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CPU、內存怎么選——2023年4月的一次主機DIY配置記錄（二）

2023-05-19 02:44 作者:火焰大噴菇 0人讀過 | 我要投稿

全文預計分四篇增量交付，這是第二篇

上一篇：

本篇主講CPU、內存、硬盤（前倆寫多了下一篇再講）的選擇

再次重申：本文無意做任何產品推薦！?只為記錄下查找的資料

如果文中有理解不對的地方，歡迎各位大佬指出

四、CPU選擇

選好CPU就要做好以下四個選擇：

4.1 廠商選擇

根據最近的CPU天梯圖[1]，Intel、AMD都可以選，頂級CPU分別是13900KS、7950X

兩者主要的技術差距在于Intel采用了大小核架構，而AMD則是有性能接近的多核心。大核頻率高，小核頻率低，適合分別處理前后臺進程。網上對大小核的負面反饋主要是部分軟件不支持大小核調度，導致“一核有難，八核圍觀”。

但是知乎的林登萬提供了一個解決方案，通過更改windows電源方案中的多項異類策略來實現生產力軟件對大小核的支持[2]，所以又回到了“哪個性價比高買哪個”。（等一下，現在最新的ubantu有沒有完美支持大小核?。浚?/p>

我這里選擇了Intel，故后面的幾個問題就圍繞Intel家的CPU展開。

4.2?型號選擇

上13900自然是極好的，但是...有必要嗎？

按深度學習來說，單卡12代/13代用16線程的CPU就夠用了[3]，不過這個可能不太嚴謹，因為深度學習不同領域對CPU的依賴程度也不盡相同。

按游戲性能來說，13600KF以上玩大型游戲的效果接近13900K[4]

PS：13600有14核20線程，13700有16核24線程，13900有24核32線程

PS：散片大致價位：13600K 2000，13700K 2700，13900K 3800

4.3 后綴選擇

后綴帶不帶K？帶不帶F？帶不帶C？（V我50）

帶K表示可超頻，帶F表示無核顯

Q1：需不需要超頻？

根據硬件茶談的視頻[5]，可超頻的CPU能支持內存超到更高的頻率。

打個比方，縱使你家內存是一名優(yōu)質人才，CPU（和主板）也得給它足夠的空間展現才能

個人總結如下（當帶K時，"【】"內的項不再起限制作用）：

內存最高頻率 = min(【無K CPU支持的最高內存頻率,】主板支持的最高內存頻率,?內存頻率)

Q2：CPU核顯有什么用呢？

可以在Pr等應用中加速，提高生產力[6]。對于深度學習影響可能不大，但是據說能幫GPU分擔一些負擔（這個觀點我沒有找到出處）

4.4 盒裝散片選擇

茶談的這期視頻[7]也講得很明白了，Intel散片主打一個性價比，甚至有沒有保修都不太關鍵（除非你喜歡把CPU往死里超頻）

綜上，我選擇了i7-13700K

4.5 部分參數解讀

4.5.1 核數C與線程數T

借用Zign的比喻[8]：

CPU是一家銀行，核數對應銀行柜員數，線程數對應業(yè)務窗口數，用戶進程或線程對應客戶。

銀行源源不斷地有客戶前來辦理業(yè)務，一個窗口每個時刻只能接待一位客戶，而一個柜員每個時刻也只能呆在一個窗口處理業(yè)務。

但一個柜員可負責多個窗口，當某個窗口的客戶開始填表時，柜員就可以轉去服務其他窗口的客戶，而不用干等著客戶填表，浪費寶貴的柜員資源，本質上就是多個客戶（線程）共享一個柜員（核）

這就是超線程技術（Hyper-Threading）：一個內核可以在宏觀上同時處理多個線程，微觀上交替處理這些線程（并發(fā)），以求充分利用空閑CPU資源，使其在相同時間內完成更多工作。

在其他因素不變時，內核數C越多，CPU能并行處理的任務就越多；線程數T越多，CPU資源的利用率越高、能并發(fā)處理的任務也越多。C和T都是CPU性能的重要體現。

4.5.2 主頻和睿頻

主頻：CPU內核工作的主時鐘頻率，通常也是CPU的默頻（默認基礎頻率）。在其他參數不變時，主頻越高，CPU運算速度越快。相當于柜員的工作效率

睿頻：CPU采用睿頻加速技術可達到的更高頻率，可以理解為自動超頻[9]（相比之下手動超頻可能會超壞，小心不給保）。在運行程序時，睿頻加速技術可以使核心自動加速到合適的頻率，以保證程序流暢運行。CPU通常會標注最高睿頻，相當于柜員專心致志工作時的最大工作效率。

Intel大小核（性能核P、能效核E）的核心頻率不同，小核的主頻和最高睿頻都要比大核低（大約少1GHz）

PS：CPU主頻和內存頻率沒有直接的關系，而是看CPU支持的內存頻率，切勿混淆

五、內存選擇

5.1 代數選擇

現在市面上的主流內存就是DDR4內存和DDR5內存，那么這個DDR內存是什么呢？

DDR內存全稱 DDR SDRAM(Double Data Rate?Synchronous Dynamic Random Access Memory 雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器)，好家伙這光翼展開...哎，別走，你先聽我解釋

首先，介紹一下DDR的祖宗RAM。隨機存儲器RAM是一類易失性（斷電后會丟失數據）的半導體存儲器，RAM又可分為SRAM（靜態(tài)RAM）和DRAM（動態(tài)RAM），兩者的主要區(qū)別就是DRAM需要不斷地刷新電路才能保存內部存儲的數據（不停自己動，所以叫"動態(tài)"），而SRAM不需要刷新就能保存數據。SRAM主要用于制作二級Cache，DRAM主要用于制作內存
數據一般有兩種傳輸方式，同步和異步，數據異步傳輸速率較慢但穩(wěn)定，同步傳輸速率較快但復雜（需要數據收發(fā)雙方商定一個統(tǒng)一的時鐘信號）。SDRAM（同步DRAM）就是在傳統(tǒng)DRAM的異步傳輸技術的基礎上加了一個同步傳輸技術，比DRAM傳輸速率更高[10]
接下來有請重量級選手DDR SDRAM（雙倍速率SDRAM，簡稱DDR）隆重登場！SDRAM在每個時鐘周期內傳輸一次數據，而DDR能傳兩次！兩次啊兩次?。ǖ轮虻谋确绞?，呼吸=時鐘周期，說話=傳輸數據，一次呼吸說一句話vs一呼一吸各說一句話[11]）即DDR是有雙倍數據傳輸率的SDRAM，比DRAM不知道快到哪里去了。

DDR發(fā)展到現在已經出現了第5代，各代數間的區(qū)別主要體現在傳輸速率和工作電壓上，下一代往往比上一代實現了頻率翻倍（時鐘周期更短，傳輸速率更快），工作電壓更低（耗電量也更低）。總結表格如下（取自德柱的視頻[11]）

那是不是該無腦選頻率高的DDR5呢？

我的觀點是不一定，因為頻率高的代價就是時序也會增加，頻率和時序的概念會在5.3節(jié)中詳細闡述，而且需要支持DDR5的主板，所以還是那句話“哪個性價比高選哪個”。

鑒于今年DDR5內存價格跳水，而且支持DDR5的主板價格與支持DDR4的主板相差不大，性價比也終于能和DDR4拼拼刺刀了。

深度學習基本不吃內存頻率[12]，所以這塊只看游戲需求

根據裝機猿和德柱的測試結論[13]，不同游戲對于內存頻率和時序的敏感度各不相同，DDR4和DDR5實際幀數差距很小，就《古墓麗影:暗影》來說，DDR4 4000頻率 CL15≈DDR5 6000頻率 CL36。

5.2 品牌選擇

一般來說都是推薦購買大品牌的內存...

但是根據文章[14]和阿鹿君的推薦視頻[15]，我選擇了金百達銀爵DDR5 6000 CL30 16G*2套條，它采用的是海力士A-die顆粒，時序也還不錯，散熱怎么樣我就看不來了

需要注意的是，文章[14]提到金百達內存搭配的“主板最好選主流廠商，小廠有可能不兼容”，我在網上也確實搜到了一些內存條與部分主板兼容性不佳的帖子（常見的如XMP死機），所以在購買主板時最好了解清楚是否兼容金百達內存。

5.3 部分參數解答

5.3.1 容量

內存是一個速度超快的數據臨時中轉站，容量越大，可容納的數據就越多[11]。這個中轉站主要用于暫時存放CPU、GPU中的運算數據、與硬盤等外部存儲器交換的數據。

當內存沒有足夠的空間存放CPU所需要的數據時，就會影響系統(tǒng)的流暢度。

深度學習需要多大的內存容量呢？套用上一篇中的經驗法則：內存大小 ≈ 125%顯存大小，為大型數據集的處理留一些余量。所以4090的24G顯存，對應32G內存應該夠用了

游戲黨需要多大的內存呢？32G內存就穩(wěn)如老狗了[11]

視頻剪輯使用Pr，32G還算OK[11]

5.3.2 顆粒

顆粒是內存條的核心部件，是由超多的存儲單元組成的DRAM芯片（所以它不是真的只有一粒芝麻那么大），一條內存條上集成了多塊顆粒

不同的顆粒體質也不同，會影響到頻率和時序，體質越好，越有超高頻的潛質。[16]

新崛起的海力士A-die顆粒體質好，耐超，卷得業(yè)內其他廠家D5內存價格紛紛跳水

根據吃飯團的佳樂同學的視頻[17]，御三家如今的DDR5顆粒排名已經變?yōu)榱耍?/p>

海力士A-die > 海力士M-die? >?三星?> 鎂光

5.3.3?頻率和時序

內存頻率表示內存可達到的最高工作頻率，單位：MHz 兆赫茲

本質上，內存頻率是CPU對內存條訪問的頻率，CPU每訪問一次，都會為內存條帶來或帶走一些數據。CPU每秒訪問內存的次數越多，單位時間內產生的數據量也就越多，表現為內存條的讀寫速度快。但內存顆粒每秒能承受CPU的訪問次數是有上限的，一旦超過上限，內存顆粒就去了~（開不了機，GG?。╊w粒的承受上限是由它出廠時的體質決定的。[16]

時序就是當內存收到CPU發(fā)來的指令后完成一系列操作所需的時鐘周期數，反映了內存對CPU給出反應的延遲時間，單位：時鐘周期，其中最重要的四個時序被稱為“第一時序”，通常以CL-tRCD-tRP-tRAS的形式標注出來:

CL（CAS Latency?列地址選擇時間）：發(fā)送列地址到響應間的時鐘周期，被認為是時序中最重要的參數
tRCD（RAS to CAS Delay?行到列延遲）：打開新行時加載列的時鐘周期
tRP（RAS Precharge Time?行預充電時間）：結束一個行訪問到重新開始的間隔時間
tRAS（RAS Active Time?行激活時間）：行激活和預充電間的最短時間

PS：CAS/RAS(Column/Row?Address Strobe?列/行地址選通脈沖)

PS：為什么說時序主要看CL？因為列地址連接著儲存數據信息的電容，寫入時電荷從列地址流向電容，讀取時電荷從電容流向列地址，并輸出到DQ引腳，所以CL的延遲對于內存讀寫性能影響最大[18]。這段話牽涉到電路的知識點，沒看懂沒關系，我也不是很懂。

DDR內存的延遲計算公式如下：（單位：納秒 ns）

內存延時 ≈ 時序CL的時鐘周期數 × 2000 / DDR頻率

不難看出，延遲時間與時序的時鐘周期數成正比，與內存頻率成反比。但是當內存的頻率升高，很難壓下時序；壓低時序時，頻率很難升高，這是為了在高頻時保證內存的穩(wěn)定性（先生，你也不想讓你家內存被超壞吧）

下面嘗試解釋第一時序：

感謝PCEVA評測室制作了這么一張精美的圖片來解釋時序[18]。我來粗略地打個比方

內存是樓盤，CPU來看房（存取數據），售樓員帶著CPU來到某一棟樓（BANK），CPU說要看303室（行列地址指令）

由于某些不可描述的原因（DRAM芯片特性），各樓層電閘隨時間推移會逐漸斷開，售樓員首先就要在底樓推上3樓的電閘（③行預充電時間tRP），然后帶著CPU乘電梯到3樓（②行到列延遲tRCD），再找到303室并用鑰匙打開房門（①列地址選擇時間CL），之后CPU就可以發(fā)起后續(xù)操作啦（數據寫入或讀出）

當然，CPU不一定只看一間房，它常常還想看看同層的其他房間，售樓員就只需要找到對應房間并打開房門（①CL）。但有時候CPU想看其他樓層的房間，那么售樓員就要很辛苦地去“推電閘->乘電梯->找房間”（③tRP->②tRCD->①CL）

在看完一間房到看下一間房之間需要留一段時間讓售樓員把房間整理成該有的樣子（讀寫操作分別對應tRTP內存讀取與預充電延遲和tWR寫入恢復延遲，兩者都屬于第二時序）

售樓員從進電梯選樓層到整理完所看房間的這段時間為④行激活時間tRAS，所以④tRAS總是略大于①tCL+②tRCD

說實話這個比方未能貼切地描述某些細節(jié)，但我暫時也想不出更好的了，就先這樣吧。

總之，結論就是：

在其他參數不變時，對于內存讀寫性能，頻率越高越好，時序(尤其是CL)越低越好。但是納秒級別的延遲差異普通用戶基本察覺不到，不必太過糾結，在滿足容量需求的基礎上只要預算能接受就沒問題。

5.3.4?XMP

內存通常都是以默認頻率來工作的，而XMP（Extreme Memory Profile 極致內存配置文件）是Intel用在內存上的一種優(yōu)化技術，有利于自動超頻。廠商經過各種考量為內存設置了一套超出默頻和時序的配置文件（這個配置文件存在內存的一個小小的EEPROM芯片中），開啟XMP模式后，主板可以讀取這套配置文件，使得內存頻率更高、讀寫性能更好，相比手動超頻安全又省心。

要讓內存進入XMP模式，必須在主板BIOS界面進行設置。否則買來的XMP6000的中端內存就只能在4800入門級都不及的基礎頻率工作了，感覺怪虧的。

5.3.5 多通道與套條

我將引入三個問題來解釋這兩個概念

Q1：如果我需要32G的內存容量，為什么大多推薦買兩根16G的內存條而不是單根32G或者4根8G呢？

這就牽涉到了多通道問題。硬件茶談的視頻[19]很好的講解了雙通道內存的工作原理，多通道能讓CPU和內存的交互效率提高。我這里另外打個比方。

我(CPU)要吃曲奇，指定吃8塊圓形的（從內存中取數據）?，F在有一個大盒藍罐曲奇(320g，每種曲奇8塊)、兩個中盒藍罐曲奇(160g，每種曲奇4塊)、四個小盒藍罐曲奇(80g，每種曲奇2塊)，每個盒子只允許我伸進一只手去拿曲奇，我一共有兩只手（支持雙通道）。請問是大盒*1？中盒*2？還是小盒*4最快滿足我的需求呢？

應該是中盒*2。因為大盒要單手取8次才能吃到目標數，中盒和小盒則只要雙手取4次，但小盒*4有額外打開蓋子的時間，比中盒*2稍微慢了一點點。當然，如果我能手腳并用（支持四通道），那么應該是小盒*4最快。

還有一個雙16G比4*8G好的原因，未來需要更大容量可以升級成4*16G。

綜上，一般的家用平臺使用兩根內存組成雙通道內存性能表現最好。

Q2：主板上有4根內存插槽，那我插4根不就是四通道嗎？不是爆殺雙通道？

不是這樣的。主板具體支持幾通道需要到產品官網進行查看，通常4插槽的主板支持雙通道，12槽、34槽各組成一個通道，8插槽的主板支持四通道，12、34、56、78槽各組成一個通道。而且光主板支持還不夠，也要去官網查詢CPU支持幾通道。

綜上，能組成多少通道還要看CPU和主板的臉色。

Q3：那么我要組雙通道內存，是買兩個單根？還是買套條呢？

套條就像從產品線上前后腳下來的雙胞胎兄弟，可以最小化兩根內存的顆粒體質差異，兼容性更好，更難出現藍屏，也更有利于超頻（減少一根超不上拖另一根的后腿的概率）。

不過這個只是理論層面，天知道實際差異有多小。購買相同型號、容量、頻率、時序的內存其實就可以了。