在Prime95中，尽管所有选项的CPU均为100％，为什么小FFT会产生最多的热量？

我刚刚构建了新的Skylake PC，并且我将看到使用Prime95作为压力测试仪的一些超频。

在正常使用情况下，它工作正常，但是在Prime95下，我注意到某些负载下CPU的节流。

如果所有4个核心（8个线程）都阻塞为100％，为什么Prime95中的Small FFT设置会比“ Blend”选项的温度更高？

向量化的代码（尤其是AVX）自然会增加CPU的热量输出，因为处理器必须在更高的电压下运行才能执行这些指令。与混合模式相比，小型FFT需要更少的内存，因此处理器花费更多的时间处理数据，而等待数据的时间更少。

• x86-64体系结构提供了广泛的矢量处理功能，尤其是在最新的处理器上。向量处理允许应用程序一次对多个数据项执行数学运算，并且许多新的计算密集型应用程序使用矢量处理来增加处理吞吐量。

• 矢量化代码，尤其是Prime95使用的AVX指令，要求处理器以比正常更高的电压运行。这导致功耗和热量输出大于正常工作负载下的功耗和热量输出。因此，英特尔警告称，AVX负载过重会导致处理器节流或无法维持完整的Turbo Boost时钟速率（脚注1）：

  英特尔®高级矢量扩展（英特尔®AVX）旨在为某些整数和浮点运算实现更高的吞吐量。由于处理器功率特性的变化，利用AVX指令可能会导致a）某些部件的工作频率低于额定频率，并且b）某些采用Intel®Turbo Boost Technology 2.0的部件无法达到任何或最大Turbo频率。

  英特尔在本白皮书中对此进行了更详细的说明。它特别指出：

  英特尔AVX旨在为某些整数和浮点运算实现更高的吞吐量。使用这些指令可能会导致处理器的工作频率低于标记的TDP频率。出现这些频率降低的原因是，大功率Intel AVX指令需要额外的电压和电流。

  • 我对为什么对AVX指令必须使用升压V _核的猜测是，AVX执行单元比处理器的其他部分更复杂，导致相应的流水线阶段需要更长的时间才能完成（有关流水线的更多技术信息，请参阅此答案）和处理器设计的其他方面）。如果特定的流水线级很慢，则整个处理器的最大时钟速率将受到限制，因为流水线中的每个级必须在每个时钟周期内完成。

  • 出于同样的原因，超频时更高的电压会增加最大可达到的频率（晶体管可以在更高的电压下更快地切换），增加电压有助于确保更长的流水线级能够按时完成。

• 小型FFT模式仅使用可容纳在CPU缓存中的较小数据项，这不同于混合模式可同时处理可能不适用于缓存的较小值和较大值。由于相对于简单地处理数据而言，访问内存的速度较慢，因此处理器将花费更少的时间在Blend模式下实际处理数据，从而减少热量输出。小型FFT不会导致访问尽可能多的存储器，从而导致CPU需要执行更多实际工作，从而增加了功耗和热量输出。