03.07 cpu的性能与什么有关系?

拉普兰德x德克萨斯


古希腊数学家毕达哥拉斯说,万物皆数学。而数学的精髓是公式。衡量CPU性能的同样有一个公式:CPU性能公式。我写在纸上了,拍成图片如下:

图片中的CPU性能公式看着挺吓人,概括后其实就是一句话:要提高CPU的性能,就要减少程序执行的时间。换句话说就是,提高CPU执行程序的效率。

换成通俗易懂的话就是,员工(CPU)干同样的活(执行程序),花的时间越少,则工作效率越高,老板越高兴。反之,工作效率越低,老板会把这类员工优化掉。

从CPU性能公式可以看出,要让CPU提高程序的执行效率(提高处理器性能),需要从三个方面入手:

  1. 减少程序的指令数;

  2. 减少指令的执行周期数;

  3. 减少时钟周期时间(每周期的时间);

而要把这三方面做圆满了,实际就等于重新设计一款CPU,用行话说就是采用新的CPU架构。换句话说,架构才是决定CPU性能的关键,一款CPU性能是否强大,和它是否采用了漂亮的新架构有决定关系。

至于频率和工艺制程,则是影响CPU性能的次要因素。19年前的2000年,英特尔发布了奔腾4,运行频率达到4GHz,超过现今大多数CPU。

奔腾4采用NetBurst架构,英特尔号称它能飙到10GHz,但由于NetBurst架构设计翻车,频率是飙上去了,功耗也线性提升,性能(整数运算和浮点运算)却被旧的P6架构吊打,后来搞得英特尔CEO贝瑞特为此当众单膝着地致歉。

奔腾4的教训说明架构对提升CPU性能远比频率重要。

由于工艺制程影响CPU运行频率,所以三者对CPU性能影响,按重要程度从重到轻排列:架构>工艺制程>频率。

架构对CPU性能的巨大影响,可能被很多人忽视,因为大多数人认为,工艺制程挤牙膏会导致CPU性能提升不明显。其实,架构挤牙膏才是妨碍CPU性能提升的元凶。

同样请出CPU界老大英特尔,其2013年发布的i5-4300U,到2017年的i5-7300U,一共有4代CPU,工艺制程也从22nm节点上升到14nm节点,然而实际性能增长曲线就是一条平坦的线条(见下图黄色线条),一点不性感。

低压版i5的性能之所以没有随制程同步提升,主要原因就是,从i5-4300U的Haswell架构到2017年i5-7300U的Kaby Lake架构都是小修小补,不客气地说就是,英特尔在架构上挤牙膏了。

CPU性能强不强,就看架构猛不猛。就这么简单。



魔铁的世界


CPU性能首先是与架构有很大关系,不管频率多高,核心数多强,如果架构本身效率低,那么这颗CPU的效能也不会好,就像当年英特尔拿第一代酷睿架构和AMD k8架构对比那样,酷睿E6300仅仅不到2Ghz的主频就可以打败AMD接近3Ghz的速龙CPU。

如果架构相同或者效率差不多的情况下,那么就是拼主频和核心数了,谁的主频高,谁在单核性能和整体性能方面就有优势,英特尔这几年的八代和九代酷睿就把高主频当作了一大卖点,突破5Ghz也成为很多游戏玩家的追求,而AMD新款CPU尽管效能不错,但是主频仍然和英特尔差一截,从而导致锐龙3000和酷睿高端系列的单核性能差距。此外,这里要说的是,CPU采用的制程工艺也会对主频高低产生很大影响,更先进的工艺有利于提升频率,但是前提是较为成熟的工艺。

AMD锐龙在核心数量上一直是有优势的,如果你玩一些大型游戏或者搞内容创作、视频直播的话,更多的核心数量优势很大,这也不是一点单核性能优势可以弥补的,就像如果你需要多核性能,那么在i5-9400和锐龙3600之间显然是选择后者。

缓存对CPU性能也有一定影响,不过发展到今天,CPU配备的缓存容量也基本能满足需求了,各型号之间的缓存容量差距也不算很大,所以造成的性能差距也不是很明显。


嘟嘟聊数码


其实你已经把该说的都说出来了,你挺懂的呀。就目前直观的性能来说,核心数是第一衡量标准,因现在游戏大作,大型软件陆续支持、优化到了四核心,所以双核的被淘汰了。


第二标准是主频,这两年AMD的两代锐龙轮番冲击英特尔酷睿,在英特尔散片失去性价比后,依然能撑住,靠的就是英特尔单核的主频高,这在大型游戏上体现的很明显,甚至于AMD蛰伏的那些年,英特尔定价就拿频率做档位,尤其是2014年的4代半,提升了0.1的频率,就当成那年的新产品了。


第三是缓存,现在的CPU比拼到了3级缓存,曾经英特尔也是用过缓存来定过价格,如赛扬和奔腾的区别。缓存大确实也能提高性能,有时候主频低一点,可以用缓存追平。


具有争议性的性能指标——超线程。贴吧里常见到一句I3秒默全的句子,指的就是早年没优化到四核心时期,高频双核就足够支撑游戏。其实超线程属于任务多开优势,在运行一个大型任务并不明显,但有些行业软件是需要超线程的,只是一般用户不太常用到。所以超线程如果加入性能指标,能够一跃飞天,用不到多开的,显得不重要,这点就需要根据个人所需而定。但我建议还是要考虑超线程的存在。


除了上述那四点,还有制程和构架,越新的就越强,有时候核心、线程、缓存、频率都差不多的情况下,不同的迭代,性能会相差很多,CPU如果准备组全新的平台,一定本着买新不买旧的原则。只有老平台升级再考虑老U。


博古又通今


Cpu性能跟什么有关系当然是ipc了,每周期发射指令集指令数,l1缓存大小命中率,这个本来是英特尔所提出的理论,然而英特尔的处理器每一年挤5%性能提升极少就无宣传过了何谓ipc,现在反被amd拿来宣传,随着锐龙3发布对比锐龙2代提升ipc多达15%,也就是等于英特尔挤出3年牙膏的cpu总和,性能另一方面当然是跟频率有关了,即使英特尔处理器ipc同频比不过amd,但是它可以堆更高的频率突出他家处理器优势,随之而来就是同核心下比12纳米2代锐龙功耗更高,除了这些还有cpu整数性能跟浮点运算,整数性能好坏决定玩模拟器流畅程度,早期amd处理器性能不行就是整数落后i家多年,直到今年锐龙3横空出世终于看齐了英特尔第九代的整数能力,另一方面还有浮点运算也跟上了使用了256位avx2指令集














































玲奈爱柏木2


Cpu性能决定:

1,制程工艺。工艺越先进,单位面积集成晶体管就多,频率更好,发热量会下降很多。

2,架构设计。先进架构,能支持迭代升级,推陈出新,性能稳定提升。

3,U主频=外频*倍频。同时,缓存大小,也会影响整体性能,越大越好。



芯观世界


架构决定效率,主频决定速度,核心数决定多任务处理能力,前端总线频率决定处理器与各元器芯片的沟通能力,外频决定内存性能,倍频决定超频性能,数据缓存决定运算稳定性,各种数据都有一定的关联,很复杂,最简单就是看价格,价格跟处理器的性能有最直接的关系


颤抖的小菊花


大家好,我是 (视觉算法) ,我喜欢高科技的东西,也喜欢研究科技。我喜欢高端的电子产品,在我看来科技让我们的生活进步,科技让我们变得方便。我也喜欢数码产品,同时我也是一位电脑爱好者,我在数码手机科技方面有着多年的经验,针对这个问题 以下就是关于我的观点和分享,希望大家喜欢。\r

就目前直观的性能来说,核心数是第一衡量标准,因现在游戏大作,大型软件陆续支持、优化到了四核心,所以双核的被淘汰了。\r

第二标准是主频,这两年AMD的两代锐龙轮番冲击英特尔酷睿,在英特尔散片失去性价比后,依然能撑住,靠的就是英特尔单核的主频高,这在大型游戏上体现的很明显,甚至于AMD蛰伏的那些年,英特尔定价就拿频率做档位,尤其是2014年的4代半,提升了0.1的频率,就当成那年的新产品了。\r

第三是缓存,现在的CPU比拼到了3级缓存,曾经英特尔也是用过缓存来定过价格,如赛扬和奔腾的区别。缓存大确实也能提高性能,有时候主频低一点,可以用缓存追平。\r

具有争议性的性能指标——超线程。贴吧里常见到一句I3秒默全的句子,指的就是早年没优化到四核心时期,高频双核就足够支撑游戏。其实超线程属于任务多开优势,在运行一个大型任务并不明显,但有些行业软件是需要超线程的,只是一般用户不太常用到。所以超线程如果加入性能指标,能够一跃飞天,用不到多开的,显得不重要,这点就需要根据个人所需而定。但我建议还是要考虑超线程的存在。\r

除了上述那四点,还有制程和构架,越新的就越强,有时候核心、线程、缓存、频率都差不多的情况下,不同的迭代,性能会相差很多,CPU如果准备组全新的平台,一定本着买新不买旧的原则。只有老平台升级再考虑老U。\r

以上就是关于我的分享和观点,我希望能更好的帮助到大家,也希望大家能理解我的观点和说法。\r

最后在这里我祝大家能开开心心,生意越来越好,钱越赚越多,身体健健康康,家和万事兴,\r

快快乐乐,谢谢大家!\r


视学算法


还和操作系统对CPU优化程度有关。如英特尔CPU漏洞爆料出的时候,只要装上相应的补丁,更新后CPU性能降低。AMD锐龙CPU一个微代码更新,性能满血释放。


许仙153369870


这样打比喻吧,苹果处理器是轿车,高通的处理器是大卡车,华为处理器是拖拉机,联发科处理器是自行车。

不过,联发科1000出来了,联发科应该为拖拉机,华为是自行车。


xsft


主频

主频也叫时钟频率,单位是MHz(或GHz),用来表示cpu的运算、处理数据的速度。cpu的主频它直接的决定了cpu的性能,因此要想性能得到很好地提升,提高cpu的主频是一个很好地途径。不过并不是主频越高cpu就越好,除了参考主频之外,还要参考其它参数如何。

缓存

缓存大小也是cpu的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对cpu速度的影响非常大,cup内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,cpu往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。

核心与线程

如今的cpu都是多核,不管是intel还是amd。据悉最新的Intel十代i3桌面处理器都有了4核。核心数量越多,cpu能够同时处理的任务也就相应地增多。

不过这不表示核心数越多就越好,就拿日常工作和看视频来说,同代处理器4核和8核表现出的效果是一样的,如果没有涉及到超大型游戏或做视频、绘图、大程序项目这些,买8核甚至更多核的处理器就是浪费资源。

线程指的就是一个单向的控制程序,线程数量增多就意味着在一个进程中可以通过多个线程处理完成不同的任务。通过多线程技术,可以把不同种类的任务通过不同线程万成,提高CPU执行程序的效率。

制作工艺

制作工艺越小会在cpu内部集成更多的晶体管,使处理器实现更多的功能和更高的性能;制作工艺越小会使处理器的核心面积进一步减小,也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的cpu产品,直接降低了产品成本,从而最终会降低销售价格使广大消费者得利。此外还会减少处理器的功耗,从而减少其发热量,解决处理器性能提升的障碍。

寄存器数量

cpu由于需要处理程序的信息,要将程序先调入内存中;但内存对于cpu的处理速度来说依然很慢,有一部分要调入寄存器和高速缓存中。寄存器过少或者高速缓存过小,就会大大的限制到cpu的处理效率。

如果说运算单元是人类的大脑,那么寄存器就是给cpu传递信息的神经元。一个cpu如果寄存器性能不好或者是数量过少的话,那就会导致无法快速运行,这就像是一个高速的列车,虽然说马力很高,但是却没有足够的燃料来供它运行。

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