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影響處理器性能的因素

發(fā)布時(shí)間：2023-04-03 15:41:18 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 63 當(dāng)前文章關(guān)鍵詞排名出租

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本文目錄:

1、cpu的性能與什么有關(guān)系？
2、CPU的好壞決定什么因素?
3、CPU的性能決定于什么？
4、手機(jī)處理器的性能有哪些因素決定？主頻越高就越好嗎？

影響處理器性能的因素

一、cpu的性能與什么有關(guān)系？

古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯說(shuō)，萬(wàn)物皆數(shù)學(xué)。而數(shù)學(xué)的精髓是公式。衡量CPU性能的同樣有一個(gè)公式：CPU性能公式。我寫(xiě)在紙上了，拍成圖片如下：

影響處理器性能的因素

圖片中的CPU性能公式看著挺嚇人，概括后其實(shí)就是一句話：要提高CPU的性能，就要減少程序執(zhí)行的時(shí)間。換句話說(shuō)就是，提高CPU執(zhí)行程序的效率。換成通俗易懂的話就是，員工（CPU）干同樣的活（執(zhí)行程序），花的時(shí)間越少，則工作效率越高，老板越高興。反之，工作效率越低，老板會(huì)把這類(lèi)員工優(yōu)化掉。從CPU性能公式可以看出，要讓CPU提高程序的執(zhí)行效率（提高處理器性能），需要從三個(gè)方面入手：減少程序的指令數(shù)；減少指令的執(zhí)行周期數(shù)；減少時(shí)鐘周期時(shí)間（每周期的時(shí)間）；而要把這三方面做圓滿了，實(shí)際就等于重新設(shè)計(jì)一款CPU，用行話說(shuō)就是采用新的CPU架構(gòu)。換句話說(shuō)，架構(gòu)才是決定CPU性能的關(guān)鍵，一款CPU性能是否強(qiáng)大，和它是否采用了漂亮的新架構(gòu)有決定關(guān)系。至于頻率和工藝制程，則是影響CPU性能的次要因素。19年前的2000年，英特爾發(fā)布了奔騰4，運(yùn)行頻率達(dá)到4GHz，超過(guò)現(xiàn)今大多數(shù)CPU。

影響處理器性能的因素

奔騰4采用NetBurst架構(gòu)，英特爾號(hào)稱(chēng)它能飆到10GHz，但由于NetBurst架構(gòu)設(shè)計(jì)翻車(chē)，頻率是飆上去了，功耗也線性提升，性能（整數(shù)運(yùn)算和浮點(diǎn)運(yùn)算）卻被舊的P6架構(gòu)吊打，后來(lái)搞得英特爾CEO貝瑞特為此當(dāng)眾單膝著地致歉。

影響處理器性能的因素

奔騰4的教訓(xùn)說(shuō)明架構(gòu)對(duì)提升CPU性能遠(yuǎn)比頻率重要。由于工藝制程影響CPU運(yùn)行頻率，所以三者對(duì)CPU性能影響，按重要程度從重到輕排列：架構(gòu)>工藝制程>頻率。架構(gòu)對(duì)CPU性能的巨大影響，可能被很多人忽視，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人認(rèn)為，工藝制程擠牙膏會(huì)導(dǎo)致CPU性能提升不明顯。其實(shí)，架構(gòu)擠牙膏才是妨礙CPU性能提升的元兇。同樣請(qǐng)出CPU界老大英特爾，其2013年發(fā)布的i5-4300U，到2017年的i5-7300U,一共有4代CPU，工藝制程也從22nm節(jié)點(diǎn)上升到14nm節(jié)點(diǎn)，然而實(shí)際性能增長(zhǎng)曲線就是一條平坦的線條（見(jiàn)下圖黃色線條），一點(diǎn)不性感。

影響處理器性能的因素

低壓版i5的性能之所以沒(méi)有隨制程同步提升，主要原因就是，從i5-4300U的Haswell架構(gòu)到2017年i5-7300U的Kaby

Lake架構(gòu)都是小修小補(bǔ)，不客氣地說(shuō)就是，英特爾在架構(gòu)上擠牙膏了。CPU性能強(qiáng)不強(qiáng)，就看架構(gòu)猛不猛。就這么簡(jiǎn)單。原創(chuàng)回答，搬運(yùn)必究。

二、CPU的好壞決定什么因素?

Intel的處理器性能好壞受到四個(gè)方面影響，從影響力看，由大到小，分別是

核心架構(gòu)>主頻>二級(jí)緩存>前端總線。

核心架構(gòu)代表的是CPU的核心型號(hào)。越先進(jìn)的核心型號(hào)，自然這個(gè)CPU就越好。比如奔騰4的Netburst核心架構(gòu)就比奔騰3的強(qiáng)，Yornah架構(gòu)的酷睿1就比Netburst的奔騰D雙核強(qiáng)。主頻大家都知道，同樣是酷睿2，2.16Ghz主頻的處理器肯定比1.83的強(qiáng)。二級(jí)緩存也是人人皆知和前端總線就不贅述了。

因?yàn)橄嗤軜?gòu)的處理器當(dāng)中，主頻對(duì)處理器好壞影響最大，所以低端的高主頻新產(chǎn)品可能反而比高端的低主頻舊產(chǎn)品性能更好。比如中低端的奔騰T3200就好于酷睿2

T5550。

爛處理器玩新游戲，無(wú)非就是卡得厲害，溫度變高而已。

三、CPU的性能決定于什么？

cpu性能由一下幾個(gè)方面決定1，主頻，主頻高也就是總線周期短，處理速度就快。這點(diǎn)大家應(yīng)該都知道，看看價(jià)格就知道了。

2，cache，就是緩存，因?yàn)镃PU速度實(shí)在是快，如果它直接和內(nèi)存打交道，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)CPU等待內(nèi)存的現(xiàn)象，造成資源浪費(fèi)，于是廠商做了cache把內(nèi)存中將來(lái)可能要用的指令預(yù)先取到cache中，而cache的速度比內(nèi)存快的多，差不多和CPU有的一拼。CPU直接從cache中取指令。CPU的處理速度實(shí)際沒(méi)變。但是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理任務(wù)的速度快了N多。

3，穩(wěn)定性，主要是功耗，無(wú)論是CPU還是內(nèi)存…都是芯片，說(shuō)穿了都是三極管啊，場(chǎng)效應(yīng)管等構(gòu)成的，這些東西都有溫漂。就是說(shuō)它工作之后就會(huì)產(chǎn)生熱，導(dǎo)致參數(shù)的變化。就跟物理里面的電阻差不多，溫度影響阻值。也就是說(shuō)功耗大，性能就不穩(wěn)定，然后就回出現(xiàn)一連串用戶(hù)所不知道的問(wèn)題。你看intel和AMD就知道了，前者就是貴，這并不僅是品牌的差異所造成的，性能是否穩(wěn)定是個(gè)很重要的因素。

四、手機(jī)處理器的性能有哪些因素決定？主頻越高就越好嗎？

所以，如果其它因素配置不夠，僅僅主頻高，也很有可能出現(xiàn)高頻低能的現(xiàn)象。1. 架構(gòu)是關(guān)鍵架構(gòu)做為處理器的基礎(chǔ)，對(duì)于處理器的整體性能起到了決定性的作用，不同架構(gòu)的處理器同主頻下，性能差距可以達(dá)到2-5倍?？梢?jiàn)架構(gòu)的重要性。采用相同架構(gòu)的處理器，性能基本上已經(jīng)鎖定在一定的范圍之內(nèi)，不會(huì)有本質(zhì)的區(qū)別。所以，看處理器的性能要先看架構(gòu)。

目前，手機(jī)處理器的架構(gòu)主要有ARM和Intel X86。ARM架構(gòu)在手機(jī)處理器領(lǐng)域占有90%的市場(chǎng)份額，處于絕對(duì)的壟斷地位。目前主流的處理器芯片廠商幾乎都是采用了ARM架構(gòu)，比如，高通、德州儀器、英偉達(dá)、三星及蘋(píng)果等。低端的智能手機(jī)一般還在采用比較陳舊的ARM11架構(gòu)，比如德州儀器OMAP2420/2420(主頻為330MHz)以及高通MSM7225/7227(主頻為528MHz—800MHz)和MTK的一些處理器?，F(xiàn)在主流的中高端手機(jī)處理器基本上都采用了ARM Cortex-A8架構(gòu)，速率可以在600MHz到超過(guò)1GHz的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同頻下，比ARM11性能提升3倍以上，而功耗卻大大降低。比如德州儀器的 OMAP34x0和OMAP36x0系列處理器。而高通驍龍S2/S3的Scorpion架構(gòu)。三星蜂鳥(niǎo)和蘋(píng)果A4處理器，均是在A8的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來(lái)?，F(xiàn)在最先進(jìn)的處理器架構(gòu)是ARM Cortex-A9，相對(duì)于ARM Cortex-A8，最大的區(qū)別在于支持多核心和亂序執(zhí)行，并且性能繼續(xù)得到了很大的提升。目前的大部分雙核處理器都采用了ARM Cortex-A9架構(gòu)，比如Tegra 2、德州儀器OMAP44x0系列、三星獵戶(hù)座E4210和蘋(píng)果A5等，包括最近推出的首款四核處理器Tegra 3。而更為先進(jìn)的ARM Cortex-A15架構(gòu)將是下一代ARM發(fā)展的趨勢(shì)。2. 工藝制程制程工藝的納米是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。更小的制程也就意味著更低的功耗和散熱，同時(shí)在同樣面積的芯片上更小的制程也就能集成更多的晶體，而晶圓的數(shù)量又是決定處理器性能的關(guān)鍵因素，所以，工藝制程越先進(jìn)，處理器性能越強(qiáng)。手機(jī)處理器從較早的90納米，到后來(lái)的65納米、45納米、32 納米一直發(fā)展到目前最新的28納米，而16納米制程工藝將是下一代CPU的發(fā)展目標(biāo)。3. 總線帶寬總線帶寬是指在固定的的時(shí)間可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量，帶寬越大，則代表傳輸能力也越強(qiáng)。一般Cortex-A8架構(gòu)的單核處理器的總線寬度為 64bit、200MHz，總帶寬1.6GB/S，就已經(jīng)夠用了。而A9架構(gòu)的雙核處理器則能夠達(dá)到128bit，200MHz，總帶寬為3.2GB /S。4. 圖形處理器GPU 自從蘋(píng)果iPhone出現(xiàn)以后，再加上Android的崛起，移動(dòng)多媒體得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，以前在PC的配置中經(jīng)常看到的GPU如今也成為了智能手機(jī)處理器必不可少的硬件配置。GPU甚至在運(yùn)行大型3D游戲中，起到了決定性作用。蘋(píng)果、德州儀器以及三星蜂鳥(niǎo)處理器都采用的是Imagination公司研發(fā)的PowerVR GPU，采用PowerVR GPU的處理器在游戲兼容性方面還是比較好的。從iPhone系列手機(jī)的性能來(lái)看，PowerVR GPU在性能上也是相當(dāng)強(qiáng)勁的。5. 處理器主頻 CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說(shuō)的某某CPU是多少兆赫的，而這個(gè)多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認(rèn)為CPU的主頻就是其運(yùn)行速度，其實(shí)不然。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力并沒(méi)有直接關(guān)系。主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系，但目前還沒(méi)有一個(gè)確定的公式能夠定量?jī)烧叩臄?shù)值關(guān)系，因?yàn)镃PU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)(緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等)。由于主頻并不直接代表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)主頻較高的CPU實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。比如Tegra 2，雖然性能很強(qiáng)，但是由于帶寬太小，所以性能發(fā)揮不出來(lái)。另外，經(jīng)常被一些玩家詬病“高頻低能”的高通處理器，由于采用了異步雙核的方式，主頻雖然能達(dá) 到1.5GHz，但是性能較相同主頻Cortex-A9同步雙核的產(chǎn)品要弱(當(dāng)然這也帶來(lái)了省電的優(yōu)勢(shì))。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表CPU的整體性能。6. 運(yùn)行內(nèi)存RAM 手機(jī)的存儲(chǔ)器有ROM和RAM，ROM是只讀存儲(chǔ)器，功能相當(dāng)于存儲(chǔ)卡，和處理器的性能關(guān)系不大，而影響處理器性能的關(guān)鍵因素是RAM。RAM越大，運(yùn)行大型游戲以及多線程程序時(shí)速度就越快。比如同樣為1.5GHz主頻的兩顆處理器，同等條件下，采用512MB RAM的處理器就比采用256MB RAM的處理器快。所以，手機(jī)的RAM越大越好。目前比較高端的手機(jī)基本上都采用了最大的1GB內(nèi)存。7. 系統(tǒng)優(yōu)化整機(jī)是否能夠流暢運(yùn)行，系統(tǒng)優(yōu)化也起到了很大的作用。大家經(jīng)常會(huì)看到，采用同樣硬件配置的兩款手機(jī)，性能差距卻很大，這很大一部分原因就是系統(tǒng)優(yōu)化方面的不同造成的。大家都知道，蘋(píng)果手機(jī)的處理器配置從來(lái)都不是最高的，但是它卻是運(yùn)行最流暢的。這是因?yàn)?，蘋(píng)果手機(jī)采用的iOS系統(tǒng)是以用戶(hù)體驗(yàn)和應(yīng)用為主導(dǎo) 的，其硬件配置的選擇完全是根據(jù)系統(tǒng)和軟件的需求，也就是說(shuō)軟件的發(fā)展帶動(dòng)了硬件的提升，使得軟件和硬件達(dá)到完美的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，將硬件的性能發(fā)揮到極致。而不是盲目的提升硬件。Android手機(jī)是硬件帶動(dòng)軟件的發(fā)展。大家可以看到，近兩年，Android手機(jī)的硬件發(fā)展極為迅速，但是每一次硬件配置的飛躍，卻沒(méi)能及時(shí)帶來(lái)性能的大幅提升。一般都會(huì)需要半年到一年的時(shí)間，系統(tǒng)和軟件針對(duì)新的硬件進(jìn)行優(yōu)化之后，才能夠體現(xiàn)出新的硬件的性能。

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