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处理器频率越高性能越好吗(处理器的频率越高并不代表它的性能更强)

处理器频率越高性能越好吗(处理器的频率越高并不代表它的性能更强)这样一来,不同品牌的处理器之间,甚至同一厂家的不同产品之间,处理器的性能都可能会有差距,所以仅仅参考处理器的频率来决定它的好坏这种方式,并不可取。处理器上所使用流水线技术在概念上与这些工厂内的流水线差不太多,但是也复杂了不少。工程师们用各种技术来分割指令,使得指令可以同时被处理,甚至可以合并多个小指令,让它们可以被同时处理,以此来节约运算周期数,提高效率。但是这些技术具体的实现方法依赖于处理器自身的微架构,而很多处理器的微架构会有所不同,这意味着处理器每个周期能执行的指令数和流水线效率不同。在每个时钟周期里,都会有电信号进出你的处理器,这才使得它可以与电脑的其他配件进行同步,并处理指令。也就是说1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周期。这么看来,处理器的频率确实越高越好,但是事实真的如此吗。单单去看处理器每秒处理多少个时钟周期很简单,但是如果考虑到每个时钟周期里处理

众所周知,一些品牌商在做营销时,总是喜欢用更大数字来吸引人们的眼球,比如手机的像素、汽车的马力、房子的单价、屏幕的尺寸、刷新率和分辨率等等,他们大多希望用这些大数字来吸引客户的关注和青睐,电脑的处理器也同样如此。

在我们选择电脑的处理器时,往往总能看到处理器厂家们列出的核心数、线程数以及吉赫兹数,我们要谈的就是这个吉赫兹数,我认为这个数字的意义并不是很大,不能完全决定某款处理器的性能。


处理器频率越高性能越好吗(处理器的频率越高并不代表它的性能更强)(1)

吉赫兹数代表了什么

说到处理器的频率,我们不光能想到吉赫兹(GHz),还可以想到兆赫兹(MHz),它们指的是每秒钟内,处理器运行了多少个时钟周期。

  • 1赫兹=每秒1个周期
  • 1兆赫兹=每秒1兆(百万)个周期
  • 1吉赫兹=每秒1吉(十亿)个周期

在每个时钟周期里,都会有电信号进出你的处理器,这才使得它可以与电脑的其他配件进行同步,并处理指令。也就是说1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周期。这么看来,处理器的频率确实越高越好,但是事实真的如此吗。

处理器频率越高性能越好吗(处理器的频率越高并不代表它的性能更强)(2)

处理器也有自己的“流水线”

单单去看处理器每秒处理多少个时钟周期很简单,但是如果考虑到每个时钟周期里处理器的活动,那就会变得非常复杂。处理器的性能很大一部分取决于,在每个时钟周期里,它能处理多少条指令。这就要牵扯到处理器的流水线技术了,正是因为这项技术,现在的处理器都可以同时处理多条指令。

举个例子,在现在的手机制造厂里,如果一个工人要从头到尾生产一部手机需要花费很长的时间,甚至有可能一整天都组装不出来一部。但是现在的工厂在装配线上每天仍然能生产出大量的手机,这是因为生产手机的每个步骤都被流水化了。安装屏幕的工人只需要安装屏幕,安装电池的工人只需要安装电池,这样的话,在他们面前会有源源不断已经安装好其他部分的手机被送过来,不需要多余的等待时间,工作效率就得到了很大的提高。

处理器频率越高性能越好吗(处理器的频率越高并不代表它的性能更强)(3)

处理器上所使用流水线技术在概念上与这些工厂内的流水线差不太多,但是也复杂了不少。工程师们用各种技术来分割指令,使得指令可以同时被处理,甚至可以合并多个小指令,让它们可以被同时处理,以此来节约运算周期数,提高效率。但是这些技术具体的实现方法依赖于处理器自身的微架构,而很多处理器的微架构会有所不同,这意味着处理器每个周期能执行的指令数和流水线效率不同。

这样一来,不同品牌的处理器之间,甚至同一厂家的不同产品之间,处理器的性能都可能会有差距,所以仅仅参考处理器的频率来决定它的好坏这种方式,并不可取。

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处理器拥有能“预知未来”的能力

为了提升效率,处理器有时也需要能够预知未来。现在的程序不像从前那样简单直接,但是它们常常又需要快速对用户的操作做出反应。想想看,假如我们在玩游戏,当我们对某个敌人开火时,我们都希望电脑能以0的延迟做出反馈,而不是先去运算我们打没打中,打了多少伤害,在这时处理器的预测能力就会起到作用。

处理器在当初设计的时候,就已经被设计成能够接收程序的指令,同时它还要确保指令的执行不会影响到程序的其他部分,不仅如此,处理器还要能够预测加接下来可能的需求,这个功能叫作分支预测。有了这个功能,在游戏中,当我们瞄准敌人时,处理器就已经在计算我们开火后会产生的数据,这样才能确保我们能够更快的得到反馈。

可以确定的是,分支预测能力越好的处理器,它的性能就会越强,而这可不是我们单单看处理器的频率就能看出来的。

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还有很多配置都会影响处理器的实际性能

除了以上说到的微架构、流水线、分支预测,还有很多能够影响处理器性能的条件。比如处理器支持的内存类型和它支持的指令集,这些都会在很大程度上影响到处理器的性能。

有一些处理器还有可能带有不同类型和数量的缓存,这些缓存大致意义上就是超快速的内存,可以帮助处理器储存在运算时立即需要的小规模数据。所以,缓存架构好的处理器,可以更快获取处理时需要的数据。

当然,还不能忘了处理器的核心和线程。如果我们在进行类似视频压缩或是一些其它的运算密集型任务,拥有多个核心以及单个核心线程更多的处理器可以分散计算负荷,这样可以并行处理更多的数据,产生的效益绝对高于简单的提高频率。

处理器频率越高性能越好吗(处理器的频率越高并不代表它的性能更强)(6)


希望你们不要误会我,处理器的频率确实很重要,它们不应该被忽视。如果更高的处理器频率真的毫无意义,那么我们就不会有这么大的超频爱好者群体,并且还有这么多人费尽心思的希望挤出处理器里最后的一点频率,因为提高处理器的频率确实可以增加性能。

我的意思是,如果两种处理器拥有相同的架构、功能、核心和线程数量,而且其它的性能也都基本相同,在这种情况下,处理器的频率才可以有效的说明它的性能,否则频率更高的处理器并不一定代表它的性能会更优秀。

因此,处理器的频率不应该成为,在我们考虑是否购买一款处理器过程中的重点。这就像我们买房子时不应该去重视它有几个电灯,每个灯又有几个灯泡,除非你真的喜欢开着灯睡觉。

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