CPU Kernzahl vs Taktfrequenz

Hallo zusammen,
leider konnte ich über die Forensuche nichts finden, dass meine Frage beantwortet.
Folgendes interessiert mich und ich hoffe, jemand kann mir weiterhelfen.

Die Taktfrequenz der CPU-Kerne ist in den letzten Jahren nur bedingt gestiegen....ich hab schon vor 10
Jahren die 3 GHz gehabt.
Die Entwicklung ging ja dann in immer mehr Kerne und natürlich geringer TDP.
Wenn jetzt AMD nächstes Jahr die 7 nm CPUS ausliefert (falls) mit angeblichen Kernen von 12 - 16 und Taktraten von
3 - 4 Ghz, dann frag ich mich, ist es nicht möglich, lieber die 8 Kerne beizubehalten ggf. 10 Kern erweitern und die dann
auf höhere Frequenzen zu bringen?
Der Verwaltungsaufwand wird ja je Kern auch höher...ich verliere also Geschwindigkeit bei der Aufteilung der Arbeit auf die Kerne.
Bei 7 nm kann man statt mehr Kerne ja auch mehr Transistoren pro Kern verbauen und damit die Frequenz erhöhen...oder seh ich das falsch?

Mehr Takt bringt ja auch den Rechenintensiven Anwendungen etwas....wäre ja nichts verloren.
Das würde auch den Programmieraufwand für X-Core Anwendungen reduzieren.

Grüße

Scheinbar ist beim Takt nicht viel zu machen, nur deshalb gehen die CPUs ja in die "Breite".

Wenn man es schafft die Anwendungen besser zu parallelisieren, dann wären viele Kerne wohl der einfachere und effizientere Weg als hoher Takt.

Gehen wir mal von einer identischen CPU-Architektur aus: ob eine CPU mit weniger Kernen und "mehr GHZ" oder eine mit mehr Kernen und weniger GHz schneller ist hängt ganz von deinem Anwendungsgebiet ab.
Der generelle Trend hin zu mehr Kernen bei stagnierenden oder sogar sinkenden Taktfrequenzen wird aber noch eine Weile anhalten.

Eine Stellungnahme von der8auer zu der Kernzahl der CPU
http://www.pcgameshardware.de/CPU-C...-AMD-Ryzen-Threadripper-Intel-Core-X-1259793/

Luemmel1543 schrieb:

Hallo zusammen,
leider konnte ich über die Forensuche nichts finden, dass meine Frage beantwortet.
Folgendes interessiert mich und ich hoffe, jemand kann mir weiterhelfen.

Die Taktfrequenz der CPU-Kerne ist in den letzten Jahren nur bedingt gestiegen....ich hab schon vor 10
Jahren die 3 GHz gehabt.
Die Entwicklung ging ja dann in immer mehr Kerne und natürlich geringer TDP.
Wenn jetzt AMD nächstes Jahr die 7 nm CPUS ausliefert (falls) mit angeblichen Kernen von 12 - 16 und Taktraten von
3 - 4 Ghz, dann frag ich mich, ist es nicht möglich, lieber die 8 Kerne beizubehalten ggf. 10 Kern erweitern und die dann
auf höhere Frequenzen zu bringen?
Der Verwaltungsaufwand wird ja je Kern auch höher...ich verliere also Geschwindigkeit bei der Aufteilung der Arbeit auf die Kerne.
Bei 7 nm kann man statt mehr Kerne ja auch mehr Transistoren pro Kern verbauen und damit die Frequenz erhöhen...oder seh ich das falsch?

Mehr Takt bringt ja auch den Rechenintensiven Anwendungen etwas....wäre ja nichts verloren.
Das würde auch den Programmieraufwand für X-Core Anwendungen reduzieren.

Grüße

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Also vor 10 Jahren hat ich mit OC grade mal 3 GHz (AMD), hast doch heute normal schon 4 ohne OC und bei Intel um die 5 mit OC wenn Du ne gute CPU erwischst!?

jostfun schrieb:

Also vor 10 Jahren hat ich mit OC grade mal 3 GHz (AMD), hast doch heute normal schon 4 ohne OC und bei Intel um die 5 mit OC wenn Du ne gute CPU erwischst!?

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Ja, stimmt....und? Die Frage war ja, ob es nicht möglich ist, eine CPU mit zB "nur" sechs Kernen - evtl mit SMT - dafür aber mit 6 GHz Takt herauszubringen anstatt eines 12-Kerners mit 4 GHz, die die wenigsten Leute wirklich brauchen. Zumindest hab ich das so verstanden ^^

Du darfst nicht vergessen das auch die Leistung pro GHz gestiegen ist, wenn auch leider recht langsam

jostfun schrieb:

Also vor 10 Jahren hatte ich mit OC grade mal 3 GHz (AMD), hast doch heute normal schon 4 ohne OC und bei Intel um die 5 mit OC wenn Du ne gute CPU erwischst!?

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Mit meinem Q9550 hatte ich 2008 schon 3,8Ghz, und jetzt Aber ja, ich bin da auch ganz beim 8auer, mehr Takt und bessere Effizienz würde ich ebenfalls eher begrüßen wie 32 Kerne. Intel und AMD haben die Jagd nach deutlich höheren Frequenzen bei den CPUs zugunsten von mehr Kernen allerdings schon vor langer Zeit aufgegeben...

Mehr wie 5Ghz sieht man meist nur bei den Profi-Übertaktern.

Gruß

Fertigungstechnisch gehen mehr als 4,4ghz in Serie nicht

Das hat gründe zwar ist es möglich das man 5,5ghz goldsamples hinbekommt nur ist dann die ausbeute so gering das eine Serienfertigung dessen nicht lohnt.
Dazu kommt das Hitzeproblem

und nun wieso ein hoch taktender Cpu besser ist als mehr kerne
das liegt einfach an der Art wie Programme programmiert werden und für was das Programm genutzt wird
perfekt parallelisieren lassen sich Bilder Effekte und videos encode
In Echtzeit wird das aber leider aufgrund des ständigen Wechsel des contents nicht gehen
ein Film hat eine feste Bilderanzahl wo der Inhalt feststeht und somit ist es kein Problem dies zu parallelisieren in games in Echtzeit geht das aus ersichtlichen gründen nicht somit ist man bei dieser Art von Programmierung auf eine seriellen Prozess abhängig
Da ist Takt Gesetz je schneller der Takt desto mehr Bilder in Sekunde. In Bezug auf games
anderes Gebiet.
Verschlüsseln ist auch perfekt zu paralellisieren weil viele fest stehende kleine Daten in einen mathematischen algorhytmus aufteilen lassen und somit je mehr Kerne desto schneller wird

Im groben kann man sagen das alles was in Echtzeit berechnet werden muss und das folgende zu berechnende nicht feststeht oder vom Ergebnis der vorherigen Berechnung basiert immer ein 1 thread limit hat also seriell ist.

Nun wie umgeht man das indem man einen völlig neues Trägermaterial für Prozessoren entwickelt und dies sich mit weniger Abwärme höher takten lassen
Und mit so einen supraleiter gäbe es schon längst die 10ghz cpu
bis dahin können wir uns auf maximal +20% ipc freuen in 5 Jahren
Wovon 10% schon 2020 erreicht wird. (zen3)

Romans Statement fasst das eigentlich recht gut zusammen. Für die meisten Nutzer werden mittelfristig 6 Kerne einen Sweetspot darstellen, 8 Kerne ist so etwa die obere Grenze. Alles darüber läuft in die Gefahr überwiegend brach zu liegen.

Bei gleicher Taktfrequenz sind Integer/ FPU/ SSE Leistung sind nur ca. 20% gestiegen (Core2Duo E8400--> Celeron G3920).
Optimiert wurden andere Sachen wie die Speicheranbindung/ Geschwindigkeit (sieht man gut mit XP), neue Befehlssätze wie AES, AVX, die teilweise gravierende Verbesserungen bringen (werden nur bei "aktuellen" Betriebssystemen (Windows7++, Linux 2.6.x) transparent genutzt, z.B. AES Verschlüsselung macht viel weniger CPU Last).
Außerdem wurde die Inter Core Kommunikation verbessert (> 4 Kerne [Intel > 2 Cores])
Unter Last benötigen aktuelle CPU viel weniger Leistung.
Anmerkung:
KBL Prozessoren/ Mainboards laufen auch unter XP (mit Einschränkungen).

Luemmel1543 schrieb:

Die Taktfrequenz der CPU-Kerne ist in den letzten Jahren nur bedingt gestiegen....ich hab schon vor 10
Jahren die 3 GHz gehabt.

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Ja und jetzt liegt man bei 5.2Ghz Spitze.

Das die CPU Frequenz nicht ins unermessliche steigt hat sehr stark mit physikalischen Einschränkungen zu tun:
clock - Does Intel pentium 4th generation was made for 10GHz - Electrical Engineering Stack Exchange

Danke schon mal für die Infos.
Schein ein sehr interessantes Thema zu sein.
Was macht denn die Taktfrequenz pro Kern aus?
Zählt da nur die Schaltgeschwindigkeit der Transistoren oder eben auch deren Anzahl?

Beispiel:
Wenn ich bei 14 nm 4 x 3 Ghz erreiche, kann ich dann bei 7 nm nicht die doppelte Anzahl
an Transistoren pro Kern unterbringen und somit 4 x 6 Ghz erreichen?
Rein fiktiv und theroetisch!
Oder bringt die Strukturverkleinerung nur mehr Kerneund Sparsamkeit?


Grüße

Luemmel1543 schrieb:

Wenn ich bei 14 nm 4 x 3 Ghz erreiche, kann ich dann bei 7 nm nicht die doppelte Anzahl
an Transistoren pro Kern unterbringen und somit 4 x 6 Ghz erreichen?

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So einfach ist das leider nicht.
U. A. Spielt das Thema Elektronen Migration eine große Rolle:
Elektromigration – Wikipedia

Luemmel1543 schrieb:

Danke schon mal für die Infos.
Schein ein sehr interessantes Thema zu sein.
Was macht denn die Taktfrequenz pro Kern aus?
Zählt da nur die Schaltgeschwindigkeit der Transistoren oder eben auch deren Anzahl?

Beispiel:
Wenn ich bei 14 nm 4 x 3 Ghz erreiche, kann ich dann bei 7 nm nicht die doppelte Anzahl
an Transistoren pro Kern unterbringen und somit 4 x 6 Ghz erreichen?
Rein fiktiv und theroetisch!
Oder bringt die Strukturverkleinerung nur mehr Kerneund Sparsamkeit?


Grüße

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Die Strukturbreite hat so ersteinaml nichts direkt mit der Taktfrequenz zu tun. Sie kann diese sogar negativ beeinflussen.
Auch die Anzahl der Transistoren nicht, die haben einfluss auf die IPC-Performance. Durch mehr Transistoren können mehr Instruktionen pro Taktzyklus ausgeführt werden.
Es gibt halt physikalische Grenzen, den man sich mit den z.Z. eingesetzten Materialien nur sehr schwer nähern und nicht überwinden kann.

Durch die kleinere Strukturbreite können die Dies kleiner gerfertig werden, was letztendlich zu kleinere CPUs führen kann (z.B. für Mobile Geräte).
Oder es können, bei gleichbleibender CPU-Größe mehrere Dies oder andere komponenten wie eine "iGPU" in eine CPU integriert werden, bei gleicher größe der CPU.
Durch die kleineren "Schalter" wird zum Schalten nicht mehr so viel Energie benötigt, was zu geringerem Stromverbrauch und geringerer Abwärme führen kann.
Bei kleineren Chips bekommt man auch mehr Chips auf einem Wafer und kann so die Produktionskosten senken.

Die kleinere Strukturbreite hab aber auch ebenso Nachteile. Je näher die Transistoren und die "Leiterbahnen" beienander liegen, je mehr beeinflussen sie sich gegenseitig. Bei höheren Strömen wird dieser Effekt schlimmer.
Je schneller die Transistoren schalten sollen, je mehr Energie benötigen sie aber und würden sich also auch gegenseitig mehr beeinflussen...
Außerdem wird bei mehr Energie auch mehr Abwärme produziert, die abgeführt werden muss. Je kleiner die Fläche ist, je schlechter ist das aber möglich!

Es ist halt ein Balanceakt zwischen "technisch Machbaren", "physikalischen Grenzen" und "Kosten/Nutzen".

Eine wirklich signifikante steigerung der Taktfrequenz wird es erst mit neuen Materialien geben, das klassische Silizium ist für den "Alltagsgebrauch" einfach am Ende.