cpu的性能与什么有关系?

如题所述

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。


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第1个回答  2020-11-17

cpu性能与什么有关

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