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CPU效能指標解析

計算機硬體 閱讀(1.75W)

首先我們要知道CPU主頻是什麼東西。很多人認為CPU主頻就是運算速度,指的是每秒鐘執行的指令數。實際上這是不對的。CPU主頻指的是CPU內的時鐘週期的快慢,就是CPU內的時鐘週期在每秒內有多少個週期。

CPU效能指標解析

那麼,時鐘週期是什麼東西?從電子技術的角度上考慮,邏輯電路為了保證時序性必須要有一個交變電路擔當時間標準,這就是時鐘週期的由來。這個週期是CPU運算的基本時間單位,就和秒一樣是基本時間單位。

那麼時鐘週期和運算速度有什麼關係呢?時鐘週期並不決定運算速度。CPU根據設計時的架構不同,在每個時鐘週期內可以執行的指令數是不同的,比如有10個的有50個的,有100個的。而衡量CPU效能要看指令的執行情況,所以不能單看主頻。

那麼,什麼指標能反映時鐘週期的內指令的'執行數目呢?目前還沒有一個標準,但是可以根據架構來判斷。這就是行家通常說的買CPU要看架構一樣,不然同樣是2G主頻,奔騰4和i3的差距可不是一般的大。

那麼主頻就不重要了麼?當然不是,理論上說主頻乘以一個週期內的指令執行數才是運算速度,所以主頻是很重要的。尤其是在架構接近的時候主頻幾乎完全決定運算速度。

除了主頻外還有一個叫做記憶體匯流排頻寬或者記憶體母線頻寬的東西也很大程度上決定CPU效能。提起匯流排就要提起電子技術上的閘電路,所謂匯流排就是通過特殊的控制,讓多個裝置或者元件按照時序從一條線路上傳輸資料,這樣可以極大的簡化電路,提高效率。而記憶體匯流排就是連線記憶體和CPU的匯流排,這個匯流排如果頻寬過低則CPU雖然由空餘但是匯流排運不來要送的資料,如果太大那麼CPU是心有餘而力不足……所以通常匯流排要和CPU外頻配對。當然,高一點是不會影響效能的。

提起匯流排就會讓人想起快取。快取就是蓄水池……用來調節CPU和記憶體之間的速度差,通常有3級(L3),快取越大二者速度差對效能的影響就越小,效能就越高。

  影響CPU的另一個指標就是核心數和執行緒數。

核心數就是CPU有幾個運算核心,這個核心和我們電腦直接識別的核心是不同的(後面會說)。有兩個核心就是兩個核心在並行處理(雙執行緒)意思就是可以同時處理兩個資料流。而多執行緒技術和超執行緒技術是一樣的,就是讓一個核心可以執行兩個執行緒,是一種邏輯演算法,超執行緒會讓電腦認為你這個核心有兩個虛擬核心,就是所謂虛擬核心技術。虛擬核心的運算效率與演算法有很大關係,目前intel據說演算法優化達到了虛擬核心等效於真實核心80%的效率,就是超執行緒技術會提升效能80%(據說而已)

提起超執行緒技術就有人會說流水線。流水線指的是CPU內部把一個指令拆分成若干個小部分按流水線的方式來執行。流水線越多主頻越高,但是受工藝限制,效率越低,功耗越大。

指令集也是一個關係CPU速度的關鍵,指令集就是譯碼器,指令集越複雜每個指令執行的速度越慢,但是執行程式需要的指令就越少。這個是有一個最優化的東西的。

工藝,比如22nm工藝等指的是加工CPU的工藝,當然越精細越好。

此外就是說一下,核心數,超執行緒,流水線還有一個週期內的指令數,指令集等這些統歸到架構裡面,所以CPU的架構就是指這些。不一定主頻高就好,比如奔騰和酷睿;也不一定核心多就好,比如推土機和i7(AMD處理器比較特殊,每2-3個核心才能完成一個核心的任務,所以實際核心比結構核心少)。

總的來說,CPU效能還是要看主頻,架構和工藝,三者缺一不可,別再被主頻忽悠了哦