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影響處理器性能的因素

發(fā)布時間：2023-04-03 15:41:18 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 63 當前文章關鍵詞排名出租

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本文目錄:

1、cpu的性能與什么有關系？
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的性能與什么有關系？

古希臘數(shù)學家畢達哥拉斯說，萬物皆數(shù)學。而數(shù)學的精髓是公式。衡量CPU性能的同樣有一個公式：CPU性能公式。我寫在紙上了，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，概括后其實就是一句話：要提高CPU的性能，就要減少程序執(zhí)行的時間。換句話說就是，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，老板會把這類員工優(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)；減少時鐘周期時間（每周期的時間）；而要把這三方面做圓滿了，實際就等于重新設計一款CPU，用行話說就是采用新的CPU架構。換句話說，架構才是決定CPU性能的關鍵，一款CPU性能是否強大，和它是否采用了漂亮的新架構有決定關系。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，運行頻率達到4GHz，超過現(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，英特爾號稱它能飆到10GHz，但由于NetBurst架構設計翻車，頻率是飆上去了，功耗也線性提升，性能（整數(shù)運算和浮點運算）卻被舊的P6架構吊打，后來搞得英特爾CEO貝瑞特為此當眾單膝著地致歉。

影響處理器性能的因素

奔騰4的教訓說明架構對提升CPU性能遠比頻率重要。由于工藝制程影響CPU運行頻率，所以三者對CPU性能影響，按重要程度從重到輕排列：架構>工藝制程>頻率。架構對CPU性能的巨大影響，可能被很多人忽視，因為大多數(shù)人認為，工藝制程擠牙膏會導致CPU性能提升不明顯。其實，架構擠牙膏才是妨礙CPU性能提升的元兇。同樣請出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)點上升到14nm節(jié)點，然而實際性能增長曲線就是一條平坦的線條（見下圖黃色線條），一點不性感。

影響處理器性能的因素

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

Lake架構都是小修小補，不客氣地說就是，英特爾在架構上擠牙膏了。CPU性能強不強，就看架構猛不猛。就這么簡單。原創(chuàng)回答，搬運必究。

二、CPU的好壞決定什么因素?

Intel的處理器性能好壞受到四個方面影響，從影響力看，由大到小，分別是

核心架構>主頻>二級緩存>前端總線。

核心架構代表的是CPU的核心型號。越先進的核心型號，自然這個CPU就越好。比如奔騰4的Netburst核心架構就比奔騰3的強，Yornah架構的酷睿1就比Netburst的奔騰D雙核強。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。二級緩存也是人人皆知和前端總線就不贅述了。

因為相同架構的處理器當中，主頻對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。這點大家應該都知道，看看價格就知道了。

2，cache，就是緩存，因為CPU速度實在是快，如果它直接和內(nèi)存打交道，勢必會出現(xiàn)CPU等待內(nèi)存的現(xiàn)象，造成資源浪費，于是廠商做了cache把內(nèi)存中將來可能要用的指令預先取到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的處理速度實際沒變。但是整個計算機系統(tǒng)處理任務的速度快了N多。

3，穩(wěn)定性，主要是功耗，無論是CPU還是內(nèi)存…都是芯片，說穿了都是三極管啊，場效應管等構成的，這些東西都有溫漂。就是說它工作之后就會產(chǎn)生熱，導致參數(shù)的變化。就跟物理里面的電阻差不多，溫度影響阻值。也就是說功耗大，性能就不穩(wěn)定，然后就回出現(xiàn)一連串用戶所不知道的問題。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)定是個很重要的因素。

四、手機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. 架構是關鍵架構做為處理器的基礎，對于處理器的整體性能起到了決定性的作用，不同架構的處理器同主頻下，性能差距可以達到2-5倍?？梢娂軜嫷闹匾浴２捎孟嗤軜嫷奶幚砥?，性能基本上已經(jīng)鎖定在一定的范圍之內(nèi)，不會有本質(zhì)的區(qū)別。所以，看處理器的性能要先看架構。

目前，手機處理器的架構主要有ARM和Intel X86。ARM架構在手機處理器領域占有90%的市場份額，處于絕對的壟斷地位。目前主流的處理器芯片廠商幾乎都是采用了ARM架構，比如，高通、德州儀器、英偉達、三星及蘋果等。低端的智能手機一般還在采用比較陳舊的ARM11架構，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處理器基本上都采用了ARM Cortex-A8架構，速率可以在600MHz到超過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。三星蜂鳥和蘋果A4處理器，均是在A8的基礎上優(yōu)化而來?，F(xiàn)在最先進的處理器架構是ARM Cortex-A9，相對于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，比如Tegra 2、德州儀器OMAP44x0系列、三星獵戶座E4210和蘋果A5等，包括最近推出的首款四核處理器Tegra 3。而更為先進的ARM Cortex-A15架構將是下一代ARM發(fā)展的趨勢。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鍵因素，所以，工藝制程越先進，處理器性能越強。手機處理器從較早的90納米，到后來的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。3. 總線帶寬總線帶寬是指在固定的的時間可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量，帶寬越大，則代表傳輸能力也越強。一般Cortex-A8架構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架構的雙核處理器則能夠達到128bit，200MHz，總帶寬為3.2GB /S。4. 圖形處理器GPU 自從蘋果iPhone出現(xiàn)以后，再加上Android的崛起，移動多媒體得到了長足的發(fā)展，以前在PC的配置中經(jīng)?？吹降腉PU如今也成為了智能手機處理器必不可少的硬件配置。GPU甚至在運行大型3D游戲中，起到了決定性作用。蘋果、德州儀器以及三星蜂鳥處理器都采用的是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系列手機的性能來看，PowerVR GPU在性能上也是相當強勁的。5. 處理器主頻 CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認為CPU的主頻就是其運行速度，其實不然。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，與CPU實際的運算能力并沒有直接關系。主頻和實際的運算速度存在一定的關系，但目前還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數(shù)值關系，因為CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等)。由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實際運算速度較低的現(xiàn)象。比如Tegra 2，雖然性能很強，但是由于帶寬太小，所以性能發(fā)揮不出來。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(當然這也帶來了省電的優(yōu)勢)。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能。6. 運行內(nèi)存RAM 手機的存儲器有ROM和RAM，ROM是只讀存儲器，功能相當于存儲卡，和處理器的性能關系不大，而影響處理器性能的關鍵因素是RAM。RAM越大，運行大型游戲以及多線程程序時速度就越快。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，手機的RAM越大越好。目前比較高端的手機基本上都采用了最大的1GB內(nèi)存。7. 系統(tǒng)優(yōu)化整機是否能夠流暢運行，系統(tǒng)優(yōu)化也起到了很大的作用。大家經(jīng)常會看到，采用同樣硬件配置的兩款手機，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，蘋果手機的處理器配置從來都不是最高的，但是它卻是運行最流暢的。這是因為，蘋果手機采用的iOS系統(tǒng)是以用戶體驗和應用為主導的，其硬件配置的選擇完全是根據(jù)系統(tǒng)和軟件的需求，也就是說軟件的發(fā)展帶動了硬件的提升，使得軟件和硬件達到完美的協(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手機是硬件帶動軟件的發(fā)展。大家可以看到，近兩年，Android手機的硬件發(fā)展極為迅速，但是每一次硬件配置的飛躍，卻沒能及時帶來性能的大幅提升。一般都會需要半年到一年的時間，系統(tǒng)和軟件針對新的硬件進行優(yōu)化之后，才能夠體現(xiàn)出新的硬件的性能。

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