CPU性能指标大解析:主频不再是唯一

提起CPU性能几乎所有的人都会说主频!没有错,几乎所有人都认为主频决定一切。但是事实上主频至上的理念早在10年前就已经过时了。为什么呢?

首先我们要知道CPU主频是什么东西。很多人认为CPU主频就是运算速度,指的是每秒钟执行的指令数。实际上这是不对的。CPU主频指的是CPU内的时钟周期的快慢,就是CPU内的时钟周期在每秒内有多少个周期。

那么,时钟周期是什么东西?从电子技术的角度上考虑,逻辑电路为了保证时序性必须要有一个交变电路担当时间标准,这就是时钟周期的由来。这个周期是CPU运算的基本时间单位,就和秒一样是基本时间单位。

那么时钟周期和运算速度有什么关系呢?时钟周期并不决定运算速度。CPU根据设计时的架构不同,在每个时钟周期内可以执行的指令数是不同的,比如有10个的有50个的,有100个的。而衡量CPU性能要看指令的执行情况,所以不能单看主频。

那么,什么指标能反映时钟周期的内指令的执行数目呢?目前还没有一个标准,但是可以根据架构来判断。这就是行家通常说的买CPU要看架构一样,不然同样是2G主频,奔腾4和i3的差距可不是一般的大。

那么主频就不重要了么?当然不是,理论上说主频乘以一个周期内的指令执行数才是运算速度,所以主频是很重要的。尤其是在架构接近的时候主频几乎完全决定运算速度。

除了主频外还有一个叫做内存总线带宽或者内存母线带宽的东西也很大程度上决定CPU性能。提起总线就要提起电子技术上的门电路,所谓总线就是通过特殊的控制,让多个设备或者元件按照时序从一条线路上传输数据,这样可以极大的简化电路,提高效率。而内存总线就是连接内存和CPU的总线,这个总线如果带宽过低则CPU虽然由空余但是总线运不来要送的数据,如果太大那么CPU是心有余而力不足……所以通常总线要和CPU外频配对。当然,高一点是不会影响性能的。

提起总线就会让人想起缓存。缓存就是蓄水池……用来调节CPU和内存之间的速度差,通常有3级(L3),缓存越大二者速度差对性能的影响就越小,性能就越高。

影响CPU的另一个指标就是核心数和线程数。

核心数就是CPU有几个运算核心,这个核心和我们电脑直接识别的核心是不同的(后面会说)。有两个核心就是两个核心在并行处理(双线程)意思就是可以同时处理两个数据流。而多线程技术和超线程技术是一样的,就是让一个核心可以运行两个线程,是一种逻辑算法,超线程会让电脑认为你这个核心有两个虚拟核心,就是所谓虚拟核心技术。虚拟核心的运算效率与算法有很大关系,目前intel据说算法优化达到了虚拟核心等效于真实核心80%的效率,就是超线程技术会提升性能80%(据说而已)

提起超线程技术就有人会说流水线。流水线指的是CPU内部把一个指令拆分成若干个小部分按流水线的方式来执行。流水线越多主频越高,但是受工艺限制,效率越低,功耗越大。

指令集也是一个关系CPU速度的关键,指令集就是译码器,指令集越复杂每个指令执行的速度越慢,但是执行程序需要的指令就越少。这个是有一个最优化的东西的。

工艺,比如22nm工艺等指的是加工CPU的工艺,当然越精细越好。

此外就是说一下,核心数,超线程,流水线还有一个周期内的指令数,指令集等这些统归到架构里面,所以CPU的架构就是指这些。不一定主频高就好,比如奔腾和酷睿;也不一定核心多就好,比如推土机和i7(AMD处理器比较特殊,每2-3个核心才能完成一个核心的任务,所以实际核心比结构核心少)。

总的来说,CPU性能还是要看主频,架构和工艺,三者缺一不可,别再被主频忽悠了哦

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