03.07 cpu的性能與什麼有關係?

拉普蘭德x德克薩斯


古希臘數學家畢達哥拉斯說,萬物皆數學。而數學的精髓是公式。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:

圖片中的CPU性能公式看著挺嚇人,概括後其實就是一句話:要提高CPU的性能,就要減少程序執行的時間。換句話說就是,提高CPU執行程序的效率。

換成通俗易懂的話就是,員工(CPU)幹同樣的活(執行程序),花的時間越少,則工作效率越高,老闆越高興。反之,工作效率越低,老闆會把這類員工優化掉。

從CPU性能公式可以看出,要讓CPU提高程序的執行效率(提高處理器性能),需要從三個方面入手:

  1. 減少程序的指令數;

  2. 減少指令的執行週期數;

  3. 減少時鐘週期時間(每週期的時間);

而要把這三方面做圓滿了,實際就等於重新設計一款CPU,用行話說就是採用新的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,和它是否採用了漂亮的新架構有決定關係。

至於頻率和工藝製程,則是影響CPU性能的次要因素。19年前的2000年,英特爾發佈了奔騰4,運行頻率達到4GHz,超過現今大多數CPU。

奔騰4採用NetBurst架構,英特爾號稱它能飆到10GHz,但由於NetBurst架構設計翻車,頻率是飆上去了,功耗也線性提升,性能(整數運算和浮點運算)卻被舊的P6架構吊打,後來搞得英特爾CEO貝瑞特為此當眾單膝著地致歉。

奔騰4的教訓說明架構對提升CPU性能遠比頻率重要。

由於工藝製程影響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>工藝製程>頻率。

架構對CPU性能的巨大影響,可能被很多人忽視,因為大多數人認為,工藝製程擠牙膏會導致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年發佈的i5-4300U,到2017年的i5-7300U,一共有4代CPU,工藝製程也從22nm節點上升到14nm節點,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。

低壓版i5的性能之所以沒有隨製程同步提升,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。就這麼簡單。



魔鐵的世界


CPU性能首先是與架構有很大關係,不管頻率多高,核心數多強,如果架構本身效率低,那麼這顆CPU的效能也不會好,就像當年英特爾拿第一代酷睿架構和AMD k8架構對比那樣,酷睿E6300僅僅不到2Ghz的主頻就可以打敗AMD接近3Ghz的速龍CPU。

如果架構相同或者效率差不多的情況下,那麼就是拼主頻和核心數了,誰的主頻高,誰在單核性能和整體性能方面就有優勢,英特爾這幾年的八代和九代酷睿就把高主頻當作了一大賣點,突破5Ghz也成為很多遊戲玩家的追求,而AMD新款CPU儘管效能不錯,但是主頻仍然和英特爾差一截,從而導致銳龍3000和酷睿高端系列的單核性能差距。此外,這裡要說的是,CPU採用的製程工藝也會對主頻高低產生很大影響,更先進的工藝有利於提升頻率,但是前提是較為成熟的工藝。

AMD銳龍在核心數量上一直是有優勢的,如果你玩一些大型遊戲或者搞內容創作、視頻直播的話,更多的核心數量優勢很大,這也不是一點單核性能優勢可以彌補的,就像如果你需要多核性能,那麼在i5-9400和銳龍3600之間顯然是選擇後者。

緩存對CPU性能也有一定影響,不過發展到今天,CPU配備的緩存容量也基本能滿足需求了,各型號之間的緩存容量差距也不算很大,所以造成的性能差距也不是很明顯。


嘟嘟聊數碼


其實你已經把該說的都說出來了,你挺懂的呀。就目前直觀的性能來說,核心數是第一衡量標準,因現在遊戲大作,大型軟件陸續支持、優化到了四核心,所以雙核的被淘汰了。


第二標準是主頻,這兩年AMD的兩代銳龍輪番衝擊英特爾酷睿,在英特爾散片失去性價比後,依然能撐住,靠的就是英特爾單核的主頻高,這在大型遊戲上體現的很明顯,甚至於AMD蟄伏的那些年,英特爾定價就拿頻率做檔位,尤其是2014年的4代半,提升了0.1的頻率,就當成那年的新產品了。


第三是緩存,現在的CPU比拼到了3級緩存,曾經英特爾也是用過緩存來定過價格,如賽揚和奔騰的區別。緩存大確實也能提高性能,有時候主頻低一點,可以用緩存追平。


具有爭議性的性能指標——超線程。貼吧裡常見到一句I3秒默全的句子,指的就是早年沒優化到四核心時期,高頻雙核就足夠支撐遊戲。其實超線程屬於任務多開優勢,在運行一個大型任務並不明顯,但有些行業軟件是需要超線程的,只是一般用戶不太常用到。所以超線程如果加入性能指標,能夠一躍飛天,用不到多開的,顯得不重要,這點就需要根據個人所需而定。但我建議還是要考慮超線程的存在。


除了上述那四點,還有製程和構架,越新的就越強,有時候核心、線程、緩存、頻率都差不多的情況下,不同的迭代,性能會相差很多,CPU如果準備組全新的平臺,一定本著買新不買舊的原則。只有老平臺升級再考慮老U。


博古又通今


Cpu性能跟什麼有關係當然是ipc了,每週期發射指令集指令數,l1緩存大小命中率,這個本來是英特爾所提出的理論,然而英特爾的處理器每一年擠5%性能提升極少就無宣傳過了何謂ipc,現在反被amd拿來宣傳,隨著銳龍3發佈對比銳龍2代提升ipc多達15%,也就是等於英特爾擠出3年牙膏的cpu總和,性能另一方面當然是跟頻率有關了,即使英特爾處理器ipc同頻比不過amd,但是它可以堆更高的頻率突出他家處理器優勢,隨之而來就是同核心下比12納米2代銳龍功耗更高,除了這些還有cpu整數性能跟浮點運算,整數性能好壞決定玩模擬器流暢程度,早期amd處理器性能不行就是整數落後i家多年,直到今年銳龍3橫空出世終於看齊了英特爾第九代的整數能力,另一方面還有浮點運算也跟上了使用了256位avx2指令集














































玲奈愛柏木2


Cpu性能決定:

1,製程工藝。工藝越先進,單位面積集成晶體管就多,頻率更好,發熱量會下降很多。

2,架構設計。先進架構,能支持迭代升級,推陳出新,性能穩定提升。

3,U主頻=外頻*倍頻。同時,緩存大小,也會影響整體性能,越大越好。



芯觀世界


架構決定效率,主頻決定速度,核心數決定多任務處理能力,前端總線頻率決定處理器與各元器芯片的溝通能力,外頻決定內存性能,倍頻決定超頻性能,數據緩存決定運算穩定性,各種數據都有一定的關聯,很複雜,最簡單就是看價格,價格跟處理器的性能有最直接的關係


顫抖的小菊花


大家好,我是 (視覺算法) ,我喜歡高科技的東西,也喜歡研究科技。我喜歡高端的電子產品,在我看來科技讓我們的生活進步,科技讓我們變得方便。我也喜歡數碼產品,同時我也是一位電腦愛好者,我在數碼手機科技方面有著多年的經驗,針對這個問題 以下就是關於我的觀點和分享,希望大家喜歡。\r

就目前直觀的性能來說,核心數是第一衡量標準,因現在遊戲大作,大型軟件陸續支持、優化到了四核心,所以雙核的被淘汰了。\r

第二標準是主頻,這兩年AMD的兩代銳龍輪番衝擊英特爾酷睿,在英特爾散片失去性價比後,依然能撐住,靠的就是英特爾單核的主頻高,這在大型遊戲上體現的很明顯,甚至於AMD蟄伏的那些年,英特爾定價就拿頻率做檔位,尤其是2014年的4代半,提升了0.1的頻率,就當成那年的新產品了。\r

第三是緩存,現在的CPU比拼到了3級緩存,曾經英特爾也是用過緩存來定過價格,如賽揚和奔騰的區別。緩存大確實也能提高性能,有時候主頻低一點,可以用緩存追平。\r

具有爭議性的性能指標——超線程。貼吧裡常見到一句I3秒默全的句子,指的就是早年沒優化到四核心時期,高頻雙核就足夠支撐遊戲。其實超線程屬於任務多開優勢,在運行一個大型任務並不明顯,但有些行業軟件是需要超線程的,只是一般用戶不太常用到。所以超線程如果加入性能指標,能夠一躍飛天,用不到多開的,顯得不重要,這點就需要根據個人所需而定。但我建議還是要考慮超線程的存在。\r

除了上述那四點,還有製程和構架,越新的就越強,有時候核心、線程、緩存、頻率都差不多的情況下,不同的迭代,性能會相差很多,CPU如果準備組全新的平臺,一定本著買新不買舊的原則。只有老平臺升級再考慮老U。\r

以上就是關於我的分享和觀點,我希望能更好的幫助到大家,也希望大家能理解我的觀點和說法。\r

最後在這裡我祝大家能開開心心,生意越來越好,錢越賺越多,身體健健康康,家和萬事興,\r

快快樂樂,謝謝大家!\r


視學算法


還和操作系統對CPU優化程度有關。如英特爾CPU漏洞爆料出的時候,只要裝上相應的補丁,更新後CPU性能降低。AMD銳龍CPU一個微代碼更新,性能滿血釋放。


許仙153369870


這樣打比喻吧,蘋果處理器是轎車,高通的處理器是大卡車,華為處理器是拖拉機,聯發科處理器是自行車。

不過,聯發科1000出來了,聯發科應該為拖拉機,華為是自行車。


xsft


主頻

主頻也叫時鐘頻率,單位是MHz(或GHz),用來表示cpu的運算、處理數據的速度。cpu的主頻它直接的決定了cpu的性能,因此要想性能得到很好地提升,提高cpu的主頻是一個很好地途徑。不過並不是主頻越高cpu就越好,除了參考主頻之外,還要參考其它參數如何。

緩存

緩存大小也是cpu的重要指標之一,而且緩存的結構和大小對cpu速度的影響非常大,cup內緩存的運行頻率極高,一般是和處理器同頻運作,工作效率遠遠大於系統內存和硬盤。實際工作時,cpu往往需要重複讀取同樣的數據塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升內部讀取數據的命中率,而不用再到內存或者硬盤上尋找,以此提高系統性能。

核心與線程

如今的cpu都是多核,不管是intel還是amd。據悉最新的Intel十代i3桌面處理器都有了4核。核心數量越多,cpu能夠同時處理的任務也就相應地增多。

不過這不表示核心數越多就越好,就拿日常工作和看視頻來說,同代處理器4核和8核表現出的效果是一樣的,如果沒有涉及到超大型遊戲或做視頻、繪圖、大程序項目這些,買8核甚至更多核的處理器就是浪費資源。

線程指的就是一個單向的控制程序,線程數量增多就意味著在一個進程中可以通過多個線程處理完成不同的任務。通過多線程技術,可以把不同種類的任務通過不同線程萬成,提高CPU執行程序的效率。

製作工藝

製作工藝越小會在cpu內部集成更多的晶體管,使處理器實現更多的功能和更高的性能;製作工藝越小會使處理器的核心面積進一步減小,也就是說在相同面積的晶圓上可以製造出更多的cpu產品,直接降低了產品成本,從而最終會降低銷售價格使廣大消費者得利。此外還會減少處理器的功耗,從而減少其發熱量,解決處理器性能提升的障礙。

寄存器數量

cpu由於需要處理程序的信息,要將程序先調入內存中;但內存對於cpu的處理速度來說依然很慢,有一部分要調入寄存器和高速緩存中。寄存器過少或者高速緩存過小,就會大大的限制到cpu的處理效率。

如果說運算單元是人類的大腦,那麼寄存器就是給cpu傳遞信息的神經元。一個cpu如果寄存器性能不好或者是數量過少的話,那就會導致無法快速運行,這就像是一個高速的列車,雖然說馬力很高,但是卻沒有足夠的燃料來供它運行。

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