影响处理器性能的因素
大家好!今天让创意岭的小编来大家介绍下关于影响处理器性能的因素的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
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本文目录:
一、cpu的性能与什么有关系?
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:减少程序的指令数;减少指令的执行周期数;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。原创回答,搬运必究。
二、CPU的好坏决定什么因素?
Intel的处理器性能好坏受到四个方面影响,从影响力看,由大到小,分别是
核心架构>主频>二级缓存>前端总线。
核心架构代表的是CPU的核心型号。越先进的核心型号,自然这个CPU就越好。比如奔腾4的Netburst核心架构就比奔腾3的强,Yornah架构的酷睿1就比Netburst的奔腾D双核强。主频大家都知道,同样是酷睿2,2.16Ghz主频的处理器肯定比1.83的强。二级缓存也是人人皆知和前端总线就不赘述了。
因为相同架构的处理器当中,主频对处理器好坏影响最大,所以低端的高主频新产品可能反而比高端的低主频旧产品性能更好。比如中低端的奔腾T3200就好于酷睿2
T5550。
烂处理器玩新游戏,无非就是卡得厉害,温度变高而已。
三、CPU的性能决定于什么?
cpu性能由一下几个方面决定1,主频,主频高也就是总线周期短,处理速度就快。这点大家应该都知道,看看价格就知道了。
2,cache,就是缓存,因为CPU速度实在是快,如果它直接和内存打交道,势必会出现CPU等待内存的现象,造成资源浪费,于是厂商做了cache把内存中将来可能要用的指令预先取到cache中,而cache的速度比内存快的多,差不多和CPU有的一拼。CPU直接从cache中取指令。CPU的处理速度实际没变。但是整个计算机系统处理任务的速度快了N多。
3,稳定性,主要是功耗,无论是CPU还是内存…都是芯片,说穿了都是三极管啊,场效应管等构成的,这些东西都有温漂。就是说它工作之后就会产生热,导致参数的变化。就跟物理里面的电阻差不多,温度影响阻值。也就是说功耗大,性能就不稳定,然后就回出现一连串用户所不知道的问题。你看intel和AMD就知道了,前者就是贵,这并不仅是品牌的差异所造成的,性能是否稳定是个很重要的因素。
四、手机处理器的性能有哪些因素决定?主频越高就越好吗?
所以,如果其它因素配置不够, 仅仅主频高,也很有可能出现高频低能的现象。1. 架构是关键 架构做为处理器的基础,对于处理器的整体性能起到了决定性的作用,不同架构的处理器同主频下,性能差距可以达到2-5倍。可见架构的重要性。采用相同架构的处理器,性能基本上已 经锁定在一定的范围之内,不会有本质的区别。所以,看处理器的性能要先看架构。
目前,手机处理器的架构主要有ARM和Intel X86。ARM架构在手机处理器领域占有90%的市场份额,处于绝对的垄断地位。目前主流的处理器芯片厂商几乎都是采用了ARM架构,比如,高通、德州仪器、英伟达、三星及苹果等。低端的智能手机一般还在采用比较陈旧的ARM11架构,比如德州仪器OMAP2420/2420(主 频为330MHz)以及高通MSM7225/7227(主频为528MHz—800MHz)和MTK的一些处理器。现在主流的中高端手机处理器基本上都采用了ARM Cortex-A8架构,速率可以在600MHz到超过1GHz的范围内调节,同频下,比ARM11性能提升3倍以上,而功耗却大大降低。比如德州仪器的 OMAP34x0和OMAP36x0系列处理器。而高通骁龙S2/S3的Scorpion架构。三星蜂鸟和苹果A4处理器,均是在A8的基础上优化而来。现在最先进的处理器架构是ARM Cortex-A9,相对于ARM Cortex-A8,最大的区别在于支持多核心和乱序执行,并且性能继续得到了很大的提升。目前的大部分双核处理器都采用了ARM Cortex-A9架构,比如Tegra 2、德州仪器OMAP44x0系列、三星猎户座E4210和苹果A5等,包括最近推出的首款四核处理器Tegra 3。而更为先进的ARM Cortex-A15架构将是下一代ARM发展的趋势。2. 工艺制程 制程工艺的纳米是指IC内电路与电路之间的距离。更小的制程也就意味着更低的功耗和散热,同时在同样面积的芯片上更小的制程也就能集成更多的晶 体,而晶圆的数量又是决定处理器性能的关键因素,所以,工艺制程越先进,处理器性能越强。手机处理器从较早的90纳米,到后来的65纳米、45纳米、32 纳米一直发展到目前最新的28纳米,而16纳米制程工艺将是下一代CPU的发展目标。3. 总线带宽 总线带宽是指在固定的的时间可传输的数据数量,带宽越大,则代表传输能力也越强。一般Cortex-A8架构的单核处理器的总线宽度为 64bit、200MHz,总带宽1.6GB/S,就已经够用了。而A9架构的双核处理器则能够达到128bit,200MHz,总带宽为3.2GB /S。4. 图形处理器GPU 自从苹果iPhone出现以后,再加上Android的崛起,移动多媒体得到了长足的发展,以前在PC的配置中经常看到的GPU如今也成为了智能手机处理器必不可少的硬件配置。GPU甚至在运行大型3D游戏中,起到了决定性作用。苹果、德州仪器以及三星蜂鸟处理器都采用的是Imagination公司研发的PowerVR GPU,采用PowerVR GPU的处理器在游戏兼容性方面还是比较好的。从iPhone系列手机的性能来看,PowerVR GPU在性能上也是相当强劲的。5. 处理器主频 CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频 表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一个确定的公式能够定 量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所 以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如Tegra 2,虽然性能很强,但是由于带宽太小,所以性能发挥不出来。另外,经常被一些玩家诟病“高频低能”的高通处理器,由于采用了异步双核的方式,主频虽然能达 到1.5GHz,但是性能较相同主频Cortex-A9同步双核的产品要弱(当然这也带来了省电的优势)。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代 表CPU的整体性能。6. 运行内存RAM 手机的存储器有ROM和RAM,ROM是只读存储器,功能相当于存储卡,和处理器的性能关系不大,而影响处理器性能的关键因素是RAM。RAM越大,运行大型游戏以及多线程程序时速度就越快。比如同样为1.5GHz主频的两颗处理器,同等条件下,采用512MB RAM的处理器就比采用256MB RAM的处理器快。所以,手机的RAM越大越好。目前比较高端的手机基本上都采用了最大的1GB内存。7. 系统优化 整机是否能够流畅运行,系统优化也起到了很大的作用。大家经常会看到,采用同样硬件配置的两款手机,性能差距却很大,这很大一部分原因就是系统优化方面的不同造成的。大家都知道,苹果手机的处理器配置从来都不是最高的,但是它却是运行最流畅的。这是因为,苹果手机采用的iOS系统是以用户体验和应用为主导 的,其硬件配置的选择完全是根据系统和软件的需求,也就是说软件的发展带动了硬件的提升,使得软件和硬件达到完美的协调和统一,将硬件的性能发挥到极致。 而不是盲目的提升硬件。Android手机是硬件带动软件的发展。大家可以看到,近两年,Android手机的硬件发展极为迅速,但是每一次硬件配置的飞跃,却没能及时带来性能 的大幅提升。一般都会需要半年到一年的时间,系统和软件针对新的硬件进行优化之后,才能够体现出新的硬件的性能。
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