處理器的頻率越高並不代表它的性能更強

眾所周知,一些品牌商在做營銷時,總是喜歡用更大數字來吸引人們的眼球,比如手機的像素、汽車的馬力、房子的單價、屏幕的尺寸、刷新率和分辨率等等,他們大多希望用這些大數字來吸引客戶的關注和青睞,電腦的處理器也同樣如此。

在我們選擇電腦的處理器時,往往總能看到處理器廠家們列出的核心數、線程數以及吉赫茲數,我們要談的就是這個吉赫茲數,我認為這個數字的意義並不是很大,不能完全決定某款處理器的性能。


處理器的頻率越高並不代表它的性能更強

吉赫茲數代表了什麼

說到處理器的頻率,我們不光能想到吉赫茲(GHz),還可以想到兆赫茲(MHz),它們指的是每秒鐘內,處理器運行了多少個時鐘週期。

  • 1赫茲=每秒1個週期
  • 1兆赫茲=每秒1兆(百萬)個週期
  • 1吉赫茲=每秒1吉(十億)個週期

<strong>在每個時鐘週期裡,都會有電信號進出你的處理器,這才使得它可以與電腦的其他配件進行同步,並處理指令。也就是說1塊4吉赫茲的處理器,每秒可以比3吉赫茲的處理器多運行十億個週期。這麼看來,處理器的頻率確實越高越好,但是事實真的如此嗎。

處理器的頻率越高並不代表它的性能更強

處理器也有自己的“流水線”

單單去看處理器每秒處理多少個時鐘週期很簡單,但是如果考慮到每個時鐘週期裡處理器的活動,那就會變得非常複雜。<strong>處理器的性能很大一部分取決於,在每個時鐘週期裡,它能處理多少條指令。這就要牽扯到處理器的流水線技術了,正是因為這項技術,現在的處理器都可以同時處理多條指令。

舉個例子,在現在的手機制造廠裡,如果一個工人要從頭到尾生產一部手機需要花費很長的時間,甚至有可能一整天都組裝不出來一部。但是現在的工廠在裝配線上每天仍然能生產出大量的手機,這是因為生產手機的每個步驟都被流水化了。安裝屏幕的工人只需要安裝屏幕,安裝電池的工人只需要安裝電池,這樣的話,在他們面前會有源源不斷已經安裝好其他部分的手機被送過來,不需要多餘的等待時間,工作效率就得到了很大的提高。

處理器的頻率越高並不代表它的性能更強

處理器上所使用流水線技術在概念上與這些工廠內的流水線差不太多,但是也複雜了不少。<strong>工程師們用各種技術來分割指令,使得指令可以同時被處理,甚至可以合併多個小指令,讓它們可以被同時處理,以此來節約運算週期數,提高效率。但是這些技術具體的實現方法依賴於處理器自身的微架構,而很多處理器的微架構會有所不同,這意味著處理器每個週期能執行的指令數和流水線效率不同。

這樣一來,不同品牌的處理器之間,甚至同一廠家的不同產品之間,處理器的性能都可能會有差距,所以僅僅參考處理器的頻率來決定它的好壞這種方式,並不可取。

處理器的頻率越高並不代表它的性能更強

處理器擁有能“預知未來”的能力

為了提升效率,處理器有時也需要能夠預知未來。現在的程序不像從前那樣簡單直接,但是它們常常又需要快速對用戶的操作做出反應。想想看,假如我們在玩遊戲,當我們對某個敵人開火時,我們都希望電腦能以0的延遲做出反饋,而不是先去運算我們打沒打中,打了多少傷害,在這時處理器的預測能力就會起到作用。

<strong>處理器在當初設計的時候,就已經被設計成能夠接收程序的指令,同時它還要確保指令的執行不會影響到程序的其他部分,不僅如此,處理器還要能夠預測加接下來可能的需求,這個功能叫作分支預測。有了這個功能,在遊戲中,當我們瞄準敵人時,處理器就已經在計算我們開火後會產生的數據,這樣才能確保我們能夠更快的得到反饋。

可以確定的是,分支預測能力越好的處理器,它的性能就會越強,而這可不是我們單單看處理器的頻率就能看出來的。

處理器的頻率越高並不代表它的性能更強

還有很多配置都會影響處理器的實際性能

除了以上說到的微架構、流水線、分支預測,還有很多能夠影響處理器性能的條件。比如<strong>處理器支持的內存類型和它支持的指令集,這些都會在很大程度上影響到處理器的性能。

<strong>有一些處理器還有可能帶有不同類型和數量的緩存,這些緩存大致意義上就是超快速的內存,可以幫助處理器儲存在運算時立即需要的小規模數據。所以,緩存架構好的處理器,可以更快獲取處理時需要的數據。

當然,還不能忘了處理器的核心和線程。<strong>如果我們在進行類似視頻壓縮或是一些其它的運算密集型任務,擁有多個核心以及單個核心線程更多的處理器可以分散計算負荷,這樣可以並行處理更多的數據,產生的效益絕對高於簡單的提高頻率。

處理器的頻率越高並不代表它的性能更強


希望你們不要誤會我,<strong>處理器的頻率確實很重要,它們不應該被忽視。如果更高的處理器頻率真的毫無意義,那麼我們就不會有這麼大的超頻愛好者群體,並且還有這麼多人費盡心思的希望擠出處理器裡最後的一點頻率,因為提高處理器的頻率確實可以增加性能。

我的意思是,<strong>如果兩種處理器擁有相同的架構、功能、核心和線程數量,而且其它的性能也都基本相同,在這種情況下,處理器的頻率才可以有效的說明它的性能,否則頻率更高的處理器並不一定代表它的性能會更優秀。

因此,<strong>處理器的頻率不應該成為,在我們考慮是否購買一款處理器過程中的重點。這就像我們買房子時不應該去重視它有幾個電燈,每個燈又有幾個燈泡,除非你真的喜歡開著燈睡覺。


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