关于电脑硬件与棋软K值的关系研究
（原创，棋中论坛首发）
缘起：看到本论坛一网友“棋中事实”所发《十六核心32线程运行棋软引擎效果测试》一帖（http://www.qz777.com/read-htm-tid-15124.html）颇有感触，因本人工作关系，有机会接触各式电脑，包括双路工作站、4路及8路服务器，闲暇之时经常运行棋软（主要是旋风6.2）测试把玩，决定将我对电脑硬件（主要是指CPU核心数、线程和主频）与棋软（引擎）K值的关系的研究发表如下。加之几大象棋论坛鲜有涉及此问题，并且误区颇多，感觉还是有一定意义，特别是对棋友有个参考，以免在投资购买电脑上出现失误。我尽量用通俗的语言来试着揭开电脑硬件与棋软K值的关系，水平有限，不当之处还请指教。
一、现阶段运行棋软为什么一定要关闭超线程？
超线程的实现是将处理器增加约5%的裸晶面积(逻辑计算实体)，然后利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，以期换来15%-30%的效能提升。注意，有很多人说超线程是完全软件虚拟的，这是不对的，它毕竟是建立在实体基础上（尽管只是5%的增加），这个误区要更正。5%的实体增加，如何实现15-30%的效能提升呢？实际是没办法实现的！5%的芯片面积增加理论只能增加5%的运算速度！这个就像能量守恒，神仙也没办法突破。但为什么实际可以做到15%-30%的效能提升？原来，那个真正的核心CPU的执行单元很多情况下一开始就没有被充分使用（这一点后续还会谈到）！有点明白了吧？原来这个5%是帮助那个95%“少犯错误”，这样换来15%-30%的效能提升！就像我们有时赢棋，不是因为我们水平高，而是比对方犯错误少。再举个例子，我大人要卸下一车子砖头要10个小时，但我带一个小孩帮我一起干，小孩不让他来做体力活，只是给我端茶送饭递烟什么的，这样省我很多事，那我可能只要7小时就可以卸完！这就是超线程的原理。
问题也来了。给我打下手的小孩不是很听话（程序没有写好），我想喝茶时他给我递烟，我想吃饭时他给我喝茶，我想抽烟时他说饭还没做好，这样我不得不停下来等他，因为当初已经把这些工作交给他处理了，这样不但不能帮到我，反而拖累我了，这样我可能需要12个小时来完成任务。
很不幸，今天几乎所有中国象棋引擎都是这样，都不允许我带一个小孩工作，虽然小孩一直在我身边。那只有让小孩回去睡觉吧。具体体现在开超线程运行棋软，K值会增加20%以上，很多人可能会窃喜，看，K值增加了，超线程有用啊！但别高兴太早，你再看看上层速度，上层速度会慢30%以上呢！为什么K值大了上层反而慢了呢？很正常啊，因为里面在“内耗”呢，我需要的哈希值它在找或重新算，我不需要的它反复给我送来。所以，里面有很多是无效计算。本来，K值是反映引擎计算速度的指标，就是因为这个超线程，让这个指标虚高！
果断让小孩回家睡觉吧，果断关闭你的超线程吧，不要犹豫。当然，如果你说你想输棋，那就另当别论了。
二、CPU核心数翻倍，K值会翻倍吗？
比如，有一个4核心（指物理核心，下同）的3.0GHz的CPU，当运行在2核心时，K值是1000，那么运行在4核心时，K值会不会是2000？很多人毫不犹豫回答，当然！其实，不会翻倍，会比2倍略少。认识这一点很重要，甚至是理解下文的基础。这里主要有以下几个原因：
（1） Intel的睿频技术。比如i7 2600K主频3.4G，睿频3.8G，这个睿频3.8G是指系统指派一个核心运行时，它可瞬间运行到3.8G的频率，当系统指派2个核心时，它可运行在3.53G的频率，当全核心（4核心）运行时，对不起，它只能运行在3.4G的频率。这一点，对超频电脑不做考虑。
（2）别忽略了CPU缓存的作用。CPU缓存是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。内存与CPU交换数据，要耗费大约几百个CPU的时钟周期，而CPU与它的缓存交换数据只要几个CPU的时钟周期，大大节省等待时间。所以，越大的缓存越好。8M的缓存供2个核心使用当然比供4个使用效率要高！当然缓存是分级的，这个复杂点，不过多深入。
（3）引擎的问题。同一架构的引擎，永远不可能做到线程加倍运算速度翻倍。能做到增加97%就很不错了。
综上，随着核心数的增加，无论从硬件上还是从软件上，他的效能都在下降，2者叠加下降的更厉害。
三、超频的作用很明显，但适超“有益身心、强身健体”，大超、蛮超“阳痿早泄、未老先衰”
原来在3.0GHz下，K值是3000，那么主频超到4.0GHz，K值会到多少？理论上，预期上，是4000，没错，超到4.0GHz，计算速度理论上比3.0GHz快33%，（4.0G-3.0G）/3.0G=33.3%，那么，实际上呢？不用说，看了上面第二条，你应该知道比33%会少，少多少呢？
结合具体的例子来谈吧。3960X在6核心原频3.3G下运行旋风6.2，开局平均K值是5830，
同一系统下，超到4.0G，运行旋风6.2开局平均K值是6880，频率提升了21%，K值提升了约18%；超到4.5G，运行旋风6.2开局平均K值是7580，比3.3G频率提升了36%，K值提升了约30%，看到吧，两者几乎保持同步增加（18:21约等于30:36）！
故事还在延续。再把3960X超到5.0G！运行旋风6.2开局平均K值是8220！对比3.3G的原频，频率提升了51%，K值只提升了40%！K值并不能与频率按同步比例提升（40：51远小于18：21）！
为什么先期超频，K值几乎同步提升，到后期K值提升率却在下降呢？或者说后期超频的收益在为什么在下降？这个还得从CPU说起。还记得第二点谈到的CPU缓存吗？你还要把Intel当“奸商”来理解就好了。每个CPU，对大多数应用而言，它的频率与它的缓存是配套的，Intel不可能为他的CPU在缓存上做“冗余”，这不是载人航天，做大量冗余，甚至做几倍的冗余。也就是说，在大多数情况下，CPU的缓存刚好配套它的主频。你把主频超的太多，CPU需要的缓存数据超出原有大小，那他就要到内存里找了，那就耗费时间了。这就像给你一颗泰森的“强心”，而你的血管还是原来的，这颗“强心”必然提前衰竭。
另一方面，超的太多，CPU寿命绝对减少！电子产品最大杀手是热量。当然好的散热器可以减轻这个问题，但不幸的是，CPU主要成分是硅，就是石头，它是热的不良导体，里面产生热量大于对外传导的速度，越聚越多，纵使外面是液氮，又能如何呢？温度过高，里面的材质的电气特性随之改变，二极管也不二级了，“阳痿早泄、未老先衰”是一定的。
四、那超多少合适呢？
五、如何预言各种CPU的K值？
（未完，待续）
29楼的问题很好，我本来想谈的，有普遍意义：
想请教一个问题：电脑默认是开了超线程的，如果不到BIOS关闭超线程，按照四核心八线程的电脑只设置成四线程运行棋软（只用真实的物理核心），但不故意去关闭超线程，这样的话CPU算不算带了那个不听话的小孩？会不会受到拖累影响效率？
但这样一来，虽然设置了四核心，任务管理器上CPU占用率是50%，关闭了超线程，则100%占用率。只针对棋软来说有没有影响？因为50%运行棋软，但K值仍然正常，是否说明只要用真实核心数，不用超线程就行了，而不是必须到BIOS去关闭超线程才行。
回答：很好的问题。你不关超线程，系统随机指派，也就是说，有可能指派真正的4个物理核心，有可能不是，哪个空闲就是哪个。对系统而言，8个核心（其实是4核8线程）是一样的，或者说谁是真正物理核心、谁是超线程，对系统是不可见的（这也是为什么一定要在BIOS里而不可以在系统里关超线程的道理）。但不用担心，WIN 8 已经解决了此问题，优先指派物理核心，当物理核心“不堪重负”时，再找小孩帮忙。
