电脑硬件小知识,看处理器的性能不只是单看频率高低

编辑:沫之夏 2019-07-26 16:45:06

芯片厂商喜欢拿CPU的高主频做营销

众所周知,搞营销的人喜欢在数字上做文章。电子产品处理器也并不例外,每当你挑选新的电脑硬件时候尤其是电脑CPU,总能见到经销商大数字列出处理器的主频参数多少“GHz”。如今英特尔新一代i9-9900K睿频就可以达到5.0GHz,是AMD的处理器所望尘莫及的。

英特尔第九代CPU:i9-9900K

但是现在有个问题处理器的频率真的是越高越好吗?答案是肯定的,但是只看这个数字如今的意义并不大。其实购买处理器的时候不能只参考处理器纸面标注的频率,还有其他参数需要认真参考的。

装机时选购CPU不能只看主频高低

关于处理器的主频概念

处理器的“兆赫兹”或者“吉赫兹”指的是每秒处理器内运行多少个时钟周期。而每个时钟周期里,都有电信号进出你的处理器使得它于电脑的其它部件进行同步并处理指令。也就是说一块4吉赫兹的处理器每秒可以比3吉赫兹的处理器多运行十亿个时钟周期。

每个时钟周期都有电信号进入CPU

处理器做指令运算的时候是很复杂的过程

其实关于CPU处理主频的概念还是很容易理解的,但是如果你考虑每个时钟周期里面处理器的运算过程,那就很复杂了。处理器性能很大一部分是取决于每个周期它能处理多少条指令,由于流水线技术的存在,现在处理器可以同时处理多条指令。

举个例子吧,在一个流水线工厂里,虽然流水线上从头到尾生产一部手机需要花很长时间,但是工厂仍然可以在装配线上每天生产出大量的手机。这是因为生产线上的各个步骤都被流水化了。这样子安装屏幕的工人就不用一直等待下一部手机送过来了。

其实处理器的流水线技术概念和上面的差不多,但也复杂了不少。工程师们有搁置技术来分割指令,使得指令可以同时处理,甚至合并多个小指令以节约运算周期数,从而提高运算效率,这些技术具体的实现方法依赖于处理器的微架构。

处理器的架构决定它如何处理指令

处理器每个周期能执行的指令数和流水线效率(今日的英特尔和AMD处理器每个周期可以比2011年Sandy Bridge处理器多处理约30%的指令)在不同CPU品牌之间甚至是同一厂家的不同产品间都会有非常巨大的差距。那么这样一来,仅仅参考频率和很容易被坑。

处理器还需要具备接受乱序指令的能力,这里有个指令集参数也是值得参考的

同时为了效率,处理器也有时需要能够“预知未来”,现在的程序并不那么简单直接,它们经常需要快速地对各个用户操作做出反应。

处理器设计之初就要接受乱序的指令,同时它还要确保指令的执行并不会影响到程序的其他部分。此外,同时处理器还要预测接下来可能的需求,这个功能叫“分支预测”。

电脑经常需要对用户操作做快速反应

其实,分支预测能力更好的处理器的性能会强得多,这个也不是你单单看处理器频率就能看出来的。除此之外,还有很多影响性能的条件,例如支持的内存类型以及支持的指令集。

处理缓存也是选购时不可忽视的参数

处理器还可能带有不同类型和数量的缓存,其实CPU缓存就是大致意义上超快速的内存,不过是集合在CPU内部的。它能够帮助处理器储存立即需要的小规模数据,所以缓存架构良好的处理器,可以更快地获取处理用的数据。以前我的文章介绍过。什么是处理器的缓存,处理器缓存有啥用

CPU缓存就是大致意义上超快速内存

最后,如果你在进行类似视频压制或者文件压缩之类运算密集型的任务,拥有多个处理器核心可以分散计算负荷,以便并行处理更多数据,这样产生的效益高于简单的提高频率。

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