

ZEN架构能效优势自不必多说，但是不同代直接亦存在差别，ZEN3,ZEN5属于加宽架构，低频能效表现不如前代，但随着频率增加配合IPC的提升，能效优势便开始显现；ZEN4相比ZEN3，其能效优势更多来源于制程打磨，优化高频电压，显著降低了4GHz以上的高频功耗。

第三部分:能效-频率特性

能效基准：将单核测试成绩及对应负载情况，综合平均后进行计算，并以10代CML@4GHz计为1.00分，此分值越高越好 (基准能效下，4.0GHz 10980HK单核测试平均核心功耗为14W，性能值为210，即2.1倍的t9900单核性能)；

频率-能耗曲线如下图，可以清晰显示各架构的甜点频率区间

AMD ZEN4处理器，特别是HS版本在这一环节暂时无敌，不仅在2-2.4ghz段飙飞上了天（最高超过14.5倍基准能效），直至4ghz频率也做到了默秒全，这个全不仅指迄今为止各代各款的intel处理器，也指他们的任意频率段；ZEN2低频能效也足够夸张，但单核性能相对较差；ZEN5HX处理器在4GHz之后与ZEN4-HS交替领先，对比ZEN4-HX则占优；ZEN3即使是后期制程优化过的6000系列，在单核能效上也不如它的前辈和后辈，但依旧足以在4.4GHz频率前压制对手。

第四部分：个人总结

1.cpu单核性能与计算机可感知运行速度紧密相关

通过对多项日常及行业生产力软件进行处理速度记录分析，本贴所示单核综合性能分与上述处理速度相关性很高，基本可以反映计算机各项操作流畅度与实际体验。该部分将在此系列评测第三篇中加以充分论述。

2.早期低压cpu性能不济主要源于散热系统制约

在大多数情况下，系统响应速度很大程度上取决于单核性能、单核性能上限则受限于系统解热能力。根据多个平台实际操作测试经验，考虑更大的热功耗-面积比，同功耗下单核负载对散热系统压力明显增大，以intel为例，轻薄本单核解热能力大部分在8-10W核心功耗区间，全能本多在12-18W，性能本则可以压制住20W以上的单核核心负载。

举个简单例子：搭载3940xm的W530可以压制20-22W的单核功耗（核心功耗15-17W,频率3.8-3.9GHz)，此时在性能功耗曲线上它的单核性能对应可达到170左右，搭载8650u的t480/x1c 2018可以压制8W左右的单核负载功耗，在曲线上对应单核性能在185左右。这意味着理想条件下，这两种机型的系统响应速度基本在一个水平线上，8代i7稍微领先；而8650u若触及温度墙，频率降至3GHz以下，则性能分降至160-170区间，表现将落后于3代老机型。

论坛上前些年一半以上关于"新机器i7，i5为何速度不快，甚至不如某某三代老工作站”的抱怨均来源与此，但凡硬盘内存是主流正品，剩下一小半，责任均在管家全家桶、预装软件全家桶、串联cpu热管的垃圾独显、频繁更新后win10臃肿的文件及服务系统上，无一例外。当然所谓的“新机器”仅限于10代及以内机型，11代往后随着单核能效的质变，此类论调几乎消失不见。

3.新架构移动CPU单核性能边际效应明显，绝对性能需让位于使用体验

回顾古早架构时期，以往奔腾M-酷睿2时代，1.4Ghz提升到1.6Ghz，1.8Ghz提升到2Ghz，2.8Ghz提升到3Ghz，对应性能是成比例看得见的提升，人们也愿意为这样的提升付出额外的钞票。而到现在，13代顶级13980HX相比13900HX，仅增加0.2GHz最大频率；u9-285HX和275HX更是仅有0.1GHz的提升。5%不到的频率提升在跑分和使用中几乎不可被感知，而为此付出的能效及体验代价则是极其巨大的，其象征意义远大于实际意义。

AMD的移动CPU为何近几年大放异彩，其中重要一点在于AMD的单核能效反映在了使用体验上。最直接体验感受就是，在4.4GHz频率内，单核负载几乎不会引起核心温升，主机噪音和待机状态基本相当，INTEL则是温度及噪音随频率线性增加（坛友可以回忆下手上的8~10代i7低压本拉满4.xGHz睿频后的噪音）。但有一点是一致的，无论I还是A，其接近最大频率点范围的能效衰减都非常剧烈，尤其是叠加热密度debuff后，5Ghz和5.4Ghz的使用体验完全是两个概念。毕竟下降接近一半的单核能效可不是在闹着玩。

对于近两年的旗舰处理器，如14900HX超过25W的5.8ghz单核核心功耗、7945HX接近15W的5.4ghz单核核心功耗，上述处理器在最大睿频点的热密度非常高，在windows系统多数单核场景下（defender、update、各种系统监测后台）均调用1个cpu核心并使其维持其在最大睿频，使得系统频繁检测到处理器单核高温，典型温控策略下风扇频繁启动且维持高转速高噪音，而此时系统整体负载并不高，以至出风口感知不到热量，这种负载与散热系统出力的严重不匹配情况对日常使用的负面影响十分明显，也是大多数人抱怨新机器噪音和高温的真正缘由。然而直到如今，也鲜有厂商能和硬件及系统深度优化，合理控制睿频、合理分配负载及核心性能调配。

因此个人角度建议是，结合能效频率特性，根据不同应用场景制定性能策略提升使用舒适度。日常使用中通过限制10%左右的最大睿频换取接近10度的降温和接近10dB的降噪，怎么想都是一笔超值的买卖。此处再次推荐论坛分享的处理器频率控制工具CPU Manual Gear。以5.4最大睿频为例，可以设置为0（系统默认）、5.0（日常办公）、4.4（游戏）、3.0（离电）几档，兼顾效能及笔记本使用体验。

点评区被论坛著名低素质用户及其马甲群恶意污染，为保证浏览体验，建议打开“仅看该作者”功能，若影响各位观感在此深表歉意

hljgyr

2025年7月更新：
补充新平台（U9及ZEN5）的测试数据
可以看到，历经多年的波折，IA两家在单核理论综合性能又站在了同一起跑线上，当然两家的侧重点还是有所区分，X86性能及浮点性能如何取舍，全看消费者的需求及喜好了
除此之外，U9的小核心架构飞跃是个非常好的信号，利用小核心的效率和灵活性今后绝对可以大做文章，当然这取决于INTEL到底能有多良心，对于这点我本身不抱太大幻想；结合2027年PE核架构合并的传闻，未来依旧可期（我本身乐于见到这个结果，大小核无形中给我的测试增加了两倍多的工作量）。
如无特殊情况，在NVL-HX及ZEN6-HX面世之前，测试工作将暂时告一段落，后续可能会加入部分老架构cpu（如zen1、早期atom平台）评测，补齐相应数据，并不定期更新本贴内容。

jsntrgsy

哈哈哈哈 单核

吾方寸已乱

战赢君还有五秒抵达现场。

thankdad

22nm的HSW竟然接近CML了，14nm后面那么多+号做啥了呢，CML是不是受到UNCORE高功耗影响了。

hljgyr

苍蝇，给爷头脑风暴起来，我要看你还有多少新奇的喷点

郑中秋中指指

我来帮战赢回复一下吧：
一款原本是用于国际象棋棋力测试软件，现更多被用于测试CPU科学运算能力
其他测试软件都不准！只有象棋分数不变！

……
……
哈哈哈哈哈哈哈哈哈我自己都笑了
为啥？就因为象棋用的是整数，纯傻算，什么指令集，不存在的，就跟战赢君的大脑一样简单傻算
对了，SuperPi也差不多是这个效果，君桑你天天发象棋我看腻了，要不换SuperPi吧？

hljgyr

来，苍蝇，收好你的象棋图，权重100的，不用谢。
但你要给爷一个一个仔细数灰线左上方有多少个点，你的曲线尽头是6.3的象棋分，从尽头再往上望，看见了吗，左上方那些布满星星点点的领域，竟然是酷睿2不可触碰的！
阿勒？好神奇！！！那这是为什么呢~~
爷给你耐心科普下，因为那些区域，既比你单核象棋分高，还比你省电，懂了吗？？！！

这张图对我来说是不值一文的废图，为何？
用科学的语言解释，里面的值和实际应用性能的相关性差的一塌糊涂
用你未必能听懂的人话说就是，正常人类都生活在丰富生动的现实世界，而不是精神病患者臆想中的象棋世界！！！！

hljgyr

QUOTE:

kepu 发表于 2023-4-17 21:05

跑分跑不过又来跟我扯体验？？
你就这么确定我没有另外一大组数据专门用来给你科普体验和反应速度？？

biandou000

你们太过分了啊，吊起来打的吗？

biandou000

低功耗zen3+真香！Intel的小核应该用zen3+

jsntrgsy

QUOTE:

biandou000 发表于 2023-4-18 09:14
低功耗zen3+真香！Intel的小核应该用zen3+

？？在说啥胡话？架构与制程综合才有能效

biandou000

QUOTE:

jsntrgsy 发表于 2023-4-18 09:22
？？在说啥胡话？架构与制程综合才有能效

就随便意淫一下，毕竟以前也出过Kaby Lake-G

如果模块化和通用化足够成熟，自己能选核心也不是不可能……

jsntrgsy

QUOTE:

biandou000 发表于 2023-4-18 09:28
就随便意淫一下，毕竟以前也出过Kaby Lake-G

如果模块化和通用化足够成熟，自己能选核心也不是不可能… ...

那你更应该期待MTL-H

hljgyr

QUOTE:

kepu 发表于 2023-4-18 10:28
这破图只能发在小坛里，你发到自媒体都要被喷死！

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whjyls - 浮光掠影

莫非三体中的思想钢印在现实中也存在？

hljgyr

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chg008

现在没有利益，全凭爱心来评测，太不容易了
给楼主点赞！

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在这里无人问津，唉...