动态范围

本文紧接着上面一篇文章，在CPU和GPU中“动态范围”指的是所对应的产品，其直接含义是产品能工作的频率区间，与此同时也包含在同样频率下其最小所需电压是否足够低，或者同样电压下可达到频率是否足够高？

动态范围越高意味着一个产品可以适应更多的场景，但动态范围高有时候在评测项目中反而会成为一种劣势，对结论产生误导。

能耗比评价陷阱

对于一个半导体产品，其功耗主要包含动态功耗和静态功耗，通常当我们评价其能耗比时，占大头的是动态功耗。动态功耗P的主要因素有：电压V、频率F以及产品设计本身C，也就是：P=F*V^2*C

这里C是一个常数，当产品设计完成后就不会改变，可变的只有频率F以及电压V。对于动态功耗而言，电压V和功耗呈现二次幂关系，影响幅度最大。在大部分频率区间内，电压和频率的关系是呈现接近线性关系的，因此上述的功耗公式可以大体简化为

P=F^(2.5~3)*C,

也就是功耗和频率呈现2.5~3.0次幂的关系，一般情况下我喜欢用2.7左右作为估算值。

随后我们看一下计算比较简单的能耗比PE公式：

PE = F*IPC/P,

这里F/P仍然是指频率和功耗，而IPC对于一个产品来说也是一个固定的值，这里我们把功耗P的公式带入到上式中可以得到：

PE= IPC/(C*F^(1.5~2))

当我们评价一个产品时，由于IPC和C都是固定的，因此我们将其简化为E，并得到简化版的PE公式：

PE= E/(F^(1.5~2))

根据上市所以你可以很容易看出来，对于一个产品而言，他的能耗比并不是一成不变的。当你选择在不同的性能输出水平下去衡量它的能耗比时，会得到截然不同的结论。显然，当一个产品的频率F上升后其能耗比也会迅速下降。举个例子，当频率提升一倍后，性能翻倍，功耗可能会变成原有的6.5倍，对应的其能耗比只有原来的1/3.2倍。

那么“动态范围”是如何误导我们对能耗比的评价的？可以看到即便是同一个产品，在不同的频率下对其进行能耗比测量都会得到截然不同的结论。Intel的14++由于动态范围由于过高，并且不懂得烤鸡降频的奇淫技巧，就算你烤FPU也可以头铁5G给你看，那么这个时候你自然会获得一个14++能耗比奇差的结论，但是当你调整到和友商类似的频率时，会发现其能耗比至少没那么差。

当你评价两个“动态范围”差异极大的产品时，对于高"动态范围"的产品用什么频率去测量，会得到截然不同的结论。现在的绝大部分评测，特别是国内的评测，往往处理这个问题时十分粗糙，根本不顾及“动态范围”的差异，得到的结论虽然正确，但是并不全面也不合理。更糟糕的是，当利用这个结论再做进一步推论时，往往会不准确，比如苹果的A13能耗比到底是否*退倒**，3700X是否真的能耗比是否一直如此高？

关于这些问题，我们下期再谈，求个关注。