Ist eine CPU bei höherem Takt effizienter?
Sind heutige CPUs im höheren Taktbereich oder im unteren Taktbereich effizienter.
Ich hätte geraten, dass es da effizienter ist, wo die CPU noch schön kühl (~40°C) ist. Aber ein Test (zum Begrenzen der Rechenleistung habe ich eine 40000 in cgroup/ffmpeg/cpu.cfs_quota_us verwendet...) mit ffmpeg auf einem Intel J5040 zeigt das Gegenteil ziemlich deutlich:
@4·10% cpu load (5fps, 40°C): +2,16W
@4·80% cpu load (40fps, 70°C): +12W
--> 8,0-fache Rechenleistung bei
5,6-facher elektrischer Leistung
Wie kommt das?
Hat es mit der besseren Cache-Nutzung oder weniger context switches zu tun?
6 Antworten
10% Auslastung bedeutet nicht "10% der maximalen Leistung bei maximaler Taktrate", sondern "10% der maximalen Leistung bei der aktuellen Taktrate". Also du könntest bei der ersten Messung die 10-fache Leistung haben, ohne die Taktrate zu erhöhen.
Da die Leistung bei der zweiten Messung exakt 8 mal höher ist, und auch die Auslastung 8 mal höher ist, nehme ich an, dass die Taktrate bei beiden Messungen gleich ist. Das solltest du mit einem Tool wie htop, CoreCtrl oder CPU-X sehen können. (Möglicherweise ist das auch das, wofür die @4 stehen, aber das weiß ich nicht.)
Was du da jetzt siehst, ist einfach der Effekt, dass die CPU auch ohne Last Strom braucht, und dass der Stromverbrauch nicht nur von der Taktrate, sondern auch von der Auslastung abhängt. Da werden einfach mehr Transistoren der CPU genutzt, was dann eben auch mehr Strom braucht.
ja... hast recht... wenn ich die maximale Taktrate auf 1600MHz festsetze, dann braucht er bei 25fps nur 6,24W mehr als beim idle-n... also 16,8% weniger Strom... aber braucht dafür 1,6 mal länger...
ok.. also nicht cgroup sondern scaling_max_freq von 3200 auf 1600?
Hallo,
prinzipiell hat jeder Prozessor jedwelcher Architektur sowohl single- / wie auch multithreaded seinen optimalen Betriebspunkt bei einer gewissen Taktrate mit einer entsprechenden Betriebsspannung der einzelnen Kerne und Zusatzkomponenten im "Uncore" - Bereich.
Dieser Bezug wäre im Bezug auf die tatsächliche Rechenleistung pro Kern und Watt in Relation zur Zeit bis zur Ableistung der Rechenoperationen (z.B. der Nachbearbeitung eines Videos) zu sehen.
So wird es beispielsweise durchaus grob in der Gleichung passen, dass eine CPU besagtes Video mit einem Taktlimit auf 2,0 Ghz die Arbeit in z.B. 30 Minuten mit einem zeitlichen Energieumsatz von 50 Wh erbringt, wärend sie bei 3,0 Ghz diese Arbeit in 20 Minuten bei 60 Wh erledigt. Das nennt sich "Sweet-Spot Betrieb".
Jede CPU und GPU hat einen Betriebspunkt, ab dem die Betriebsspannung pro weiterem Mhz zunehmend überproportional angehoben werden muss, damit der jeweilige Kern weiterhin stabil arbeiten kann. Kommt besagter Beispielprozessor bei 2,0 Ghz z.B. mit 0,3 mV je Mhz aus, so bräuchte er bei 2,5 Ghz schon z.B. 0,35 mV je Mhz, und bei 3,0 Ghz schon 0,4 mV je Mhz, und bei 3,5 Ghz schon 0,5 mV je Mhz. ( nur rein als Beispiel zur Verdeutlichung des Problems )
Als Hintergrund seien dafür die sich bei zunehmender Belastung elektrischer Bauteile stetig weiter verschlechternden elektrischen Eigenschaften auf vielerlei Ebenen in elektrischen Leitungen und den Halbleiterchips.
LG
Ist eine CPU bei höhrerem Takt effizienter?
Nein, siehe z.B. Ryzen 9 7900 vs 7900X
Takt beim 7900X ist 300-400MHz höher, Verbrauch geht dafür bis 230 Watt anstatt 88 Watt
Der Effizenz Sweetpot liegt, zumindest bei AMD mit den aktuellen CPUs je nach Modell im Bereich zwischen 15 und 55 Watt, das sind dann idR Notebook CPUs
Genereller Fakt
Höherer Takt als vom Hersteller angegeben = höhere Leistungswerte= höhere Abwärme.
Letzterss kann nur Kompensiert werden durch besseren Kühler. Das eine CPU bei höheren Takt auch mehr Leistet ist Physikalisch korrekt. Hat aber mehr Nachteile es sei denn die CPU ist Explizit in Ihren technischen Daten vom Hersteller auch dafür ausgelegt worden.
Ist eigentlich umgekehrt der Fall. Eine Höhere Taktung kommt meist mit einer höheren Spannung und mit einer höheren Abwärme daher. Ich verweise hier mal am besten auf ein Video, welches mit dem Thema Powerlimits beschäftigt, dessen Abwärme, Leistung und Effizienz:
ok... also sollte ich den Versuch mit 4*30% statt 4*10% nochmal wiederholen?